CN102532563A - 一种制备聚合物蜡水性分散体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化工聚合物材料技术领域，具体涉及一种聚合物蜡水性分散体的制备方法。通过把聚合物蜡微粉分散在水中或者水性树脂中制备的；制备方法包括分散和均质两个步骤。本发明方法可以生产固含量最高达65％的无树脂水性蜡分散体。通过本发明方法生产的无树脂水性蜡分散体也可以和水性树脂调配，进而生产出带有不同树脂的，蜡含量在20-25％的水性蜡分散体。可将多种聚合物蜡微粉制备为水性分散体，应用于水性涂料，油墨，胶粘剂，皮革助剂，造纸材料，纤维处理，建筑化学品，水性润滑液等领域。

Description

一种制备聚合物蜡水性分散体的方法
技术领域
本发明属于精细化工聚合物材料技术领域，具体涉及一种聚合物蜡水性分散体的制备方法。
背景技术
聚合物蜡超细粉体由于它的优异性能，它的填加赋予油墨和涂料高的抗摩擦性和耐粘污性，因而获得广泛的应用.在全社会越来越注重环保的趋势下，低VOC的水性涂料油墨，水性胶粘剂等越来越普及，但蜡类助剂向水性体系中添加有些困难，因为蜡本身是疏水的。
向水性体系中添加蜡助剂的一个方法是添加蜡乳液，蜡乳液中的蜡微粒一般在200nm以下，添加在水性涂料油墨中对光泽影响小，但蜡乳液的耐摩擦性一般，因为蜡的颗粒较小.蜡乳液中含有较多的乳化剂，会导致涂料油墨耐水性不好。
向水性体系中添加蜡助剂的一个方法是添加蜡分散体，蜡分散体中蜡微粒的粒径一般在4um以上，较大的颗粒使产品的耐磨性比较好，乳化剂/分散剂含量少，对总配方影响小。蜡分散体一般会降低水性涂料油墨的光泽。
蜡分散体有多种生产方法。常见的有湿法研磨和分散法。
湿法研磨是被广泛应用的方法。把颗粒状的蜡和分散剂一起加入水中，添加到球磨机或者振动磨中，通过控制振动磨外部循环水温度来保证研磨温度不要过高，每次研磨10-60分钟，这种方法生产成本低。湿法研磨来的固含量较低，一般低于25％。湿法研磨来的产品一般没有对大颗粒的控制手段，湿法分级对蜡这种密度和水非常接近的材料效果不明显。
另外一种方法是分散法，就是把聚合物蜡超细粉体直接分散到水性树脂中。水性树脂中一般都存在一些乳化剂和分散剂，这些分散剂可以对聚合物蜡超细粉体进行润湿，用高速分散机可以把聚合物蜡超细粉体分散到水性树脂中。这种方式适合规模较大的水性涂料油墨企业使用。不同企业的水性树脂配方不同，所以不同企业的水性蜡分散体不能够通用。
为了能够作为单独的产品销售，必须开发出不含任何树脂的水性蜡分散体，尽可能少地使用分散剂/乳化剂，避免给涂料油墨配方带来其他问题，而且要尽可能高地提高固含量，以减少包装和运输的成本。这个过程的难点是要克服无树脂体系中聚合物蜡超细粉体难以在水中分散开的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种可以生产高固含量聚合物水性蜡分散体的方法。
为了实现上述目的，本发明的主要技术方案：聚合物蜡水性分散体是通过把聚合物蜡微粉分散在水中或者水性树脂中制备的，制备方法包括分散和均质两个步骤，即聚合物蜡微粉和水或者水性树脂的混合物通过搅拌机或分散机进行搅拌，搅拌好的混合物再通过管线式高压均质机或乳化机进行高剪切率的均质，即得聚合物蜡水性分散体。
一般地，所述聚合物蜡微粉具备以下特征：A：聚合物蜡微粉的平均粒径在20微米以下；
B：聚合物蜡微粉所用蜡为合成蜡，天然蜡及其混合物，包括石蜡，微晶蜡，聚乙烯蜡，氧化聚乙烯蜡，聚丙烯蜡，费托蜡、聚四氟乙烯蜡，聚酰胺蜡，蜂蜡，棕榈蜡，巴西棕榈蜡，蒙旦蜡，甘蔗蜡，川蜡，米糠蜡，氢化蓖麻油，硬脂酸，硬脂醇，鲸蜡醇，硬脂酸盐，单硬脂酸甘油酯，山梨醇酐单硬脂酸酯，山梨醇酐三硬脂酸酯，山梨醇酐单棕榈酸酯，聚乙二醇硬脂酸酯，脂肪胺聚氧乙烯醚，长链烷基改性聚硅氧烷，聚丙烯酸十八醇酯，胺盐类化合物及这些蜡的混合物；
C：聚合物蜡微粉含有部分无机物，包括二氧化钛，二氧化硅，氧化铝，硫酸钡，碳酸钙，硅藻土，膨润土，凹凸棒土，滑石粉。
所述聚合物蜡微粉和水以及润湿剂、分散剂的混合物通过搅拌机或者分散机进行搅拌，搅拌均匀的混合物再通过高压均质机进行高剪切率的均质。
所述搅拌机或者分散机包括桨式，涡轮式，推进式，框式，锚式，螺带式，碟式，齿片式搅拌机或分散机。
所述高压均质机的分散部件包括定子和转子。
本发明方法可以生产固含量最高达65％的无树脂水性蜡分散体。通过本发明方法生产的无树脂水性蜡分散体也可以和水性树脂调配，进而生产出带有不同树脂的，蜡含量在20-25％的水性蜡分散体。
本发明方法可将多种聚合物蜡微粉制备为水性分散体，可以应用于水性涂料，油墨，胶粘剂，皮革助剂，造纸材料，纤维处理，建筑化学品，水性润滑液等领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例：把聚合物超细粉体被分散剂浸润后，加入水，用搅拌机或者分散机搅拌，形成浆状液体，把浆状液体通过管线式高压均质机(乳化机)，在均质机的定子和转子之间高速剪切，挤压，摩擦的作用下，聚合物超细粉体团聚的颗粒被打开，粉体和分散剂的结合更紧密。
实施例1：20KG氧化聚乙烯蜡超细粉体PEWO-0502，加入少量润湿剂乙醇进行表面浸润，加入600g表面活性剂OP-10和10KG的去离子水，用搅拌机搅拌5分钟，得到浆状液体，把该浆状液体通过管线式高压均质机，得到以下产品：
Figure BSA00000672389300041
实施例2：20KG蒙旦蜡超细粉体PEW-1601，加入少量润湿剂乙醇进行表面浸润，加入500g表面活性剂二乙醇胺和15KG的去离子水，用搅拌机搅拌5分钟，得到浆状液体，把该浆状液体通过管线式高压均质机，得到以下产品：
Figure BSA00000672389300042

Claims (4)

1.一种制备聚合物蜡水性分散体的方法，其特征在于聚合物蜡水性分散体是通过把聚合物蜡微粉分散在水中或者水性树脂中制备的，制备方法包括分散和均质两个步骤，即聚合物蜡微粉和水或者水性树脂的混合物通过搅拌机或分散机进行搅拌，搅拌好的混合物再通过管线式高压均质机或乳化机进行高剪切率的均质，即得聚合物蜡水性分散体。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述聚合物蜡微粉具备以下特征：A：聚合物蜡微粉的平均粒径在20微米以下；
B：聚合物蜡微粉所用蜡为合成蜡，天然蜡及其混合物，包括石蜡，微晶蜡，聚乙烯蜡，氧化聚乙烯蜡，聚丙烯蜡，费托蜡、聚四氟乙烯蜡，聚酰胺蜡，蜂蜡，棕榈蜡，巴西棕榈蜡，蒙旦蜡，甘蔗蜡，川蜡，米糠蜡，氢化蓖麻油，硬脂酸，硬脂醇，鲸蜡醇，硬脂酸盐，单硬脂酸甘油酯，山梨醇酐单硬脂酸酯，山梨醇酐三硬脂酸酯，山梨醇酐单棕榈酸酯，聚乙二醇硬脂酸酯，脂肪胺聚氧乙烯醚，长链烷基改性聚硅氧烷，聚丙烯酸十八醇酯，胺盐类化合物及这些蜡的混合物；
C：聚合物蜡微粉含有部分无机物，包括二氧化钛，二氧化硅，氧化铝，硫酸钡，碳酸钙，硅藻土，膨润土，凹凸棒土，滑石粉。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述搅拌机或者分散机包括桨式，涡轮式，推进式，框式，锚式，螺带式，碟式，齿片式搅拌机或分散机。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述管线式高压均质机或乳化机的分散部件包括定子和转子。
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