一種氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，旨在提供一種工藝簡單，所得產(chǎn)品的穩(wěn)定性良好和性能優(yōu)異的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法；該方法依次包括下述步驟：1）向高壓反應(yīng)釜中加入氧化聚乙烯蠟、非離子型復(fù)合乳化劑、堿和一定量去離子水，密封后通入高壓氮?dú)饧訅褐?.1～0.6MPa；邊攪拌邊加熱至乳化溫度110～160℃，然后向高壓反應(yīng)釜中緩慢滴加溫度為90-95℃的去離子水，滴加時(shí)間控制在40-60min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫得到固含量為25-40%的OPE蠟乳液；屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】一種氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，具體的說，是一種以非離子型復(fù)合乳化劑制備氧化聚乙烯蠟乳液的方法，屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]蠟乳液是一種常見的蠟產(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。
[0003]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)溶劑，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。
[0004]氧化聚乙烯蠟(OPE)是分子鏈上含有羥基和羧基的低聚合度聚乙烯，相對(duì)分子質(zhì)量約為1000~4000。OPE乳液形成的蠟?zāi)ぞ哂泄鉂啥雀?、硬度大、手感好和耐久性?yōu)良等特點(diǎn)；同時(shí)，高熔點(diǎn)的OPE具有良好的熱穩(wěn)定性，對(duì)填料、顏料的分散性極佳，并與聚烯烴樹脂等有良好的相容性，可以替代昂貴的動(dòng)植物乳化蠟，廣泛應(yīng)用于皮革、光油、油墨、地板和汽車上光、家具、造紙、紡織等領(lǐng)域。
[0005]專利CN101503516公開了一種陽-非離子氧化聚乙烯蠟復(fù)配手感劑的制備方法，將氧化聚乙烯蠟與復(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乙烯蠟，但是該方法的一次性加水，難以精確控制油-水轉(zhuǎn)向過程，導(dǎo)致乳化成功率較低，并且所得的產(chǎn)品穩(wěn)定性波動(dòng)較大。
`[0006]專利CN101289540B公開了一種氧化聚乙烯蠟微乳液的制備方法，它采用異構(gòu)十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚與仲醇乙氧基化合物15-S-9復(fù)配，同時(shí)加上少量添加劑氫氧化鉀、亞硫酸氫鈉，在高溫高壓下，將氧化聚乙烯蠟乳化成微乳液，該方法所用原料成本比較高，并且需要亞硫酸氫鈉，而亞硫酸氫鈉可對(duì)水體可造成污染，并且對(duì)皮膚、眼、呼吸道有刺激性，可引起過敏反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述不足，本發(fā)明公開一種工藝簡單，所得產(chǎn)的穩(wěn)定性良好和性能優(yōu)異的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是這樣的:該氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，依次包括下述步驟:
[0009]I)向高壓反應(yīng)釜中加入氧化聚乙烯蠟、非離子型復(fù)合乳化劑、堿和去離子水，密封后通入高壓氮?dú)饧訅褐?.1~0.6MPa ；
[0010]其中:所述的非離子型乳化劑的質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的15-40%，堿的質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的3.5-4.5%,去離子水質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的35-40%，；
[0011]2)邊攪拌邊加熱至乳化溫度110~160°C，同時(shí)向高壓反應(yīng)釜中緩慢滴加溫度為90-95 °C的去離子，滴加時(shí)間控制在40-60min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫得到OPE蠟乳液；
[0012]其中，所述的去離子水質(zhì)量為步驟I) OPE蠟質(zhì)量的150-300%。
[0013]上述的氧化聚乙烯臘乳液的制備方法,步驟2)所述的攪拌速度為200rpm-800rpm ；所述的滴加速度為7-12ml/min。
[0014]上述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法所述的氧化聚乙烯蠟為德國BASF的Luwax0A、0A2、0A3 ;所述的非離子型復(fù)合乳化劑是至少兩種不同HLB值的脂肪醇聚氧乙烯醚組成的復(fù)合乳化劑；所述的堿為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。
[0015]進(jìn)一步的，上述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，所述的非離子型復(fù)合乳化劑HLB值為12-13。
[0016]更進(jìn)一步的，上述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，步驟2)所述的乳化溫度為110-160。。。
[0017]更進(jìn)一步的，上述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，所述的氧化聚乙烯蠟乳液粒徑為35~500nm，固含量為25~40%。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具體如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案工藝簡單，無需使用有毒溶劑，對(duì)環(huán)境比較友好；
`[0020]2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案采用非離子型復(fù)合乳化劑，所得產(chǎn)品的固含量控制25~40%之間，具有良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的應(yīng)用性能，可完美替代國外同類型產(chǎn)品；
[0021]3、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案去離子水分兩次滴加，尤其是在加壓狀態(tài)下滴入熱水，可以精確控制油-水轉(zhuǎn)向過程，容易得到均勻穩(wěn)定的蠟乳液；有效避免了一次性加水所制備的OPE蠟乳液穩(wěn)定性不好，乳化成功率低的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，任何人在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的有限次的修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0023]本發(fā)明所用的原料與設(shè)備如下:
[0024]氧化聚乙烯臘:工業(yè)級(jí)，巴斯夫公司，Luwax OA> 0A2、0A3
[0025]AEO:工業(yè)級(jí)，德國貝斯曼，1305、1306、1307、1308、1309、1312
[0026]Κ0Η:化學(xué)純，廣州化學(xué)試劑廠；
[0027]高壓反應(yīng)釜(2KCF-1.6):煙臺(tái)牟平曙光精密儀器廠；
[0028]臺(tái)式離心機(jī)(KDC-2046):科大創(chuàng)新公司中佳分公司
[0029]激光粒度儀(Zetapals):美國布魯克海文儀器公司
[0030]鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9023A):上海一恒科學(xué)儀器有限公司。
[0031]實(shí)施例1
[0032]稱取BASF Luwax 0A210g、HLB值12.8的非離子型復(fù)合乳化劑63g，所述的非離子型復(fù)合乳化劑由德國貝斯曼的異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1307和1312復(fù)配得到；氫氧化鉀8.5g、去離子水80g加入高壓反應(yīng)釜，密封后通入高壓氮?dú)?，使釜?nèi)壓力達(dá)到0.15MPa，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌加熱升溫至設(shè)定乳化溫度120°C后，以8.5ml/min向反應(yīng)罐中滴加90_95°C去離子水342g，滴加時(shí)間40min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫，得到粒徑為35nm，固含量為40%氧化聚乙烯蠟微乳液。
[0033]實(shí)施例2
[0034]稱取BASF Luwax 0A210g、HLB值12.8的非離子型乳化劑42.0g,所述的非離子型乳化劑由德國貝斯曼的異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1307和1312復(fù)配得到；氫氧化鉀8.5g、去離子水80g加入高壓反應(yīng)釜，密封后通入高壓氮?dú)猓垢獌?nèi)壓力達(dá)到0.15MPa，以350rpm轉(zhuǎn)速攪拌加熱升溫至設(shè)定乳化溫度120°C后，以10ml/min向反應(yīng)罐中滴加90_95°C去離子水530g,滴加時(shí)間55min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫，得到粒徑為205nm，固含量為30%氧化聚乙烯蠟乳液。
[0035]實(shí)施例3
[0036]稱取BASF Luwax 0A2210g、HLB值12.5的非離子型乳化劑58.8g，所述的非離子型乳化劑由德國貝斯曼的異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1306和1312復(fù)配得到；氫氧化鉀9.0g、去離子水85g加入高壓反應(yīng)釜，密封后通入高壓氮?dú)?，使釜?nèi)壓力達(dá)到0.25MPa，以350rpm轉(zhuǎn)速攪拌加熱升溫至設(shè)定乳化溫度130°C后，以9.5ml/min向反應(yīng)罐中滴加90_95°C去離子水563g，滴加時(shí)間60min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫，得到粒徑為118nm，固含量為30%氧化聚乙烯蠟乳液。
[0037]實(shí)施例4
[0038]稱取BASF Luwax 0A3210g、HLB值12.8的非離子型乳化劑37.8g，所述的非離子型乳化劑由德國貝斯曼的異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚1306和1312復(fù)配得到；氫氧化鉀9.2g、去離子水85g加入高壓反應(yīng)釜，密封后通入高壓氮?dú)?，使釜?nèi)壓力達(dá)到0.45MPa，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌加熱升溫至設(shè)定乳化溫度15`0°C后，以7.0ml/min向反應(yīng)罐中滴加90_95°C去離子水420g，滴加時(shí)間60min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫，得到粒徑為253nm，固含量為35%氧化聚乙烯蠟乳液。
[0039]實(shí)施例1至4中任意一種氧化聚乙烯蠟乳液的表征方法是:在透明具塞樣品瓶中加入15-20mL乳液樣品，將其置于40°C恒溫干燥箱中，經(jīng)過一段時(shí)間，觀察樣品的熱穩(wěn)定性，如果不破乳，不分層，無沉淀，則熱穩(wěn)定性好；反之則熱穩(wěn)定性差。
[0040]向離心管內(nèi)加入15mL OPE乳液樣品，以3000r/min的速度離心30min,如果不破乳，不分層，無沉淀，則離心穩(wěn)定性好；反之則離心穩(wěn)定性差。
[0041]用布魯克海文儀器公司的Zetapals激光粒度分析儀進(jìn)行乳液的粒徑以及粒徑分布測(cè)試。
[0042]為了更好的說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)所在，下面給出采用本發(fā)明所提供的方法制備的氧化聚乙烯蠟乳液與市面上的氧化聚乙烯蠟乳液參數(shù)的比較值:
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，依次包括下述步驟: 1)向高壓反應(yīng)釜中加入氧化聚乙烯蠟、非離子型復(fù)合乳化劑、堿和去離子水，密封后通入高壓氮?dú)饧訅褐翂毫?.1~0.6MPa ； 其中:所述的非離子型乳化劑的質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的15-40%，堿的質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的3.5-4.5%，去離子水質(zhì)量為OPE蠟質(zhì)量的35-40%，； 2)邊攪拌邊加熱至乳化溫度110~160°C，同時(shí)向高壓反應(yīng)釜中緩慢滴加溫度為90-950C的去離子，滴加時(shí)間控制在40-60min，滴加完畢后冷卻降溫至室溫得到OPE蠟乳液； 其中，所述的去離子水質(zhì)量為步驟I) OPE蠟質(zhì)量的150-300%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的攬拌速度為200rpm-800rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的滴加速度為7-12ml/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的氧化聚乙烯蠟為德國BASF的Luwax 0A、0A2、0A3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的非離子型復(fù)合乳化劑是至少兩種不同HLB值的脂肪醇聚氧乙烯醚組成的復(fù)合乳化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚為德國貝斯曼的異構(gòu)碳十三聚氧乙烯醚1305、1306、1307、1308、1309、1312。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的非離子型復(fù)合乳化劑HLB值為12-13。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的堿為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的乳化溫度為110-160°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，其特征在于，所述的氧化聚乙烯蠟乳液粒徑為35~500nm，固含量為25~40%。
【文檔編號(hào)】C08J3/03GK103755978SQ201410015342
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】姬文晉, 宋巍 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)