氯化聚乙烯

氯化聚乙烯（CPE）为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。韧性良好（在-30℃仍有柔韧性），与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高，分解产生HCl，HCL能催化CPE的脱氯反应。氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应制得的高分子材料。根据结构和用途不同,氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)两大类。热塑性树脂除了可以单独使用以外，还可以与聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS等树脂甚至聚氨酯（PU）共混使用。在橡胶工业中，CPE可作为高性能、高质量的特种橡胶，也可以与乙丙橡胶（EPR）、丁基橡胶（IIR）、丁腈橡胶（NBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）等其它橡胶共混使用。

简述

中文名：氯化聚乙烯

英文名称：ChlorinatedPolyethylene

英文别名：EthyleneresinchlorinatedCl;Polyethylene,chlorinated;Chlorinatedpolyethylene,rolled

结构式：[CH2-CHCl-CH2-CH2]n

英文简称：CPE或CM

氯化聚乙烯（CPE）为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。韧性良好（在-30℃仍有柔韧性），与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高，分解产生HCL，HCL能催化CPE的脱氯反应。

氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应制得的高分子材料。根据结构和用途不同,氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)两大类。热塑性树脂除了可以单独使用以外，还可以与聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS等树脂甚至聚氨酯（PU）共混使用。在橡胶工业中，CPE可作为高性能、高质量的特种橡胶，也可以与乙丙橡胶（EPR）、丁基橡胶（IIR）、丁腈橡胶（NBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）等其它橡胶共混使用。

性质

CASNo.：63231-66-3

分子量：-

密度：1.22g/mLat25oC

发展历史

20世纪60年代，德国Hoechst公司首先研制成功并实现工业化生产。我国从20世纪70年代末开始研制氯化聚乙烯。最早是由安徽省化工研究院研制成功“水相悬浮法合成CPE技术”，并先后在安徽芜湖、江苏太仓、山东潍坊建成了500～1000t/a不同规模的生产装置。20世纪90年代初，山东潍坊化工厂从德国引进了6000t/a的CPE成套生产装置。开始时生产树脂型氯化聚乙烯，主要用作PVC的抗冲改性剂及工程塑料如ABS的阻燃改性剂。

在国内，亚星化学（潍坊）年产橡胶型树脂型CPE共12万吨/年，是亚州最大的氯化聚乙烯生产厂家，产品性能稳定品质优秀，商品名Weiprene，主要牌号有135A、135B等。国际上，陶氏化学(DowChemical)在2005年底，接手原杜邦道弹性体（DDE）化学的CPE产品生产线，性能十分优秀，商品名：Tyrin，主要产品牌号有TyrinCM0136,TyrinCM0636等。

用途

20世纪90年代末，国内对高性能阻燃橡胶的需求越来越大，特别是电线电缆行业、汽车配件制造业的发展，带动了对橡胶型CPE的消费需求。橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热氧臭氧老化、阻燃性佳的特种合成橡胶。

氯化聚乙烯树脂是一种新型的合成材料，具有一系列优异性能。它是PVC塑料优良的抗冲击改性剂，也是综合性能良好的合成橡胶，有着极为广泛的应用领域，已广泛用于电缆、电线、胶管、胶布、橡塑制品、密封材料、阻燃运输带、防水卷材、薄膜和种种异型材等制品。CPE还能与聚丙烯、高低压聚乙烯、ABS等共混，改善这些塑料的阻燃性能、耐老化性能和制品的印刷性能。CPE可看作是乙烯、聚乙烯和1.2一二氯乙烯的无规共聚物，它分子链饱和，极性氯原子无规分布，因为具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于机械、电力、化工、建材和矿山工业。CPE耐热性、耐臭氧和耐候、耐老化优于多数橡胶，耐油性优于丁腈胶（NBR）、氯丁橡胶（CR），耐老化优于氯磺化氯乙烯（CSM）；耐酸、碱、盐等腐蚀性质、无毒、难燃、无爆炸危险。

主要应用于：电线电缆（煤矿用电缆、UL及VDE等标准中规定的电线），液压胶管，车用胶管，胶带，胶板，PVC型材管材改性，磁性材料，ABS改性等等。

​基本信息

中文名称:氯化聚乙烯

英文名称:Ethyleneresin

中文别名:CPE;氯化聚乙烯卷材

英文别名:EthyleneresinchlorinatedCl;Polyethylene,chlorinated;Chlorinatedpolyethylene,rolled

CAS号:63231-66-3

分子式:(C4H7Cl)n

分子量:

物性数据

1.性状：无可用

2.密度（g/mL,25/4℃）：1.22

3.相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：无可用

4.熔点（ºC）：无可用

5.沸点（ºC,常压）：无可用

6.沸点（ºC,5.2kPa）：无可用

7.折射率：无可用

8.闪点（ºC）：无可用

9.比旋光度（º）：无可用

10.自燃点或引燃温度（ºC）：无可用

11.蒸气压（kPa,25ºC）：无可用

12.饱和蒸气压（kPa,60ºC）：无可用

13.燃烧热（KJ/mol）：无可用

14.临界温度（ºC）：无可用

15.临界压力（KPa）：无可用

16.油水（辛醇/水）分配系数的对数值：无可用

17.爆炸上限（%,V/V）：无可用

18.爆炸下限（%,V/V）：无可用

19.溶解性：无可用

储运条件

保持贮藏器密封，放入紧密的贮藏器内,储存在阴凉,干燥的地方。

应用配合

补强填充体系

CPE是一种非自补强性橡胶，需有补强体系才能达到较好的强度。其补强填充体系与通用橡胶相似，补强剂以炭黑、白炭黑为主，白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能，而且能组成间甲白体系，提高CPE与骨架的粘合。CPE具有高填充性，填充体系主要有碳酸钙、滑石粉、陶土等。

增塑体系

酯类增塑剂与芳香烃类增塑剂是CPE最常用的增塑剂，如对苯二甲酸二辛酯（DOTP）、己二酸二辛酯（DOA）、三苯三酸三辛酯、芳烃油等，它们的溶解度参数与CM接近，其相容性良好。邻苯二甲酸二辛酯（DOP）已经由于环保问题停止使用。DOA、DOS用于胶料中可赋予胶料优良的耐寒性，DOS非常适用于对耐热、耐低温同时有要求的情形下。

稳定防护体系

CPE受热时或在硫化（非过氧化物硫化体系）时将脱出氯化氢，因此在配方中要使用具有吸酸作用的稳定剂，如硬脂酸钙、硬脂酸钡、三盐基硫酸铅或氧化镁。

CPE的硫化体系

CPE为饱和橡胶，通用普通硫磺硫化体系不能对其有效的硫化。

硫化体系分为四大硫化体系。

1.硫脲体系，2.过氧体系，3.噻二唑体系，4.三唑二巯基胺盐体系。

一、CPE硫化体系应用比较早的是硫脲体系，其中最有效的是Na-22，但Na-22硫化速度慢，老化性能差，压缩永久变形很高，而且Na-22为严重致癌物质，硫化时产生难闻的气味，在国外已经限制使用。

二、现阶段CM硫化体系应用比较成熟的是过氧化物硫化体系，其硫化速度较快，产品物理性能好，压缩永久变形小。过氧化物体系可用于胶带的生产，制品物理性能好，耐热、耐油性能好。该体系配合时，加入助交联剂如TAIC、TAC、TMPTM、HVA－2，可明显提高其物理机械性能及耐热性。由于过氧化物是自由基反应产生交联，一些酸性的填料会影响到自由基的生成，故此类填料不宜采用。但过氧化物不适用于较低压力下、无模硫化，工艺要求高，难以在大多数的橡胶制品工艺上应用。

三、EataMixTCHC是一种复配型的CPE专用硫化剂，该产品无毒。TCHC可以用廉价的芳烃油作增塑剂，硫化胶性能优良。MgO的活性对TCHC体系硫化胶物理性能及老化性能影响不大，超细Mg(OH)2做酸吸收剂与吸碘值150的高活性氧化镁相当，可以取代昂贵的进口高活性氧化镁，极大的降低制造成本。

应用成本比国外的噻二唑体系低很多，能适用于各种硫化工艺，包括较低温度，无模无压低压硫化。此种体系混炼胶硫化速度较快，硫化胶的物理性能优良，压缩永久变形低，耐热氧、臭氧老化、耐油性能好，同时也是CPE与二烯类橡胶有效的共交联体系，已经成功应用在胶管行业。TCHC硫化速度较过氧化物慢，但能在较低温度、无压无模条件下硫化，且硫化胶性能优良。

近几年，美国GEO公司、德国莱茵化学推出了新型的噻二唑硫化体系，与胺类促进剂配合，硫化效果好，但此体系化学成分不公开，且价格高昂，国内推广缓慢。

噻二唑体系主要有交联剂与促进剂组成。主要的交联剂有ECHO.A、ECHO.、TDD、PT75、TDDS。主要促进剂有Vanax808、EataAccelDH、NC、Accel903、BF。是一类很有发展前途的助剂。

四、三唑二巯基胺盐体系。

三唑二巯基胺盐硫化剂是整合了噻二唑硫化剂和促进剂（正丁醛和苯胺缩合物）有效基团的单一物质，克服了噻二唑及促进剂对橡胶交联后，键的不规则分布缺点，使得橡胶交联体成为稳定结构。相对于噻二唑体系，该盐还因特殊基团的引入从而改变了体系的PH值，由强酸性变成中性，改变了酸性填料对体系的不良影响，使得橡胶交联时更具化学活性。因此该体系交联的CPE橡胶在物理性质或化学性质都有着质的提升。能用芳烃油、氧化镁、氢氧化镁作为原料，适合低温无压低压硫化工艺条件，硫化速度快，比噻二唑更快，添加量少（2份），单价优惠，硫化温度内不分解，不产生臭味，环保无毒。

代表性的产品为：硫化剂FSH、交联剂TEHC。

合成方法

采用高密度聚乙烯精馏氯化反应后制得，其工艺主要有溶液法、悬浮法、悬浮溶剂法和流化床法等。

（1）溶液法将有一定特性的高密度聚乙烯粉末加热溶于四氯化碳、氯苯等极性溶剂中，在游离基引发剂（如偶氮二异丁腈等）的作用下，在无氧条件下于90-100℃，常压至0.686MPa的压力下，进行氯化反应。待产物含氯量合格以后，经水析回收，再经脱水干燥，即得非结晶性、具有弹性的产品。该法容易控制，可制得稳定的纯氯化聚乙烯，但溶剂易造成污染，回收工序复杂，能量消耗大，工业上很少采用。

（2）悬浮法将相对分子质量为10万-15万、粒度为过60目筛的高密度聚乙烯粉末加入含有一定量乳化剂、分散剂和引发剂（如过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈）的水介质中，在搅拌下升温至80℃左右，等乳化完成后，升温至115-120℃，在常压至0.98MPa和无氧的条件下，进行氯化。控制通氯量和氯化时间，即制得一定含氯量的树脂。反应产物经中和、水洗、过滤、离心脱水和干燥等工序即得有一定结晶度和弹性的产品。

（3）悬浮溶剂法悬浮介质中，加入一定量的溶剂，氯化操作与悬浮法相同。

（4）流化床法采用高分散的聚乙烯粉末，在γ射线或紫外线照射下，在流化床中通氯进行氯化，故也称气相法。该法工艺过程较难控制。

主要用途

用作聚氯乙烯、ABS及其他聚烯烃的改性剂可提高聚氯乙烯韧性及改善乙烯的印刷性及阻燃性。用于改善胶黏剂的韧性和阻燃性。还用于制造不燃且耐化学试剂的地板材料、人造革、板材等。用于改善胶黏剂的韧性和阻燃性。还用于制造不燃且耐化学试剂的地板材料、人造革、泡沫塑料、薄膜、板材、层压材料、电缆及电线包复层等。也用作聚氯乙烯、聚乙烯的改性剂，可提高聚氯乙烯韧性及改善聚乙烯的印刷性及阻燃性。

生态学数据

该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。

性质与稳定性

遵照规定使用和储存则不会分解。氯化聚乙烯有两种典型结构，其一是氯原子在大分子链上无规而均匀分布，成为饱和弹性体；基二是氯原子在大分子链上无规则不均匀地嵌段分布，表现出硬塑料的行为。含氯量25%-45%的氯化聚乙烯是一种耐热、耐侯及耐燃的特种橡胶，具有自熄性。含氯量超过45%的氯化聚乙烯是白色均匀颗粒状无定形固体。随着氯的取代，破坏了聚乙烯的结晶性，使玻璃化温度降低，但超过一定的氯含量之后，玻璃化温度又升高。由于大分子结构饱和氯原子的引入，使CPE具有良好的柔韧性、耐臭氧性、耐侯性、耐热老化性、耐油性、阻燃性、电性能、耐化学药品性。弹性和耐寒性稍差。它还有很高的容纳填充物的能力，如100份树脂可以填充400份钛粉白粉或300份膨润土或炭黑。

氯化聚乙烯的生产原料是高密度聚乙烯粉料，B型粉料年需求量近10万吨，价格较通用树脂每吨高500至800元。该料要求专用树脂的粒子呈现类球的形态，粒径较小，并且粒径分布要窄，同时要求分子量及其分布适中。专用树脂生产难度大，导致市场上专用树脂牌号较少，产量远不能满足市场需求，目前，国内市场所需的B型料以进口产品为主。