CN104974633A - 用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法。该方法包括以下步骤：（1）当聚醚醚酮聚合反应结束后，得到的聚合物从反应器内放出之前，将改性剂加入到反应器内，改性剂的加入量为聚醚醚酮重量的1—20%，在300～320℃的温度下反应30±5分钟，将聚合物放出，冷却，粉碎，分别用丙酮和水纯化，干燥；（2）将干燥后的聚醚醚酮粗粉末用气流粉碎机进行粉碎，制成D90≤50μm的超细粉粒径；（3）向制成的超细粉内加入整形助剂，并将超细粉和整形助剂的混合物加入到涡旋微粉机内进行粉碎处理，得到聚醚醚酮超细粉。本发明制得的产品超细粉粒径更小，形貌更规整，有利于提高涂料的流动性和涂层的流平性。

Description

用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料加工技术领域，具体涉及一种用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法。

背景技术

聚醚醚酮是一种高性能的热塑性工程塑料，以其出色的性能，被广泛的应用到航空航天、电子通讯、民用高科技以及医疗领域。聚醚醚酮属于热塑性树脂，并且易于喷涂施工，与基材附着力好，是用作涂层基体材料的理想聚合物。目前，聚醚醚酮涂层已应用于汽车和和工业部件、消费品炊具和食品加工设备。可延长基材的使用寿命50%~200%，并且涂层无需底层涂料，可以薄层涂料应用，使系统成本降低。

但目前市售的聚醚醚酮粉体在进行超细粉加工和涂料制备、施工过程中存在如下问题：

1. 由聚醚醚酮粗粉末制备超细粉的生产效率低，能源消耗大，生产成本高；

2. 制成的聚醚醚酮超细粉粒径大，分布范围宽，不易喷涂施工；

3. 制成的聚醚醚酮超细粉在水中分散性差，与涂料助剂混合不均匀，导致涂料粘稠，流动性差；

4. 采用上述涂料制备的涂层流平性差，漏底现象严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对市售聚醚醚酮加工超细粉及涂料施工效果上存在的不足，提出的一种工艺简单、生产效率高、超细粉粒径小、分布窄，并且在水中分散性好、涂层流平性佳的用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种用于水性涂料的聚醚醚酮树脂超细粉的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）当聚醚醚酮聚合反应结束后，得到的聚合物从反应器内放出之前，将改性剂加入到反应器内，改性剂的加入量为聚醚醚酮重量的1—20%，在300～320℃的温度下反应30±5分钟，将聚合物放出，冷却，粉碎，分别用丙酮和水纯化，干燥；（2）将干燥后的聚醚醚酮粗粉末用气流粉碎机进行粉碎，制成D90≤50μm的超细粉粒径；（3）向制成的超细粉内加入整形助剂，并将超细粉和整形助剂的混合物加入到涡旋微粉机内进行粉碎处理，得到聚醚醚酮超细粉。通过上述方法制备聚醚醚酮超细粉，存在以下优点：1）聚醚醚酮粗粉末易于粉碎。2）易被水浸润，可充分分散到涂料体系中，涂料的粘度小，易喷涂施工。3）在喷涂、烘干的过程中，涂层易于流平。4）涂层与基材的附着力好，耐刮擦性能提高。

作为优选，所述的改性剂由A和B混合而成，A选自羟基苯甲酸、羟基苯甲酸盐、羟基苯甲酸酯，羟基苯乙酸，羟基苯乙酸酯，羟基间苯二甲酸、羟基间苯二甲酸二甲酯、羟基间苯二甲酸二乙酯中的一种或几种；B选自碳化硅、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、滑石、高岭土中的一种或几种。更为优选的是，A选自羟基苯甲酸酯、羟基苯乙酸酯、羟基间苯二甲酸酯、羟基间苯二甲酸二乙酯中的一种或几种；B选自碳化硅、二氧化硅、滑石中的一种或几种。

作为优选，以聚醚醚酮重量为100%计，改性剂中A的用量为0.01～2 %，更为优选的是，0.1～1 %。

作为优选，以聚醚醚酮重量为100%计，改性剂中B的用量为0.1～20 %；更为优选的是，1～10 %。

作为优选，聚合物粉碎后制成聚醚醚酮超细粉的粒径D90＜50μm，更为优选的是D90＜30μm。

作为优选，所述的整形助剂选自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、庚醇、乙二醇、丙三醇、硬脂酸、硬质酸钠、硬质酸钙、硅酸钙中的两种以上。更为优选的是，庚醇、乙二醇、丙三醇、硬质酸钠、硬质酸钙、硅酸钙中的两种以上。

作为优选，所述整形助剂的用量为超细粉总质量的0.1～20%；更为优选为0.5～10%；

作为优选，涡旋微粉机转速r≥8000转/分钟，更为优选涡旋微粉机转速r≥12000转/分钟。

作为优选，步骤（1）的干燥温度为120℃±5℃。

本发明的有益效果是：本发明的方法不仅可以提高聚醚醚酮超细粉的粉碎效率，降低加工成本，而且可以使改性剂混合更均匀，超细粉粒径更小，形貌更规整，有利于提高涂料的流动性和涂层的流平性，使涂层更加平整致密，减少施工次数，增加涂层的使用寿命。

附图说明

图1是本发明制得的聚醚醚酮超细粉与市售产品的粒度分析和形貌分析对比结果示意图；

图2是本发明制得的聚醚醚酮超细粉与市售产品的样板涂层流平效果评估对比示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。

本发明采用以下方法对聚醚醚酮超细粉进行评价：1.采用激光粒度分布仪进行粒度分析；2.采用扫描电子显微镜进行形貌分析；3.旋转粘度计进行涂料粘度分析；4.采用分级筛对涂料的分散效果进行分析；5.采用目测法对涂层流平效果进行评估。

实施例1（对比例）：

取市售聚醚醚酮粗粉末，粒径为0.2～2毫米，通过气流粉碎，得到聚醚醚酮超细粉样品SX-A。

取SX-A超细粉40.0克，碳化硅微粉1.5克，混合均匀制成水性涂料SC-01，将SC-01喷涂在铝板上，380℃烧结，得到样板SY-01。

实施例2：

（1）在1升的反应器内加入450二苯基砜，加热使二苯基砜熔融，并用氮气吹扫，当反应器内二苯基砜的温度达到160℃时，加入4,4-二氟二苯甲酮153g，对苯二酚77g，碳酸钠75g，加料结束后，按1℃/分钟将温度升到315℃，恒温2小时。

（2）加入改性剂A 5-羟基间苯二甲酸二甲酯1.13克、改性剂B碳化硅微粉7.6克，再恒温30分钟，将聚合物放出并经钢带压片冷却。冷却后的聚合物用机械捣碎成粒径为0.2～2毫米的颗粒，并用丙酮处理8次，处理温度为45℃，用水处理8次，处理温度为90℃，处理后在120℃干燥8小时，得到聚醚醚酮粗粉末。

（3）将得到的聚醚醚酮粗粉末通过气流粉碎，得到聚醚醚酮超细粉样品LX-A。

（4） 取LX-A聚醚醚酮超细粉100克，加入整形助剂丙三醇2.5克、硬质酸钠1克，经过涡旋微粉机处理2分钟，得到聚醚醚酮超细粉LX-B。

取LX-B超细粉42克，制成水性涂料LC-02，将LC-02喷涂在铝板上，380℃烧结，得到LY-02。

实施例3：

按照实施例2的方法，只是将改性剂A改为0.75克羟基苯甲酸， 改性剂B改为 11.4克二氧化硅，整形助剂改为3.15克庚醇和2克硬脂酸钙，得到聚醚醚酮超细粉LX-C，水性涂料样品LC-03，样板LY-03。

实施例4

按照实施例2的方法，只是将改性剂A改为0.82克羟基苯甲酸甲酯， 改性剂B改为15克高岭土 ，整形助剂改为1.7克乙二醇和1.3克硅酸钙。得到聚醚醚酮超细粉LX-D，水性涂料样品LC-04，样板LY-04。

实施例5

按照实施例2的方法，只是将改性剂A改为0.9克羟基苯乙酸甲酯， 改性剂B改为17克滑石，整形助剂改为2克丁醇和0.95克硬脂酸。得到聚醚醚酮超细粉LX-E，水性涂料样品LC-05，样板LY-05。

实施例6

按照实施例2的方法，只是将改性剂A改为1克羟基间苯二甲酸，改性剂B改为15克二氧化钛，整形助剂改为2.4克戊醇和0.5克硅酸钙。得到聚醚醚酮超细粉LX-F，水性涂料样品LC-06，样板LY-06。

对聚醚醚酮超细粉样品进行粒度分析和形貌分析，对聚醚醚酮水性涂料进行粘度及分散效果分析，以及样板涂层流平效果评估，得到数据见图1和图2。

根据图1和图2的结果可知，采用本发明制备的聚醚醚酮超细粉具有粒径小、分布窄，颗粒形貌规整。采用该超细粉制成的涂料流动性好、分散均匀，涂层流平效果好。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种用于水性涂料的聚醚醚酮树脂的超细粉制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

（1）当聚醚醚酮聚合反应结束后，得到的聚合物从反应器内放出之前，将改性剂加入到反应器内，改性剂的加入量为聚醚醚酮重量的1—20%，在300～320℃的温度下反应30±5分钟，将聚合物放出，冷却，粉碎，分别用丙酮和水纯化，干燥；

（2）将干燥后的聚醚醚酮粗粉末用气流粉碎机进行粉碎，制成D90≤50μm的超细粉粒径；

（3）向制成的超细粉内加入整形助剂，并将超细粉和整形助剂的混合物加入到涡旋微粉机内进行粉碎处理，得到聚醚醚酮超细粉。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的改性剂由A和B混合而成，

A选自羟基苯甲酸、羟基苯甲酸盐、羟基苯甲酸酯，羟基苯乙酸，羟基苯乙酸酯，羟基间苯二甲酸、羟基间苯二甲酸二甲酯、羟基间苯二甲酸二乙酯中的一种或几种；

B选自碳化硅、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、滑石、高岭土中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：以聚醚醚酮重量为100%计，改性剂中A的用量为0.01～2 %，改性剂中B的用量为0.1～20%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的整形助剂选自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、庚醇、乙二醇、丙三醇、硬脂酸、硬质酸钠、硬质酸钙、硅酸钙中的两种以上。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述整形助剂的用量为超细粉总质量的0.1～20 %。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：涡旋微粉机的转速r≥8000转/分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）的干燥温度为120℃±5℃。