低剪切乳化用高分子乳化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低剪切乳化用高分子乳化劑及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳化劑的性能對乳化炸藥的質(zhì)量、爆炸性能以及儲存性能等性能都有重要影響。 因此，乳化劑的性能，越來越受到乳化炸藥行業(yè)的重視。
[0003] 乳化炸藥用聚烯烴類乳化劑起源于潤滑油添加劑中的聚異丁烯丁二酰亞胺類無 灰分散劑，后續(xù)研發(fā)的各種聚烯烴類乳化劑大都是以此為基礎(chǔ)的。而聚異丁烯丁二酰亞胺 類乳化劑的優(yōu)點是由其制備的乳化炸藥相對較為穩(wěn)定，儲存時間相對較長；但是其乳化性 能相對較差，較難起乳化作用，此外其生產(chǎn)原料價格相對較高。
[0004] 國內(nèi)所用的很多高分子乳化劑都依靠從國外進口，價格昂貴；國內(nèi)鮮有幾家化工 企業(yè)生產(chǎn)高分子乳化劑，并且由于對炸藥不是很了解，導(dǎo)致國內(nèi)化工企業(yè)生產(chǎn)的高分子乳 化劑和炸藥企業(yè)的需求不是很匹配，因此發(fā)展高分子乳化劑對于民爆企業(yè)來說尤為重要。
[0005] US20060223945A1、CN1158833A中公開了一種以甘油為酯化試劑的聚異丁烯丁二 酸酯類乳化劑。US6527885、US4919179、CN1415588A中公開了一種以醇胺化合物為衍生化 試劑的聚異丁烯丁二酸酐類乳化劑。隨著乳膠基質(zhì)低剪切乳化工藝的發(fā)展，乳化炸藥用乳 化劑的要求越來越嚴(yán)格，目前的乳化劑低剪切起乳能力和儲存穩(wěn)定性能不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種低剪切起乳能力、反復(fù)栗送性能和儲存性能優(yōu)越，適于 低剪切乳化或混合乳化工藝的乳化炸藥用高分子乳化劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種低剪切乳化用高分子乳化劑，由聚烯烴、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼 和稀釋油制得；所述聚烯烴、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼的摩爾比為為1. 0:1. 0~ 2. 5:0. 8~1. 6:0. 25~0. 75,所述稀釋油的質(zhì)量為聚烯烴質(zhì)量的0. 5~2. 0倍。
[0009] 作為優(yōu)選地，所述聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、聚戊烯、聚苯乙 烯、乙烯-丙烯共聚物或者丙烯-異丁烯共聚物中的一種。
[0010] 作為優(yōu)選地，所述聚烯烴分子量為500~3000,端烯含量大于85%。
[0011] 作為優(yōu)選地，所述二羧酸或酸酐選自順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊烯二酸、馬來酸 酐中的一種或多種混合物。
[0012] 作為優(yōu)選地，所述所述聚氧乙烯烷基醚中的氧乙烯基的數(shù)目為5~20,烷基的碳 原子數(shù)為12~18。
[0013] 作為優(yōu)選地，所述稀釋油為60N基礎(chǔ)油、150N基礎(chǔ)油、220N基礎(chǔ)油、32#基礎(chǔ)油或甲 苯。
[0014] 一種前述低剪切乳化用高分子乳化劑的制備方法，為聚烯烴先與二羧酸或酸酐進 行烴化反應(yīng)，然后與聚氧乙烯烷基醚進行酯化反應(yīng)，最后通過肼進行交聯(lián)反應(yīng)得到；具體制 備過程包括如下步驟：
[0015] (1)將聚烯烴投入反應(yīng)釜中，加熱至70~80°C，于氮氣保護條件下加入二羧酸或 酸酐，保溫攪拌1~2h，升溫至180~240°C，反應(yīng)3~7h，過濾得到聚烯烴羧酸或聚烯烴羧 酸酐；
[0016] (2)將步驟（1)合成的聚烯烴羧酸或聚烯烴羧酸酐反投回反應(yīng)釜中，于氮氣保護 條件下加入稀釋油和聚氧乙烯烷基醚，邊攪拌邊加熱，升溫至110~160°C，反應(yīng)4~6h，得 酯化產(chǎn)物；
[0017] (3)將步驟（2)合成的酯化產(chǎn)物冷卻至65~90°C，于氮氣保護條件下加入肼，保 溫攪拌1~6h，得到本發(fā)明的高分子乳化劑。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：本高分子乳化劑由于肼的交聯(lián)作用，具有良好的乳化性能 和乳化穩(wěn)定性能，表現(xiàn)出比其他乳化劑更優(yōu)越的低剪切起乳能力，更適于低剪切乳化或混 合乳化工藝制備乳膠基質(zhì)，所制備的乳膠基質(zhì)在遠(yuǎn)程配送過程中表現(xiàn)出更優(yōu)越的抗顛簸性 能、反復(fù)栗送性能和儲存穩(wěn)定性能。本發(fā)明工藝簡單、環(huán)保、原料來源廣、生產(chǎn)成本低。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0020] 下述實施例中的實驗方法，如無特別說明，均為常規(guī)方法。
[0021] 實施例1制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0022] 按照如下步驟操作：
[0023] (1)將聚異丁烯投入反應(yīng)釜中，加熱至70°C，于氮氣保護條件下加入馬來酸酐和 催化量的催化劑過氧苯甲酰叔丁酯，保溫攪拌2h，升溫至180°C，反應(yīng)7h，過濾得到聚異丁 烯丁二酸酐；
[0024] (2)將步驟（1)合成的聚異丁烯丁二酸酐反投回反應(yīng)釜中，于氮氣保護條件下加 入60N基礎(chǔ)油和聚氧乙烯十六烷基（5)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至110°C，反應(yīng)6h，得酯化產(chǎn) 物；
[0025] (3)將步驟⑵合成的酯化產(chǎn)物冷卻至65°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯(lián) 氨），保溫攪拌6h，得到本發(fā)明的高分子乳化劑，密度為0. 900g/mL，酸值為10. 9mgK0H/g，粘 度為 157. 69mm2/s，產(chǎn)率為 96%。
[0026] 以上步驟中，各化學(xué)物的配比為：聚異丁烯、馬來酸酐、聚氧乙烯十六烷基（5)醚、 肼的摩爾比為1. 0:1. 〇:〇. 8:0. 25,60N基礎(chǔ)油的質(zhì)量為聚異丁烯質(zhì)量的0. 5倍。
[0027] 實施例2制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0028] 按照如下步驟操作：
[0029] (1)將聚丙烯投入反應(yīng)釜中，加熱至80°C，于氮氣保護條件下加入戊烯二酸，保溫 攪拌lh，升溫至240°C，反應(yīng)3h，過濾得到聚丙烯戊二酸；
[0030] (2)將步驟（1)合成的聚丙烯戊二酸反投回反應(yīng)釜中，于氮氣保護條件下加入 150N基礎(chǔ)油和聚氧乙烯十二烷基（7)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至160°C，反應(yīng)4h，得酯化產(chǎn) 物；
[0031] (3)將步驟（2)合成的酯化產(chǎn)物冷卻至90°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯(lián) 氨），保溫攪拌lh，得到本發(fā)明的高分子乳化劑，密度為0. 936g/mL，酸值為15. 9mgK0H/g，粘 度為 250. 17mm2/s，產(chǎn)率為 95%。
[0032] 以上步驟中，各化學(xué)物的配比為聚丙烯、戊烯二酸、聚氧乙烯十二烷基（7)醚、肼 的摩爾比為1. 0:2. 5:1. 6:0. 75,150N基礎(chǔ)油的質(zhì)量為聚丙烯質(zhì)量的2. 0倍。
[0033] 實施例3制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0034] 按照如下步驟操作：
[0035] (1)將丙烯-異丁烯共聚物投入反應(yīng)釜中，加熱至75°C，于氮氣保護條件下加入順 丁烯二酸，保溫攪拌I. 5h，升溫至220°C，反應(yīng)5h，過濾得到聚烯烴丁二酸；
[0036] (2)將步驟（1)合成的聚烯烴丁二酸反投回反應(yīng)釜中，于氮氣保護條件下加入 220N基礎(chǔ)油和聚氧乙烯十八烷基（7)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至150°C，反應(yīng)5h，得酯化產(chǎn) 物；
[0037] (3)將步驟（2)合成的酯化產(chǎn)物冷卻至75°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯(lián) 氨），保溫攪拌5h，得到本發(fā)明的高分子乳化劑，密度為0. 874g/mL，酸值為9. 2mgK0H/g，粘 度為 129. 37mm2/s，產(chǎn)率為 96%。
[0038] 以上步驟中，各化學(xué)物的配比為丙烯-異丁烯共聚物、順丁烯二酸、聚氧乙烯十八 烷基（7)醚、肼的摩爾比為1.0:1. 5:1. 1:0. 4,220N基礎(chǔ)油的質(zhì)量與丙烯-異丁烯共聚物的 質(zhì)量相同。
[0039] 實施例4制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0040] 按照如下步驟操作：
[0041] (1)將聚乙烯投入反應(yīng)釜中，加熱至75°C，于氮氣保護條件下加入反丁烯二酸，保 溫攪拌I. 5h，升溫至20