專利名稱：一種非離子型聚乙烯蠟乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
蠟乳液是ー種常見的蠟產(chǎn)品的應(yīng)用形式，其一般是有效固含量在10% 30%的水包油型結(jié)構(gòu)的乳液，由蠟與不同種類、性能的乳化劑及適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)劑經(jīng)乳化反應(yīng)制成的固-油-水多相分散體系的穩(wěn)定乳狀液，一般根據(jù)用途選用所需蠟產(chǎn)品及乳化劑的種類。蠟乳液使用時(shí)不需加熱熔融，具有性能穩(wěn)定、細(xì)膩、成膜均勻、覆蓋性好、易與其他物質(zhì)的水溶液或乳狀液混合復(fù)配使用，并且無毒、無腐蝕性、便于儲(chǔ)存、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。并且以水代替了有機(jī)溶剤，大大降低了蠟制品的成本，為包括石油蠟在內(nèi)的各種蠟制品開拓了應(yīng)用領(lǐng)域。廣泛的應(yīng)用于金屬防銹、涂料油墨、皮革涂層、上光拋光、造紙、紡織、建材防水等領(lǐng)域。聚こ烯蠟具有蠟的細(xì)膩、成膜均勻、覆蓋性好等特點(diǎn)，但其本身難以溶于水而形成乳液，需要有機(jī)溶劑溶解，使其成本大大升高。故出現(xiàn)了通過各種改性來提高聚こ烯蠟乳化能力的研究，主要有以下研究專利CN101503516將氧化聚こ烯蠟與復(fù)合乳化劑混合加熱融化，加水乳化至乳液均一為止得乳化聚こ烯蠟。專利CN101503518首先將聚こ烯蠟和含こ烯基的陽離子単體進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到自帶正電荷的陽離子単體改性聚こ烯蠟；再對改性陽離子蠟進(jìn)行乳化，得到自身帶正電荷的陽離子蠟乳液。王燕，馬沛嵐(聚こ烯蠟氧化及接枝改性研究，應(yīng)用化工 2009,10(38) :1445 1448.)低密度聚こ烯生產(chǎn)過程中副產(chǎn)聚こ烯蠟，采用空氣催化氧化法和馬來酸酐接枝法均可在聚合物分子鏈上生成羧基或馬來酸酐極性基團(tuán)，拓展了聚こ烯蠟的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，該方法改善了聚こ烯蠟的水溶性，賦予聚こ烯蠟乳液良好的耐酸性、耐堿性、耐電解質(zhì)性能，可以應(yīng)用于制革涂飾、汽車外觀美化、紡織等領(lǐng)域。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中加入300份聚こ烯蠟、50 200份烯丙基聚醚和18 30份引發(fā)劑，加熱熔融、混合均勻后控制溫度于155 165°C反應(yīng)3 4h得產(chǎn)物，趁熱出料；2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將步驟I)的產(chǎn)物與非離子型乳化劑按5-10 I的質(zhì)量比混合后于70 95°C下熔化、攪拌均勻,然后加水均質(zhì)乳化0. 5 Ih,至乳液均一為止；3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至40 60°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為5 40%即可。所述聚こ烯蠟的相對分子質(zhì)量為1500 4000，熔點(diǎn)為105 120°C。
所述烯丙基聚醚的結(jié)構(gòu)式為CH2=CH-CH20+CH2CH20j^Hn代表こ氧基的
數(shù)目，n的取值范圍是10 44。所述烯丙基聚醚為APEG-500，AP EG-2000, APEG-1000, APEG-700 或 APEG-1500。所述弓I發(fā)劑為過氧化ニ叔丁基或過氧化ニ異丙苯。所述非離子型乳化劑為脂肪醇醚，結(jié)構(gòu)式為R一OfeH2CH2OjH其中R
為C12 C18的長碳鏈烷基，こ氧基的數(shù)目n = 3 20。所述非離子型乳化劑為0-20、0-10、0S-20、0S-15、0S-10 或 AE0-3。該方法制備的非離子型聚こ烯蠟乳液，物性指標(biāo)為外觀為乳白色膏狀物，有效物含量為5 40%。本發(fā)明的主要思路為在熔融狀態(tài)下采用烯丙基聚醚對聚こ烯蠟進(jìn)行接枝改性，然后用非離子乳化劑對改性產(chǎn)物進(jìn)行乳化，得到一種非離子型聚こ烯蠟乳液?，F(xiàn)有技術(shù)主要采用氧化或陽離子、陰離子單體接枝改性的方法來提高聚こ烯蠟的水溶性。本發(fā)明采用非離子型單體烯丙基聚醚接枝改性的方法制備聚こ烯蠟乳液，在改性聚こ烯蠟的分子側(cè)鏈上引入了こ氧基，提高了改性聚こ烯蠟的自乳化性能，同時(shí)有效改善了乳液的耐酸、耐堿、耐鹽、耐電解質(zhì)等特性。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明所述非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法在聚こ烯蠟分子側(cè)鏈上引入了一定數(shù)量的非離子性的こ氧基，有效改善了聚こ烯蠟的耐酸、耐堿、耐鹽、耐電解質(zhì)等性能；同時(shí)こ氧基具有親水性能，可以提高聚こ烯蠟接枝產(chǎn)物的水溶性以及自乳化性能。2、本發(fā)明所述非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，在熔融狀態(tài)下反應(yīng)，不引入有機(jī)溶劑，制備的非離子型聚こ烯蠟乳液符合緑色化學(xué)品的生產(chǎn)要求。3、本發(fā)明制備的非離子型聚こ烯蠟乳液，具有性能穩(wěn)定、外觀細(xì)膩、成膜均勻、覆蓋性好、保濕性好等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。實(shí)施例I :I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚乙烯蠟，200份烯丙基聚醚APEG-500和30份過氧化ニ叔丁基，加熱熔融，混合均勻后，控制溫度在155°C反應(yīng)4h，趁熱出料。2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑0-20按質(zhì)量比5 : I混合,在75°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化Ih,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至55°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為30%即可。實(shí)施例2 I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚乙烯蠟，50份烯丙基聚醚APEG-2000和18份過氧化ニ叔丁基，加熱熔融，混合均勻后，控制溫度在165°C反應(yīng)4h，趁熱出料。
2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑0S-15按質(zhì)量比8 : I混合,在95°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化Ih,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至60°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為25%即可。實(shí)施例3 I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚乙烯蠟，100份烯丙基聚醚APEG-1000和24份過氧化ニ異丙苯，加熱熔融，混合均勻，控制溫度在160°C反應(yīng)3h，趁熱出料。 2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑0S-10按質(zhì)量比
6: I混合,在85°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化Ih,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至50°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為20%即可。實(shí)施例4 I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚乙烯蠟，150份烯丙基聚醚APEG-700和27份過氧化ニ異丙苯，加熱熔融，混合均勻，控制溫度在155°C反應(yīng)4h，趁熱出料。2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑0S-20按質(zhì)量比10 : I混合,在80°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化40min,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至45°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為35%即可。實(shí)施例5 I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚こ烯蠟，80份烯丙基聚醚APEG-1500和22. 8份過氧化ニ異丙苯，加熱熔融，混合均勻，控制溫度在160°C反應(yīng)4h，趁熱出料。2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑AE0-3按質(zhì)量比8 : I混合,在85°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化50min,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至50°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為20%即可。實(shí)施例6 I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚こ烯蠟，50份烯丙基聚醚APEG-2000和30份過氧化ニ異丙苯，加熱熔融，混合均勻，控制溫度在165°C反應(yīng)3h，趁熱出料。2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑0-10按質(zhì)量比
7: I混合,在70°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化30min,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至60°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為40%即可。實(shí)施例I I)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在帶有溫度計(jì)、攪拌裝置和冷凝裝置的反應(yīng)器中，加入300份聚こ烯蠟，200份烯丙基聚醚APEG-500和18份過氧化ニ叔丁基，加熱熔融，混合均勻，控制溫度在155°C反應(yīng)3h，趁熱出料。2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將上ー步的產(chǎn)物與非離子型乳化劑AE0-3按質(zhì)量比10 : I混合,在70°C下熔化,攪拌均勻,加水均質(zhì)乳化30min,至乳液均一為止。3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至40°C，加計(jì)量的水調(diào)節(jié)固體含量為5%即可。實(shí)驗(yàn)
I)將本發(fā)明所述的非離子型聚こ烯蠟乳液分別與鹽酸(10% )、NaOH水溶液(10% ), NaCl水溶液(10% )以I : 9的比例配成乳液，觀察其穩(wěn)定性。結(jié)果表明24h內(nèi)乳液穩(wěn)定，不分層。2)分別以下列條件將聚こ烯蠟和本發(fā)明所述的烯丙基聚醚改性的聚こ烯蠟乳化，條件改性的聚こ烯蠟與0S-15質(zhì)量比為9 1，乳化溫度90°C，攪拌均勻，加水均質(zhì)乳化lh，至乳液均一為止。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.一種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于包括如下步驟 1)聚こ烯蠟的接枝改性按質(zhì)量份數(shù)在反應(yīng)器中加入300份聚こ烯蠟、50 200份烯丙基聚醚和18 30份引發(fā)劑，加熱熔融、混合均勻后于155 165°C反應(yīng)3 4h得產(chǎn)物； 2)乳化接枝改性聚こ烯蠟將步驟I)的產(chǎn)物與非離子型乳化劑按5 10: I的質(zhì)量比混合后于70 95°C下熔化、攪拌均勻,然后加水均質(zhì)乳化0. 5 Ih ; 3)均質(zhì)乳化完成后冷卻至40 60°C，加水調(diào)節(jié)固體含量為5% 40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述聚こ烯蠟的相對分子質(zhì)量為1500 4000，熔點(diǎn)為105 120°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述烯丙基聚醚的結(jié)構(gòu)式為CH2=CH_CH20tCH2CH20)^H n的取值范圍是10 44。 ，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述烯丙基聚醚為 APEG-500，APEG-2000, APEG-1000, APEG-700 或 APEG-1500。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為過氧化ニ叔丁基或過氧化ニ異丙苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述非離子型乳化劑為脂肪醇醚，結(jié)構(gòu)式為R—O-J-CH2CH2O^-H其中R為Ci2 Ci8的長碳鏈烷基，n = 3 20。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于所述非離子型乳化劑為 0-20、0-10、0S-20、OS-15、0S-10 或 AE0-3。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種非離子型聚こ烯蠟乳液的制備方法，其特征在于該方法制備的非離子型聚こ烯蠟乳液，外觀為乳白色膏狀物，有效物含量為5 40%。
全文摘要
一種非離子型聚乙烯蠟乳液的制備方法，在熔融狀態(tài)下用烯丙基聚醚對聚乙烯蠟進(jìn)行接枝改性，然后用非離子乳化劑對改性產(chǎn)物進(jìn)行乳化，得到一種非離子型聚乙烯蠟乳液。烯丙基聚醚改性后聚乙烯蠟分子側(cè)鏈引入一定數(shù)量的乙氧基，有效改善了聚乙烯蠟的水溶性；乙氧基屬于非離子型基團(tuán)，可賦予聚乙烯蠟乳液良好的耐酸性、耐堿性、耐電解質(zhì)等性能。該非離子型聚乙烯蠟乳液在皮革涂層、金屬防銹、造紙涂布、紡織整理、建材防水等領(lǐng)域有較為廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L87/00GK102617866SQ20121009263
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者崔燕朋, 張輝, 強(qiáng)西懷 申請人:陜西科技大學(xué)