CN100427535C - 球形聚乙烯微粉蜡的乳液制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法。该方法采用98%馏出温度高于90℃的溶剂油或二甲苯或甲苯或苯或正庚烷或它们任何比例的混合物加热溶解裂解型聚乙烯蜡，再加入表面活性剂的水溶液，强烈搅拌下形成乳液，然后降温沉淀出球形聚乙烯微粉蜡。该方法简单，操作简便，成本低。应用该法可制得粒径均匀的球形聚乙烯微粉蜡。本发明克服了现有技术中工艺复杂、能耗大的缺陷，是具大规模工业生产的一种方法。

Description

球形聚乙烯微粉蜡的乳液制备方法
技术领域
本发明涉及一种球形聚乙烯微粉蜡的乳液制备方法，属于助剂范围。
背景技术
聚乙烯蜡又称为低相对分子质量聚乙烯，相对分子量为1800-8000，具有良好的化学稳定性，在室温下抗湿性、耐药性和电气性能优异，且润滑性、分散性、流动性好。根据制造方法的不同，分为聚合型聚乙烯蜡和裂解型聚乙烯蜡两种。微粉化聚乙烯蜡可以用于生产粉未涂料、罐头涂料、UV固化、金属装饰涂料、高光泽溶剂性涂料、水性涂料、纸板防潮涂料、溶剂性凹版油墨、石印/胶印、油墨、套印光油。用于涂料中改善涂膜的表面防扩散性能，主要包括提高涂膜的平滑性、抗划性以及改善防水性；用于油墨中可改变油墨的流变性，改善亲水性和印刷性能，使油墨的耐摩擦能力大大提高；用于色母粒中改善色母粒体系的加工性能，更重要的是促进色母粒中颜料分散。
聚乙烯微粉蜡的制备主要有3种途径：一是由聚乙烯蜡粗粒子出发，用机械粉碎法，蒸发棗凝缩法和熔融法等物理的方法；二是利用化学试剂的作用，使形成的各种分散状态的聚乙烯蜡分子逐渐长成期望大小的微粒，可分为溶解和乳化两种分散方法；三是直接调节聚合制备。机械粉碎法的缺点是所得产物粒径分布宽，粒子偏大，影响其应用效果；直接聚合法工艺复杂；溶解沉淀法比较而言，工艺简单，成本低。
目前国外产品基本上采用聚合法制备，粒形为规整的球形，粒径分布窄，性能好。由于技术水平的限制，国内的聚乙烯微粉蜡由裂解型聚乙烯蜡经过溶解沉淀法得到，粒形不是球形，消光性强，耐擦划性差。在质量上与国外同类产品还有一定差距。所以造成了国外产品尽管价格较高仍占有很大一部分市场份额。
JP53018233B公开了一种聚乙烯蜡微粉化的化学法和机械法组合工艺，聚乙烯蜡用1，1，1-三氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯等卤化烃溶剂加热溶解，再加入表面活性剂水溶液，在搅拌下减压蒸馏。当大部份馏份被回收后，加入相对聚乙烯蜡质量的甲醇50～100％，再减压蒸馏，使树脂干燥，然后进行高速旋转粉碎处理。该法工艺复杂，原料价格较高，操作步骤繁琐，能耗大。
本发明的目的是提供一种制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液方法，具体步骤为：将裂解型聚乙烯蜡用有机溶剂加热溶解，所述有机溶剂为98％馏出温度高于90℃的溶剂油或二甲苯或甲苯或苯或正庚烷或它们的混合物(比例关系为0-100)，用量为聚乙烯蜡质量的1-5倍，溶解温度为90℃以上；恒温搅拌10分钟以上，加入70-95℃的表面活性剂的水溶液，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠或二者的混合物，其用量为聚乙烯蜡质量的1-15wt％，十二烷基硫酸钠与硬脂酸钠的质量比为100∶0-60∶40，水的质量是有机溶剂质量的1.5-5倍；于85-100℃恒温搅拌0.5小时以上形成乳液，搅拌转速为80-500转/每分钟，然后用10-30℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，用聚乙烯蜡质量3-5倍的90％以上的乙醇洗涤，在70℃以下干燥，即得球形聚乙烯微粉蜡，微粉蜡收率为98％以上。采用扫描电子显微镜观测形貌及粒径。本发明所提及的溶剂油为市场上能买到的，凡沸点高于90℃的产品，都可使用。
本发明有益效果是提供的聚乙烯微粉蜡制备方法简单，成本低，应用该法可制得球形聚乙烯微粉蜡，粒径均匀，产率高。
附图说明：
图1.球形聚乙烯微粉蜡制备流程图
图2.球形聚乙烯微粉蜡效果图
具体实施方式
实施例
下面再举实施例对本发明予以进一步说明。
实施例1
将9克聚乙烯蜡加入30毫升二甲苯中，于110℃溶解，搅拌20分钟形成溶液；将0.27克的十二烷基硫酸钠加入到90℃、90毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于95℃保温搅拌3小时，形成稳定乳液。用30℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在50℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为98.5％，粒径8-10微米的粒子占97％。
实施例2
将27克聚乙烯蜡加入30毫升二甲苯中，于120℃溶解，搅拌60分钟形成溶液；将2.7克的硬脂酸钠加入到80℃、90毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于90℃保温搅拌2小时，形成稳定乳液。用20℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在60℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为99％，粒径4-10微米的粒子占93％。
实施例3
将27克聚乙烯蜡加入30毫升二甲苯中，于130℃溶解，搅拌40分钟形成溶液；将0.54克的十二烷基硫酸钠加入到85℃、90毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于100℃保温搅拌1小时，形成稳定乳液。用20℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在40℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为98％，粒径8-10微米的粒子占92％。
实施例4
将9克聚乙烯蜡加入15毫升二甲苯与15毫升甲苯的混合物中，于90℃溶解，搅拌10分钟形成溶液；将0.2克的十二烷基硫酸钠和0.07克的硬脂酸钠加入到83℃、120毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于85℃保温搅拌2小时，形成稳定乳液。用30℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在50℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为98.5％，粒径8-10微米的粒子占96％。
实施例5
将9克聚乙烯蜡加入30毫升120号溶剂油中，于100℃溶解，搅拌30分钟形成溶液；将0.27克的十二烷基硫酸钠加入到70℃、60毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于85℃保温搅拌2小时，形成稳定乳液。用30℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在50℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为99％，粒径8-10微米的粒子占95％。
实施例6
将18克聚乙烯蜡加入30毫升二甲苯中，于95℃溶解，搅拌50分钟形成溶液；将0.54克的十二烷基硫酸钠加入到95℃、90毫升的水中至完全溶解，然后将表面活性剂水溶液与聚乙烯蜡的二甲苯溶液混合，并于95℃保温搅拌1小时，形成稳定乳液。用20℃的冷水通过内外循环冷却方式迅速将乳液温度降至35℃以下，然后用漏斗抽滤，滤出后的产物用50毫升乙醇搅拌洗涤然后抽干。最后，样品在40℃干燥，即得聚乙烯微粉蜡。
由本方法制得的聚乙烯微粉蜡为球形，收率为98％，粒径8-10微米的粒子占92％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法，其特征在于：将聚乙烯蜡用有机溶剂加热溶解，加入表面活性剂的水溶液，于85-100℃恒温搅拌形成乳液，然后降温沉淀出球形聚乙烯微粉蜡；所述有机溶剂为98％馏出温度高于90℃的溶剂油或二甲苯或甲苯或苯或正庚烷或它们任何比例的混合物，用量为聚乙烯蜡质量的1-5倍。
2.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法，其特征在于：溶解温度为90℃以上。
3.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠或二者的混合物，其用量为聚乙烯蜡质量的1-15wt％，十二烷基硫酸钠与硬脂酸钠的质量比为100∶0-60∶40。
4.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法，其特征在于：所述聚乙烯蜡的固含量为3-35wt％。
5.根据权利要求1所述一种用于制备球形聚乙烯微粉蜡的乳液法，其特征在于：所述98％馏出温度高于90℃的溶剂油或二甲苯或甲苯或苯或正庚烷或它们任何比例的混合物与水的质量比为1∶1.5-1∶5。
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