專利名稱：氯醚樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料的聚合工藝，尤其是由氯乙烯和乙烯基異丁基醚共聚制備氯醚樹脂的方法。
由于氯醚樹脂分子鏈上脂肪鏈較長，該樹脂的溶解性及與其它樹脂的相容性很好，芳烴、酯類、酮類、乙二醇醚乙酸酯等都是其良溶劑，脂肪烴和醇類可作稀釋劑，與氯乙烯聚合物、丙烯酸酯類樹脂、順丁烯二酸酐樹脂、石油樹脂、改性醇酸樹脂、天然樹脂及煤油瀝青等相容。
氯醚樹脂可以廣泛應(yīng)用于戶外鋼結(jié)構(gòu)、混凝土工程、船舶、集裝箱等領(lǐng)域的防腐。氯醚樹脂可以用來制造高質(zhì)量油墨。氯醚樹脂的分子結(jié)構(gòu)式如下
氯醚樹脂與各類金屬底材均有優(yōu)異的附著力，有與其它含氯聚合物防腐涂料的相同的性質(zhì)，溶解性好，因此有比氯化橡膠更好的效果和應(yīng)用范圍。
盡管氯化橡膠具有一定的應(yīng)用范圍和較好的應(yīng)用效果，但其涂層中使用大量的增韌劑，在戶外陽光下，隨著增韌劑的遷移，涂層逐漸粉化散落；更為重要的是目前氯化橡膠的生產(chǎn)工藝中尚需要使用大量的四氯化碳溶劑，根據(jù)國際公約的約定和應(yīng)該承擔(dān)的環(huán)境責(zé)任，必須在2004年禁止四氯化碳生產(chǎn)氯化橡膠，我國已經(jīng)禁止進(jìn)口四氯化碳并限制四氯化碳的生產(chǎn)。其它非四氯化碳工藝線路生產(chǎn)氯化橡膠仍難以維持原四氯化碳法生產(chǎn)的氯化橡膠的品質(zhì)，因而開發(fā)氯醚樹脂這類防腐性能更為優(yōu)良的產(chǎn)品，有著重要的意義和十分的必要性。
現(xiàn)有的氯醚樹脂以氯乙烯(VCM)和乙烯基異丁基醚(VBM)的共聚，但配方和工藝條件仍有改進(jìn)的余地，從而得到質(zhì)量和產(chǎn)率更好的樹脂。
本發(fā)明配方的組成成分如下氯乙烯(VCM)65-98％、乙烯基異丁基醚(VBM) 2-35％上述配方優(yōu)選氯乙烯(VCM)65-75％、乙烯基異丁基醚(VBM)25-35％。
第三單體上述單體總重量的0.03-5％的不飽和有機(jī)酸如丙烯酸、馬來酸酐等。
另外在聚合中添加分散劑、乳化劑(表面活性劑)，即在分散、乳化劑存在的條件下聚合分散劑如高聚物類分散劑羥基類纖維素如羥丙基纖維素、聚烯烴類吡咯烷酮如聚乙烯吡咯烷酮，其用量占單體總重量的0.05～5％表面活性劑有陰離子類烷基醇硫酸鹽類，烷基磺酸鹽類等。R、X分別表示烷基和金屬，烷基為碳8-18烷烴基，金屬為堿金屬或銨離子中選擇。
還可以是烷基萘磺酸鹽。烷基為碳2-6的烷烴基。
也有采用非離子類表面活性劑聚氯乙烯醚類、脂肪酸脂類。
陰離子和非離子表面活性劑的用量往往為單體總重量的0.01～8％。如上所述，分散、乳化劑為單體總重量的0.1～13％。
烷基酚聚氧乙烯醚，烷基是碳原子為4-14的烷烴基。
高級醇聚氧乙烯醚烷基是碳原子為7-18的烷烴基。
高級醇R-OH，R是碳原子為12-18的烷烴基或烯烴基。
失水山梨醇脂肪酸酯類如Span-20、Span-40、Span-60、Span-80等。
聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯類如Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80等。
上述分散劑和表面活性劑可以為單一的或復(fù)合配合使用。
其工藝條件是水為介質(zhì)，在水中聚合，水的重量為上述單體總重量的1-5倍，投入分散保護(hù)劑、引發(fā)劑等，溫度40-80℃，聚合時(shí)不斷攪拌，聚合反應(yīng)時(shí)間3-10小時(shí)，引發(fā)劑常用的是過氧化物引發(fā)劑或偶氮化合物引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，偶氮二異丁腈等。氯乙烯單體可以一次投入或分次投入。例如分成4批分批加入。
本發(fā)明產(chǎn)品氯含量44±2％，表觀密度g/cm30.42～0.55粘度mpa·s 牌號MP15 15±3MP25 25±4MP35 35±5MP45 45±8MP65 65±10K值 約35溶解性能溶解于芳烴、芳香性氯代烴、酯類、酮類、乙二醇醚、醋酸酯。
本發(fā)明的配方和工藝條件得到優(yōu)化，聚合轉(zhuǎn)化率控制在80％左右。聚合物經(jīng)脫除殘留單體，洗滌后脫水干燥，聚合總收率能達(dá)到95％以上。
本發(fā)明反應(yīng)條件易于控制，聚合收率高，樹脂質(zhì)量好。樹脂具有良好的耐水性和耐化學(xué)性，與各種金屬底材均有優(yōu)異的附著力，具有其它含氯聚合物涂料的優(yōu)異性質(zhì)，優(yōu)于氯化橡膠。
具體實(shí)施例方式
1、氯乙烯(VCM)70g、乙烯基異丁基醚(VBM)30g、去離子水200g、羥丙基纖維素0.25g、聚乙烯醇0.25g、引發(fā)劑0.5g、溫度70℃、反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)。
得粘度25Mpa，s的樹脂，粘度的測量樹脂濃度為20％的甲苯溶液，23℃時(shí)的粘度，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測得。
2、氯乙烯(VCM)80g、乙烯基異丁醚(VBM)20g、去離子水200g、羥丙基纖維素0.1g、聚乙烯醇0.1g、引發(fā)劑0.5g、辛基醇聚氧乙烯醚0.2g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-20 0.1g、十六醇0.2g、聚合溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間6-8小時(shí)。
得粘度45Mpa，s的樹脂(方法同上)3、氯乙烯(VCM)75g、乙烯基異丁醚(VBM)25g、去離子水250g、馬來酸酐2.5g、羥丙基纖維素0.13g、聚乙烯醇0.15g、引發(fā)劑1.0g、十二烷基磺酸鈉0.1g、OP-100.2g、聚合溫度68℃、反應(yīng)時(shí)間5-8小時(shí)。
得粘度35Mpa，s的樹脂(方法同上)4、氯乙烯(VCM)65g、乙烯基異丁醚(VBM)35g、去離子水200g、羥丙基纖維素0.5g、引發(fā)劑1.5g、辛基醇聚氧乙烯醚0.6g、十二烷基醇硫酸鈉0.3g、聚合溫度72℃、反應(yīng)時(shí)間8-10小時(shí)。
得粘度16Mpa，s的樹脂(方法同上)5、氯乙烯(VCM)82g、乙烯基異丁醚(VBM)18g、馬來酸酐0.25g、去離子水200g、引發(fā)劑0.5g、辛基醇聚氧乙烯醚0.2g、十二烷基醇硫酸鈉2g、Span-20 0.5g、Tween-201g、聚合溫度61℃、反應(yīng)時(shí)間5-8小時(shí)。
得粘度65Mpa，s的樹脂(方法同上)
6、氯乙烯(VCM)120g、乙烯基異丁醚(VBM)10g、去離子水250g、丙烯酸3g、羥丙基纖維素0.1g、引發(fā)劑0.5g、辛基醇聚氧乙烯醚0.2g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-20 0.1g、聚合溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)。
得粘度45Mpa，s的樹脂(方法同上)7、氯乙烯(VCM)130g、乙烯基異丁醚(VBM)7g、去離子水300g、丙烯酸1g、聚乙烯醇0.1g、引發(fā)劑0.5g、十二烷基醇硫酸鈉0.3g、Tween-40、0.1g、十六醇0.2g、聚合溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)。
得粘度45Mpa，s的樹脂(方法同上)8、氯乙烯(VCM)100g、乙烯基異丁醚(VBM)25g、去離子水200g、丙烯酸0.05g、聚乙烯醇2g、引發(fā)劑0.5g、Span-20 0.1g、聚合溫度80℃、反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)。
9、氯乙烯(VCM)80g、乙烯基異丁醚(VBM)30g、去離子水200g、羥丙基纖維素0.1g、丙烯酸0.5g、聚乙烯醇0.1g、引發(fā)劑0.5g、辛基酚聚氧乙烯醚0.2g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-20 0.1g、十六醇0.2g、聚合溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間3-5小時(shí)。
10、氯乙烯(VCM)80g、乙烯基異丁醚(VBM)20g、去離子水200g、羥丙基纖維素0.1g、丙烯酸5g、聚乙烯醇0.5g、引發(fā)劑0.5g、辛基酚聚氧乙烯醚0.2g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-40 0.1g、聚合溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)。
11、氯乙烯(VCM)80g、乙烯基異丁醚(VBM)20g、馬來酸酐5g、去離子水200g、聚乙烯吡咯烷酮0.5g、引發(fā)劑0.5g、辛基酚聚氧乙烯醚0.5g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-20 0.1g、十六醇0.5g、聚合溫度70℃、反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)。
12、氯乙烯(VCM)100g、乙烯基異丁醚(VBM)20g、去離子水350g、馬來酸酐2g、聚乙烯吡咯烷酮0.1g、引發(fā)劑0.5g、十二烷基醇硫酸鈉0.1g、Span-20 0.1g、十六醇0.2g、聚合溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間5-7小時(shí)。
上述反應(yīng)的聚合轉(zhuǎn)化率控制在65-78％左右。聚合物經(jīng)脫除殘留單體，洗滌后脫水干燥，聚合總收率能達(dá)到95％以上。
實(shí)施例7、8、12中，氯乙烯單體分次投入，分成4批分批加入。分次投入，工藝控制更容易。
權(quán)利要求
1.一種氯醚樹脂的制備方法，其特征是其配方的組成成分如下氯乙烯(VCM)65-98％、乙烯基異丁基醚(VBM)2-35％，第三單體為丙烯酸、馬來酸酐等不飽和有機(jī)酸，第三單體的重量為上述單體總重量的0.03-5％，在水中聚合，水的重量為上述單體總重量的1-5倍，投入分散劑、乳化劑、引發(fā)劑等，聚合溫度40-80℃，聚合時(shí)不斷攪拌，聚合反應(yīng)時(shí)間3-10小時(shí)。
2.由權(quán)利要求1所述的氯醚樹脂的制備方法，其特征是分散劑、乳化劑采用羥基纖維素如羥丙基纖維素類、聚乙烯吡咯烷酮等，烷基醇硫酸鹽、烷基磺酸鹽等陰離子類如烷基酚聚氧乙烯醚，高級醇聚氧乙烯醚、加入量是上述單體總重量的0.1-13％。
3.由權(quán)利要求1所述的氯醚樹脂的制備方法，其特征是氯乙烯單體可以一次投入或分次投入。
4.由權(quán)利要求1所述的氯醚樹脂的制備方法，其特征是引發(fā)劑常用為過氧化物引發(fā)劑或偶氮化合物引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，偶氮二異丁腈等。
5.由權(quán)利要求1所述的氯醚樹脂的制備方法，其特征是其配方優(yōu)選氯乙烯(VCM)65-75％、乙烯基異丁基醚(VBM)25-35％。
全文摘要
一種氯醚樹脂的制備方法，其配方的組成成分如下氯乙烯(VCM)65－98％、乙烯基異丁基醚(VBM)2－35％，第三單體為丙烯酸、馬來酸酐等不飽和有機(jī)酸，第三單體的重量為上述單體總重量的0.03－5％，在水中聚合，水的重量為上述單體總重量的1－5倍，投入分散劑、乳化劑、引發(fā)劑等，聚合溫度40－80℃，聚合時(shí)不斷攪拌，聚合反應(yīng)時(shí)間；3－10小時(shí)。本發(fā)明反應(yīng)條件易于控制，聚合收率高，樹脂質(zhì)量好。
文檔編號C08F2/12GK1401676SQ02138359
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月28日
發(fā)明者劉琳, 張志德 申請人:劉琳