CN109206637B - 一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法 - Google Patents

一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法。添加聚酰亚胺与聚乙烯蜡混合，并经过高温氧化和裂解，再进行超微粉碎制备得到一种复合蜡，该制得的产品具备高硬度、高熔点、耐磨性高、电学性能好等特点，优点是光泽好、粒径小、电学性能和机械性能良好、工艺简单。在感光材料基质、电子元件密封剂、晶体管封包剂方面具有广阔的应用前景。

Description

一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法，属于高分子合成蜡的制备技术领域。
背景技术
高分子蜡，是一种由聚合物加工剂而形成的化工材料，成色为白色小微珠状/片状，具有熔点较高、硬度大、光泽度高、颜色雪白等特点。最常见的合成蜡是聚乙烯蜡，聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好，能改善聚乙烯、聚丙烯、ABS的流动性和聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯的脱模性。聚乙烯蜡广泛应用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚体，作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，增加产品的光泽和加工性能；作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。可以用于生产粉末涂料、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。
氧化聚乙烯蜡具有粘度低、软化点高、硬度好等特殊性能，无毒性，热稳定性好，高温挥发性低，对填料、颜料的分散性极佳，既有极优的外部润滑性，又有较强的内部润滑作用，还具有偶联作用，可提高塑料加工的生产效率，降低生产成本，与聚烯烃树脂等有良好的相容性，在常温下的抗湿性能好，耐化学药品能力强，电性能优良，可改善成品外观，是取代蒙旦蜡、川蜡、液体石蜡、微晶石蜡、天然石蜡、聚乙烯蜡等的理想产品。
然而氧化聚乙烯蜡的力学性能一般，并且电性能有待于进一步的提高。
聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为170Mpa以上，杭州塑盟特热塑性聚酰亚胺(TPI)的冲击强度高达261KJ/m2。而联苯型聚酰亚胺(UpilexS)达到400Mpa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3－4Gpa，纤维可达到200Gpa，据理论计算，均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达500Gpa，仅次于碳纤维。
聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω·cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法，添加聚酰亚胺，制备得到一种复合蜡，具备高硬度、高熔点、耐磨性高、电学性能好等特点，在感光材料基质、电子元件密封剂、晶体管封包剂方面具有广阔的应用前景。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法，其特征是，1)制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下配制芳香族二酐的二甲基亚砜饱和溶液，配制芳香族二胺与异氰酸酯的饱和溶液在油浴加热下搅拌进行反应，反应温度为70-90℃，持续反应30min后升温至140℃，再反应30min后降温，冷却到室温静置2～3h得到聚酰亚胺预聚体；2)将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在溶剂中并添加催化剂，加热并搅拌；3)将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎。
进一步地，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮中的一种或多种。
进一步地，所述的催化剂为对甲基苯磺酸、甲基磺酸、3-甲基苯磺酸中的一种或多种。
进一步地，所述的聚乙烯蜡分子量范围从2000-20000。
进一步地，所得氧化聚乙烯蜡微粉粒径在50-100微米之间。
本发明所达到的有益效果：本发明将聚乙烯蜡与聚酰亚胺复合再经过氧化得到氧化聚乙烯蜡，再采用粉碎、筛选工艺生产超细微粉蜡。
本发明实施例的氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法制得的产品硬度高、软化点高、光泽好、粒径小、电学性能和机械性能良好、工艺简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围，以下实施例中提到的“份”均已质量计。
实施例1
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N，N-二甲基甲酰胺中并添加对甲基苯磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为50微米的合成蜡。
实施例2
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N，N-二甲基乙酰胺中并添加对甲基苯磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为100微米的合成蜡。
实施例3
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N，N-二甲基甲酰胺中并添加3-甲基苯磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为50微米的合成蜡。
实施例4
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N-甲基-2-吡咯烷酮中并添加甲基磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为50微米的合成蜡。
实施例5
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N-乙基-2-吡咯烷酮中并添加对甲基苯磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为50微米的合成蜡。
实施例6
首先制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下称取1份3，3′4，4′-二苯甲酮四酸二酐，在二甲基亚砜溶剂中配制成为饱和溶液。称取多异氰酸酯10份，与邻苯二胺配制成饱和溶液同时加入到油浴磁力搅拌器中进行反应，反应温度为70℃，反应时间为30min，转速为1500r/min，然后将温度升高至140℃，反应时间为30min，氮气保护的条件下进行，转速为1000r/min，冷却到室温静置3h得到聚酰亚胺预聚体。按照相关标准对聚酰亚胺预聚体的结构进行表征。将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在N，N-二甲基甲酰胺中并添加对甲基苯磺酸，加热并搅拌。将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎，得到粒径为75微米的合成蜡。
对比例1
不添加聚酰亚胺预聚体及催化剂，其余条件均与实施例1相同。
以实施例1为例测试产品的力学性能，与对比例对比结果如下表1
针入度(25℃，100g) 软化点(℃) 介电常数
实施例1 0.03 235 3.5
对比例1 0.15 187 3.3
由此可见本发明制备方法制备得到的产品具有硬度高、软化点高、粒径小,、电学性能良好的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种氧化聚乙烯蜡微粉的制备方法，其特征是，1）制备聚酰亚胺预聚体：室温条件下配制芳香族二酐的二甲基亚砜饱和溶液，配制芳香族二胺与异氰酸酯的饱和溶液在油浴加热下搅拌进行反应，反应温度为70-90℃，持续反应30min后升温至140℃，再反应30min后降温，冷却到室温静置2～3h得到聚酰亚胺预聚体；2）将聚酰亚胺预聚体与聚乙烯蜡混合在溶剂中并添加催化剂，加热并搅拌；3）将复合聚乙烯蜡加入水，通入空气，开启搅拌装置，升温并裂解12h，进行超微粉碎；所述的催化剂为对甲基苯磺酸、甲基磺酸或3-甲基苯磺酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征是，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或N-乙基-2-吡咯烷酮中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯蜡分子量范围从2000-20000。
4.根据权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所得氧化聚乙烯蜡微粉粒径在50-100微米之间。
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