¿Qué significa caucho clorado?
Debido a que tiene excelentes
propiedades de formación de película, adhesión, resistencia a la corrosión, retardo de llama y aislamiento, puede usarse ampliamente en adhesivos, revestimientos de barcos y contenedores.
La pintura para cajas, la pintura química anticorrosión, la pintura para señalización vial, la pintura ignífuga, la pintura para la construcción, la tinta, etc. son todos productos químicos finos a base de cloro con grandes perspectivas de desarrollo.
Nombre chino
Caucho clorado CAS
No.
9006-03-5 Alias chino
Pintura anticorrosiva de clorocaucho;
Homopolímero de -2-Metil-1,3-clorobutadieno.
Verde
Caucho alias inglés
Caucho
Clorado;
Poliisopreno,
Clorado;
Verde
Natural
Fórmula molecular de caucho
Ordinario
Materias primas aguas arriba: tetracloruro de carbono , tetracloruro de carbono, caucho natural: pintura antioxidante, pintura retardante de fuego de percloroetileno, pintura para maquinaria de ingeniería de alto rendimiento, pintura reflectante para señalización vial, pintura para contenedores, pintura anticorrosión pesada, pintura de caucho, esmalte de caucho clorado, varios clorados. capas de acabado de caucho (tipo pulpa original), imprimación de caucho clorado con aluminio J06-1, imprimación de caucho clorado, J465433. Descripción general del desarrollo de la pintura para cubiertas de clorocaucho J42-31, la imprimación para barcos de clorocaucho de aluminio J44-26 y la imprimación para barcos de clorocaucho. La primera investigación mundial sobre CR comenzó en 1895, y Peachey obtuvo la primera patente de producción industrial en 1915 y en 1965438.
Alkali Industry Company (ahora parte de ICI Company) ha logrado la producción industrial.
En las décadas de 1930 y 1940, la investigación y producción de caucho de cloropreno se desarrolló rápidamente. Además del NRCR, también ha surgido la tecnología de utilizar caucho de poliisopreno para producir caucho de cloropreno, pero se utiliza principalmente el primero.
A principios de la década de 1990, se decía que la producción anual de CNR en el mundo era de aproximadamente 40 kt, y en el año 2000 era de aproximadamente 70 kt.
Entre los países productores de clorocaucho en el mundo se encuentran Reino Unido, Estados Unidos, Alemania e Italia.
La producción anual actual de caucho clorado en el mundo es de 40.000 toneladas (los datos son t (1995)).
La mayor producción es la británica ICI Company, que es de 15.000 t/a, lo que representa el 30% de la producción total mundial, seguida por la Hercules Company de Estados Unidos, la Bayer Company de Alemania y la Xudian Company de; Alemania y la empresa Yangshan Guoce Pulp.
Según las disposiciones del Protocolo de Montreal, los países desarrollados cerraron los equipos para producir caucho clorado utilizando tetracloruro de carbono a finales de 1995 y adoptaron sucesivamente métodos en fase acuosa u otras nuevas tecnologías.
Xuhua Chemical utiliza tecnología de clorocaucho suspendido en fase acuosa para construir una unidad de producción libre de tetracloruro de carbono de 800 toneladas/año.
El Instituto de Investigación del Caucho de Sri Lanka también produce CNRE83 con buena estabilidad y solubilidad.
La empresa italiana Cataldo lo utiliza como agente clorante y disolvente en sustitución del tradicional tetracloruro de carbono CNR.
La tecnología de proceso utilizada por los fabricantes nacionales es principalmente el método del disolvente de tetracloruro de carbono.
Esta tecnología fue desarrollada e industrializada por la Planta Electroquímica de Shanghai a principios de los años 1970.
Posteriormente, la planta química y la fábrica de pesticidas de Guangzhou en Jiande, Zhejiang, y la planta química de Yixing y la planta química de Xiyuan en Jiangyin, Jiangsu, también completaron las instalaciones y las pusieron en funcionamiento.
En la actualidad, la tecnología de producción de clorocaucho tiene problemas como un flujo de proceso complejo, un bajo grado de automatización, un alto consumo de energía, un alto costo y una grave contaminación de tres desechos. Durante el período del "Octavo Plan Quinquenal", la Planta Electroquímica de Shanghai y la Planta Química de Guangzhou organizaron personal técnico para abordar un importante problema técnico que ha afectado durante mucho tiempo a la producción de caucho clorado: la tecnología de separación y recuperación del disolvente de tetracloruro de carbono, pero los resultados no fueron buenos.
Sun Tonghua, Instituto de Tecnología Petroquímica de Jiangsu, China, et al. A partir de 1990, dedicó cuatro años a estudiar el control de la clasificación de la viscosidad del clorocaucho y la recuperación del tetracloruro de carbono.
Sus características técnicas son: (1) Se ha establecido un modelo matemático para el control de la viscosidad para llevar la desviación relativa del control de la viscosidad del producto al nivel internacional. (2) La cuota de consumo de tetracloruro de carbono es de 700 kg/tonelada. >
Esta tecnología se encuentra en una posición líder en el país.
Sin embargo, la cuota de consumo de tetracloruro de carbono sigue siendo muy alta, de 3 a 4 veces el nivel avanzado internacional de los años 1980 (la cuota de consumo de la empresa británica ICI es de 180 kg/t).
Aunque se han logrado grandes avances y en 1994 se construyeron dos conjuntos de unidades en la fábrica de materiales anticorrosión de Wuxi y en la fábrica de catalizadores de Yangzhou en la provincia de Jiangsu, los resultados operativos no son ideales.
En 1995, las Naciones Unidas implementaron los requisitos del Protocolo de Montreal para el uso de tetracloruro de carbono, lo que hizo urgente desarrollar alternativas al tetracloruro de carbono o nuevos procesos para el caucho clorado.
En los últimos años, la investigación de mi país sobre alternativas al tetracloruro de carbono ha avanzado poco.
Sólo el Instituto de Investigación Química Anwei ha desarrollado una tecnología de caucho clorado a escala de 500 t/a llamada E, que aún no se ha industrializado.
Según un análisis relevante, la demanda anual de caucho clorado de mi país ha sido de más de 1.000 toneladas en los últimos años. En la actualidad, la capacidad total de producción de caucho clorado de mi país es de aproximadamente 2.500 toneladas al año, y la producción real. es inferior a 1.000 t/a, por lo que estamos desarrollando vigorosamente este producto.
El rendimiento del caucho clorado en fase acuosa de Zhejiang Fenghua Yulong Chemical alcanza el nivel del caucho clorado con solvente similar y el precio es aproximadamente un 10 % más bajo. Es una empresa líder en este campo en China.
Comparación de procesos El proceso tradicional de producción de caucho clorado en el país y en el extranjero es principalmente el método de solvente de tetracloruro de carbono.
El proceso está maduro, pero la contaminación ambiental es grave, especialmente la emisión a la atmósfera del disolvente tetracloruro de carbono, que tiene un efecto destructivo sobre la capa de ozono.
Antes de 1995, la mayoría de dispositivos en el mundo se producían utilizando este método.
Después de 1995, los países desarrollados cerraron el equipo para producir caucho clorado utilizando el método de solvente de tetracloruro de carbono como estaba previsto, y pasaron a utilizar una tecnología de proceso en fase acuosa que no daña el medio ambiente para producir el producto.
Sin embargo, el método del disolvente de tetracloruro de carbono sigue siendo el principal método de producción de clorocaucho en mi país.
El Protocolo de Montreal otorga a los países en desarrollo un período de gracia de 10 años para dejar de usar tetracloruro de carbono en 2005. Por lo tanto, es muy urgente e importante investigar y desarrollar un nuevo proceso de clorocaucho en fase acuosa libre de contaminación.
En los últimos años, el proceso de clorocaucho en fase acuosa se ha convertido en un punto caliente para la investigación y el desarrollo en mi país.
Después de años de investigación y desarrollo, el Instituto Provincial de Investigación de la Industria Química de Anhui ha desarrollado con éxito la tecnología de industrialización del caucho clorado en fase acuosa en China y ha construido varias unidades industriales en Jiangsu, Shandong, Zhejiang y otras provincias. , pero la capacidad máxima de producción anual Sólo 500 toneladas.
El problema de ingeniería actual de este proceso es que si la escala de producción aumenta, los equipos clave, como reactores, agitadores y centrífugas resistentes a la corrosión que son adecuados para la cloración, la separación y otras condiciones del proceso, no se pueden utilizar en el país. Ha restringido seriamente el proceso de ampliación de equipos de proceso en fase acuosa en mi país.
En la actualidad, el caucho clorado en mi país se produce principalmente mediante el método de solventes. Debido a la tecnología de producción atrasada, la clasificación de la viscosidad del producto no está clara, es de mala calidad, pocas variedades, baja blancura, bajo contenido de cloro, mala estabilidad térmica, baja adherencia, alto consumo de solventes y contaminación grave.
En los últimos años, importantes institutos de investigación científica han investigado mucho sobre este tema y han logrado ciertos avances.
El principio de producción del caucho clorado El caucho clorado generalmente se obtiene mediante la reacción de cloración con caucho natural, porque la unidad estructural básica del caucho natural es el isopreno y su fórmula química es (C5H12). enlaces de hidrógeno y dos dobles enlaces insaturados en la estructura. Por lo tanto, bajo la acción del catalizador, los átomos de hidrógeno en el enlace carbono-hidrógeno son fácilmente reemplazados por átomos de cloro activo y al mismo tiempo se libera cloruro de hidrógeno.
Su mecanismo de cloración es muy complejo.
Los métodos de reacción más básicos son las reacciones de sustitución de radicales libres y las reacciones de adición electrófila. Además, existen reacciones de adición de cloruro de hidrógeno, reacciones de eliminación y reacciones de ciclación.
La reacción se puede dividir en las siguientes tres etapas: (C10H16)N.
2nCl2
→
(C10H14Cl2)n
2nHCl( C10H14Cl2)n
2nCl2
→
(C10H13Cl5)n
Cloruro de amonio (C10H13Cl5)n
2nCl2
→
(C10H11Cl7)n
< / p>
La reacción general del 2nHCl se puede resumir como: (C10H16)N.
6nCl2
→
(C10H11Cl7)n
Usando 5nHCl En el método de fase sólida, el caucho natural y el sulfato de sodio se muelen y se mezclan hasta obtener un polvo uniforme y luego se cloran en un reactor a presión.
El reactivo de cloración se lava con agua para eliminar la sal y se seca para obtener clorocaucho en polvo con un contenido de cloro de 60 a 62.
Dispersar caucho natural y caucho presurizado en solución de hipoclorito de sodio por método líquido para preparar una solución 70, enfriar y agregar una solución de hidróxido de sodio 20 (que contiene 6 cloro) después de 4 horas de introducir cloro para obtener la suspensión.
En este momento, la fracción de masa de cloro sólido es 54 ~ 56.
Verter cloro gaseoso durante 2-3 horas, lavar, filtrar y secar para obtener clorocaucho con un contenido de cloro 62-65.
En primer lugar, el caucho natural se mastica de forma intermitente en un molino abierto de dos rodillos y su masa molecular relativa se reduce considerablemente mediante degradación por cizallamiento (de 6.543.800 a aproximadamente 6.543.800 a aproximadamente 60.000 a 70.000).
Cortar la película plastificada en pequeños trozos de unos 40 mm y 60 mm y colocarlos en un recipiente de disolución lleno de tetracloruro de carbono. Al mismo tiempo, agregue aproximadamente 1 (basado en la cantidad de goma) como catalizador, agite y disuelva a aproximadamente 70 °C y forme una solución coloidal con una fracción de masa de goma de aproximadamente 5.
A continuación se introduce el reactor de esmalte resistente a la corrosión con condensador de reflujo.
La temperatura de cloración es de 60 ℃ ~ 70 ℃ hasta que ya no se producen cloro ni hidrógeno y la fracción de masa del producto supera 63.
En las primeras y últimas etapas de la reacción se introduce una pequeña cantidad de aire. El primero puede promover la escisión de la cadena de las moléculas de caucho y evitar la reticulación, mientras que el segundo puede dispersar el cloruro de hidrógeno restante en la solución. El tiempo de reacción de cloración es de aproximadamente 12 horas.
Después de la cloración, la solución de clorocaucho y el vapor se pulverizan en la torre llena de agua caliente y la temperatura se controla a unos 90 °C. El condensador recupera el tetracloruro de carbono de la torre y los sólidos suspendidos descargados continuamente se descargan en el tanque de lavado de agua a través del separador trifásico, se lavan con agua hasta que el pH sea 5,6 y luego se deshidratan con una centrífuga para separar el contenido húmedo de caucho clorado con un contenido de agua de aproximadamente 70. Los materiales se secan mediante flujo de aire o ebullición para obtener el producto terminado.
Entre los tres métodos anteriores, el método de fase sólida no puede resolver el problema de disipación de calor, lo que da como resultado una estabilidad térmica deficiente y un color oscuro del producto. Por lo tanto, las regulaciones se limitan a calderas de menos de 500 litros, lo que tiene poco. Importancia industrial. El método de fase líquida tiene un flujo de proceso inverso largo, es una reacción de sistema heterogéneo, con problemas como cloro interno y externo desigual y calidad inestable del producto, y rara vez se utiliza en la industria.
No hay informes de dispositivos de producción de líquidos a gran escala en el extranjero. Sólo Wujin, provincia de Jiangsu, construyó un dispositivo de 100 t/a en 1992. Debido a la tecnología madura, el método solvente es el método principal para producir caucho clorado en el país y en el extranjero.
Sin embargo, este método tiene problemas obvios, como un proceso de producción complejo, un alto costo de materia prima, una grave contaminación por desechos, un alto consumo de energía y daños a la salud humana.
Además, el tetracloruro de carbono es tóxico, especialmente en los últimos años, se ha reconocido que agota la capa de ozono atmosférico.
Durante 1995, mientras implementaban el Protocolo de Montreal, los países desarrollados cerraron equipos para producir caucho clorado utilizando tetracloruro de carbono y surgieron métodos de producción amigables con el medio ambiente.
Los países desarrollados han eliminado por completo el método de producción de tetracloruro de carbono.
Actualmente se utiliza tecnología avanzada: conexión de caucho natural artificial para la reacción de cloración. Al controlar las condiciones de reacción, se superan las deficiencias de los métodos tradicionales y se resuelven los problemas de protección ambiental.
En el extranjero, existen principalmente tecnologías de cloración en fase acuosa representadas por los fabricantes, tecnología de solventes utilizada por Bayer Company en Alemania y, a nivel nacional, caucho clorado en fase acuosa de Fenghua Yulong Chemical Company.
La tecnología de cloración en fase acuosa utiliza una solución de ácido clorhídrico para acidificar el caucho natural hasta un cierto valor de pH a temperatura ambiente y luego agrega una cierta proporción de tensioactivo para preparar una solución acuosa estable.
Se agrega un catalizador al comienzo de la reacción y, al mismo tiempo, se clora durante un cierto período de tiempo a 20 °C ~ 40 °C bajo irradiación con luz ultravioleta y luego se clora profundamente. a 40°C ~ 70°C.
Tras la reacción se realiza la desacidificación, neutralización, lavado, secado y otros postprocesamiento para obtener clorocaucho con un contenido de cloro superior al 65 y que se puede disolver completamente en disolventes orgánicos.
Xu Dianhua Company, Guoce y Fenghua Yulong, que tienen derechos de propiedad intelectual independientes en mi país, utilizan este método para cloruro de caucho, pero las diferencias entre ellas son diferentes materias primas, diferentes tensioactivos y diferentes condiciones específicas del proceso.
Por eso las distintas actuaciones son diferentes.
Bayer es conocida como la tecnología más perfecta del mundo.
En la solución de tetracloruro de carbono del caucho natural, añadirlo después de la reacción de cloración, separar el tetracloruro de carbono por destilación y eliminar las impurezas.
La masa es devuelta al sistema de cloración para su reutilización.
La solución de clorocaucho se somete a precipitación con agua, y el clorocaucho se precipita en agua, para luego lavarse, secarse y pulverizarse para obtener el producto.
Después de la deshidratación y el secado, el producto final y la solución acuosa se devuelven al sistema de destilación para su reutilización.
La capacidad de producción de clorocaucho de Bayer en 1996 fue de 10.000 t/a. Después de adoptar este nuevo proceso mejorado, la cuota de consumo de tetracloruro de carbono fue de 2,03 kg/t, lo que refleja el avance de la tecnología.
Las ventajas de esta nueva tecnología son: (1) La cuota de consumo de tetracloruro de carbono es extremadamente baja, cumpliendo con los requisitos internacionales de protección ambiental de 1995 (2) El contenido de tetracloruro de carbono en el producto es extremadamente bajo; 10.4.
El peso molecular promedio del caucho clorado es de 5000 ~ 20000.
La resistencia a la tracción del caucho clorado no plastificado es muy alta, alcanzando los 39,24 MPa incluso a una velocidad de deformación baja, pero el alargamiento relativo es extremadamente bajo.
La resistencia del clorocaucho plastificado está relacionada con el tipo de plastificante y el grado de plastificación.
Al igual que otros polímeros clorados, los polímeros clorados tienen una alta estabilidad química.
Dado que el clorocaucho básicamente no se utiliza sin la adición de plastificantes, la estabilidad química de su membrana, al igual que sus propiedades de resistencia, depende en gran medida de los plastificantes, colorantes, cargas, tipo y cantidad de estabilizador (clorocaucho). por sí solo produce películas fuertes y quebradizas; este polímero no plastificado sólo se utiliza en tintas de impresión porque las películas producidas son muy finas).
Como la mayoría de los polímeros altamente clorados, el caucho clorado tiende a gelificarse en condiciones inapropiadas sin plastificantes. El mecanismo de formación del gel es complejo y está relacionado con el tipo de agente compuesto.
Entre ellos, la deshidrocloración con propiedades autocatalíticas conduce a la reticulación y la formación de gel.
La mayoría de los estabilizadores actúan como absorbentes de ácidos y previenen reacciones autocatalíticas.
El clorocaucho se puede utilizar con una variedad de resinas y cauchos naturales. Cuando se utiliza junto con resina, la dureza y la resistencia al desgaste del producto se pueden mejorar en la mayoría de los casos.
Esto es muy importante para recubrimientos y adhesivos.
Porque requiere una alta resistencia a la fluencia.
El caucho clorado se utiliza con menos frecuencia en productos extruidos o moldeados. Su objetivo principal es clasificar diferentes modelos según su peso molecular relativo o su viscosidad, y es adecuado para tintas, recubrimientos y adhesivos. Generalmente, como tintas se utilizan principalmente productos de baja viscosidad (0,01Pas). Los productos de viscosidad media (0,01 ~ 0,0 as) se utilizan principalmente para formular recubrimientos.
Los productos de alta viscosidad (0,1t~0.As) se utilizan principalmente como adhesivos. Según la situación de aplicación real en el país y en el extranjero, se utilizan principalmente como productos de viscosidad media para recubrimientos.
Las principales áreas de aplicación de los revestimientos son revestimientos para tráfico, revestimientos para barcos, revestimientos para contenedores, revestimientos arquitectónicos, revestimientos para piscinas y revestimientos retardantes de llama.
La pintura para señalización de pavimentos, también conocida como pintura de tráfico, es un campo de aplicación especial del clorocaucho.
Los recubrimientos a base de clorocaucho son resistentes, de secado rápido y muy visibles en pavimentos de hormigón y asfalto.
Tienen excelentes propiedades adhesivas y pueden resistir los productos químicos y abrasivos utilizados en climas nevados y cuando hay una fina capa de hielo en el suelo.
En el Reino Unido, se ha hecho obligatorio el uso de caucho clorado para marcar los aeropuertos.
Además, el clorocaucho no se quema debido a su alto contenido en cloro.
Por tanto, es una valiosa materia prima para recubrimientos ignífugos y anticorrosivos.
Este recubrimiento ha sido muy utilizado en refinerías.
En cuanto a los adhesivos, el clorocaucho no se utiliza básicamente como agente formador de película independiente, sino como modificador.
Se utiliza para mejorar el rendimiento de adhesivos como neopreno, caucho y poliuretano.
La modificación con clorocaucho puede hacer que estos adhesivos sean más versátiles.
En Estados Unidos el clorocaucho se utiliza principalmente en pintura, de la cual el 46% se utiliza en pintura para señalización vial. A diferencia de otros países, el 60% de su pintura de clorocaucho se utiliza en pintura para barcos.
En mi país, el caucho clorado se utiliza principalmente en pintura para barcos, pintura para tráfico, pintura para contenedores, agentes de tinta, pintura para tanques de almacenamiento exterior, pintura para construcción y adhesivos.
Los fabricantes específicos incluyen Shanghai Linkai Paint Factory, Tianjin COSCO Kansai Paint, Shanxi Dongfanghong, Wuhan Shuanghu, etc.
Empresas productoras Empresas mundiales Actualmente, las principales empresas productoras de caucho clorado en el mundo incluyen la británica ICI Company, la alemana Bayer Company, la italiana Caffaro Company, la American Hercules Company, Solectron Company, Sanyo National Pulp Company y Paper Co. ., Ltd. espera.
Empresas nacionales: Fenghua Yulong Chemical New Materials Co., Ltd., Puyang Chemical Co., Ltd., Yixing Changjili Chemical Co., Ltd., Jiangsu Anbang Electrochemical Co., Ltd., Puyang Chemical Co. ., Ltd., Instituto de Investigación de la Industria Química de Anhui, etc. cuota de consumo.
Rango (kg/t) Caucho natural 375 Tetracloruro de carbono (más de 98) 750 Soda cáustica (30) ~ 7000 Yodo 15 (más de 95) 1550 Campos de aplicación del caucho clorado El caucho clorado aumentará El caucho natural plástico es se disuelve en tetracloruro de carbono o dicloroetano y se introduce una reacción de secado bajo la acción de un catalizador.
El caucho clorado no es gomoso, sino dendrítico, con una densidad relativa de 1,5~`1,7. Se ablanda y se descompone a 135 ~ 140 ℃ y se puede disolver en benceno, diclorobenceno, tetraclorobenceno, acetato de etilo, etc. para formar una solución relativamente estable con viscosidad apropiada.
El caucho clorado tiene las características de resistencia al envejecimiento, resistencia a los ácidos, resistencia a los álcalis, resistencia al agua de mar y no inflamabilidad. Los adhesivos preparados con él se pueden utilizar para unir caucho con metal, cuero, madera y telas.
El caucho clorado también se puede utilizar como modificador para modificar el caucho de cloropreno y mejorar la fuerza de unión, la fluencia a altas temperaturas y otras propiedades.
A medida que la cohesión de la película adhesiva de neopreno aumenta significativamente, se mejora el rendimiento de la unión.
La adherencia al PVC duro es casi 10 veces mayor que la del adhesivo de neopreno sin modificar.