一、應(yīng)用

1. 纖維

氯化石蠟70在涂料和清漆中用于纖維，特別是帳蓬的阻燃配方和防潮層也可用于防火棉布和帆布、繩子和其它紡織物。將氯化石蠟70與三氧化二銻、PVC混合涂在紡織布上，能防火、防水、抵抗輻射，使纖維具有良好的可紡性，用于染色織物具有良好的色混和堅牢度。將氯化石蠟70與三甲酚磷酯按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1∶3的比例混合后加入粘膠絲中能制成耐火纖維及多種用途的纖維新材料。

2. 阻燃劑

氯化石蠟70具有較好的阻燃持久性，較大的抗壓強(qiáng)度、抗軟化、抗拉力、抗壓縮、低揮發(fā)性能和促進(jìn)乳化功能，具有防潮、防滑的特點，有增韌、增粘作用和防腐功能，有抗紫外光，抗輻射，抗氧化等效果，是一種性能良好的添加型阻燃劑，因其價格低且無毒，廣泛用于織物、橡膠、塑料等的阻燃。如用于橡膠和橡塑運(yùn)輸帶的阻燃，特別是用作煤礦井下難燃運(yùn)輸帶和礦用膠帶的阻燃；用作PVC軟制品阻燃劑、PVC電纜助劑、裝飾材料的阻燃劑；用于蓬蓋布、帳蓬、消防及石油部門的工作服等；用作聚乙烯阻燃穿線管等聚烯烴材料的阻燃劑。

3. 涂料工業(yè)

在涂料工業(yè)中，氯化石蠟70可用于氯化橡膠漆、丙烯酸樹脂漆和其他防火涂料中，用以改善阻燃效果，改善涂膜，增加涂料的粘合力，提高漆膜的柔軟性和漆膜在空氣中的穩(wěn)定性。

4. 造紙工業(yè)

在造紙工業(yè)中，氯化石蠟70可用作施膠劑，制造介電溶液和電絕緣材料，也可用作滲透劑、乳化促進(jìn)劑。氯化石蠟70具有極性特性，能因皮革表面的氨基化物發(fā)生反應(yīng)而增強(qiáng)皮革的耐溫能力和柔韌性，氯化石蠟70可用于代替多氯聯(lián)苯用于無碳制紙內(nèi)顏料沉積，也可用于膠泥、壁紙、玻璃鋼的阻燃。

5. 金屬加工

在金屬切削和冷撥、冷軋、沖壓等冷加工中，氯化石蠟70作為潤滑油的耐極壓添加劑，能提高金屬加工的速度和能力，改進(jìn)工業(yè)潤滑油的耐極壓抗磨損特性，在熾熱的金屬表面能形成少量的金屬氯化物薄膜，具有優(yōu)異的潤滑性能并有效地防止金屬各部熔焊在一起。用于印刷油墨中，可提高油墨的光澤和耐磨性。此外，氯化石蠟70還可用于制造果樹用的防粘性蟲和木材的防蟲防腐劑。

二、制備

1. 原理

氯化石蠟70的合成機(jī)理是在催化劑或熱能的作用下，游離基取代的鏈鎖反應(yīng)。氯化反應(yīng)通常分兩步進(jìn)行。步由氯分子吸收自由基或熱能，產(chǎn)生活性氯原子，奪取烷烴分子中的氫，生成氯化氫和烷基自由基。帶自由基的烷烴與氯分子再發(fā)生第二步反應(yīng)，生成新的活性氯原子和氯代烷，然后活性氯原子再和氯代烷分子反應(yīng)，生成帶自由基的氯代烷烴和氯化氫，呈鏈鎖反應(yīng)。

該反應(yīng)屬放熱反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行中不需再供給能量。反應(yīng)的關(guān)鍵是如何使氯分子變成兩個活性氯原子，因而氯化反應(yīng)速度取決于氯氣被石蠟吸附過程的速度，即由動力擴(kuò)散速度所決定。影響動力擴(kuò)散速度的因素包括通氯量、溫度、壓力、時間、催化劑、光源的照射、反應(yīng)設(shè)備的材質(zhì)、形狀等。氯化反應(yīng)溫度的控制十分重要。反應(yīng)溫度偏低，氯分子得以活化的數(shù)目少，反應(yīng)速度慢，生產(chǎn)周期長，氯氣利用率低；反應(yīng)溫度升高，氯化石蠟發(fā)生熱解脫HCl同時產(chǎn)生色基因CHCH-的副反應(yīng)。反應(yīng)初期溫度應(yīng)低些，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，粘度增大；溫度逐步升高，粘度下降有利于氯化反應(yīng)。

2. 生產(chǎn)方法

目前，氯化石蠟70的生產(chǎn)工藝過程分為間歇法和連續(xù)法兩大類，生產(chǎn)方法主要有本體法、溶劑法、水相懸浮法三種。

1）本體法

本體法又名熱氯化法，是以重液蠟為原料，以偶氮二異丁臘等為催化劑，將液蠟直接氯化至氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到70%。前期反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)時間為5～6h，后期反應(yīng)溫度為110℃，反應(yīng)時間約20h，采用測密度法控制反應(yīng)終點。該法的特點是不用溶劑，消除了由于溶劑產(chǎn)生的環(huán)境污染及對人體的危害問題。不需要溶劑分離回收裝置，設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低。產(chǎn)品無水，無需干燥處理，裝置通用性強(qiáng)。缺點是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，色澤較深，軟化點低，熱穩(wěn)定性較差，產(chǎn)品應(yīng)用范圍較窄。經(jīng)過多年的生產(chǎn)對本體法不斷進(jìn)行改進(jìn)形成了后來的改良本體法。改良本體法是為了改善重液蠟法生產(chǎn)的氯化石蠟70產(chǎn)品軟化點低的缺點而開發(fā)的，其工藝過程與本體法基本相同。不同之處是采用m(固蠟)∶m(液蠟)=1∶1的混合物為原料，反應(yīng)溫度一般控制在85～105℃，分3～5次加入反應(yīng)催化劑，采用測定密度法控制反應(yīng)終點，總反應(yīng)時間為7.5～8.5h，該工藝的優(yōu)點與本體法大致相同，但氯化石蠟70產(chǎn)品的軟化點高于重液蠟本體法。根據(jù)工藝的不同，其軟化點最高可以達(dá)到85℃。該工藝反應(yīng)后期的體系粘度及后期與前期反應(yīng)時間比大于本體法，因而產(chǎn)品色澤偏黃。

2）溶劑法

溶劑法可分為催化光氯化法和光氯化法2種工藝，其中以催化光氯化法應(yīng)用最為廣泛。

A：催化光氯化法

將石蠟(是在C22～C26范圍內(nèi)的直鏈烷烴)液化，送入反應(yīng)釜，通入氯氣氯化生成氯蠟-42，反應(yīng)溫度控制在90～105℃，反應(yīng)放出的熱量用夾套和石墨換熱器進(jìn)行熱交換，生成的氯化氫氣體經(jīng)緩沖、吸收制備成鹽酸。生成的氯蠟-42再和一定配比的四氯化碳溶劑投入深氯化反應(yīng)釜中，采用偶氮二異丁睛作催化劑，打開光源(紫外光波)，通入氯氣，控制溫度在55～70℃。當(dāng)氯化石蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到70%時，停止通入氯氣，生成的產(chǎn)品經(jīng)碳酸鈉中和，氣提、蒸餾脫除四氯化碳，再經(jīng)冷卻、固化、粉碎即得到氯化石蠟70產(chǎn)品。在氯化石蠟70的生產(chǎn)中，尾氣中的氯化氫經(jīng)水吸收副產(chǎn)品鹽酸，氯氣經(jīng)堿洗成副產(chǎn)品次氯酸鈉，四氯化碳經(jīng)一次冷凝，兩次捕集的方法進(jìn)行循環(huán)利用，最終尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

B：光氯化法

將氯蠟-42和四氯化碳溶劑按一定配比加入到反應(yīng)釜中，用日光燈等作紫外線光源，常壓，70℃下進(jìn)行氯化反應(yīng)。采用測定密度法控制反應(yīng)終點，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，出料至水洗釜，水洗至中性，放掉水層，在水和四氯化碳共沸點溫度下蒸餾，再在四氯化碳沸點溫度下蒸餾，蒸出四氯化碳。最后升溫至125℃使氯化石蠟70熔融，出料后凝固、破碎、篩分和包裝即得產(chǎn)品。溶劑法工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好，氯氣利用率高，但工藝流程較長，投資大生產(chǎn)成本高。工藝過程中使用的四氯化碳是強(qiáng)毒性物質(zhì)，在大氣中具有長壽命，易對大氣臭氧層造成破壞，屬于蒙特利爾國際公約規(guī)定的禁用化學(xué)品。因此采用該法生產(chǎn)氯化石蠟70已不適應(yīng)形勢發(fā)展的要求，遲早要被其它工藝所取代。雖然國內(nèi)外有人在研究用非消耗臭氧層的溶劑取代四氯化碳，可以利用四氯化碳溶劑法的現(xiàn)有裝置，但受溶劑來源和價格等因素的制約，在一段時間內(nèi)仍缺乏競爭能力。

3）水相懸浮法

水相懸浮法是將固體石蠟預(yù)先氯化制成氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%左右的氯蠟-42，然后將氯蠟-42、水和助劑等加人氯化反應(yīng)釜中，升溫、加壓，通氯氯化。當(dāng)氯含量達(dá)到要求后，經(jīng)脫酸、中和、離心分離、干燥即得成品。該法以水為介質(zhì)，反應(yīng)熱容易移走，工藝控制穩(wěn)定，無溶劑回收裝置，流程簡單，基本上無三廢污染生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，不含四氯化碳，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著，代表了氯化石蠟70的技術(shù)進(jìn)步方向。不足之處是氯化反應(yīng)條件較苛刻，對氯化釜和分離器等關(guān)鍵設(shè)備要求高。綜上所述，本體法投資少，生產(chǎn)成本低，缺點是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，色澤深。溶劑法工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好，氯氣利用率高，但工藝流程較長，投資大生產(chǎn)成本高。工藝過程中使用的四氯化碳是強(qiáng)毒性物質(zhì)。水相懸浮法工藝控制穩(wěn)定，流程簡單，基本上無三廢污染生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，不含四氯化碳，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著，是目前生產(chǎn)氯化石蠟的方法。

主要參考資料：

[1] 簡明精細(xì)化工大辭典

[2] 氯化石蠟70的生產(chǎn)應(yīng)用及市場前景

[4] 氯化石蠟—70的生產(chǎn)、市場和技術(shù)進(jìn)展