CN112661897B - 一种水性氯醚乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化合物及其制备方法，更具体的涉及一种水性氯醚乳液及其制备方法。本发明提供了一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯65～85份、乙烯基醚类物质15～35份、丙烯酸酯类单体1～10份、乳化剂0.5～5份、引发剂0.05～1.5份、缓冲剂0.5～4.5份、去离子水150～200份。本申请中严格控制反应过程和原料添加顺序，保证了每种原料的反应活性和反应彻底性，保证了制备的水性氯醚乳液用于防腐领域优异的防腐效果；经本申请研究的配方，申请人经过大量创造性实验探究，研究出在特定乳化剂、引发剂、乳化剂、引发剂特定配比下，使得本申请中每种物质之间的协同作用，达到了较好的附着力和防腐效果。

Description

一种水性氯醚乳液及其制备方法

技术领域

本发明属于化合物及其制备方法，更具体的涉及一种水性氯醚乳液及其制备方法。

背景技术

氯醚树脂涂料因为具有优良的耐盐雾、耐老化、稳定性好、溶解性强等优良特性被广泛使用。氯醚树脂涂料多采用苯类、酯类、酮类等有机溶剂。因为有机溶剂的使用，涂装后有机溶剂会直接挥发排放到大气，对人体和环境都会产生巨大损害，所以绿色环保的水性氯醚、改性水性氯醚乳液应运而生。

对于氯醚乳液的生产工艺及产品性能出现了更高的要求。在水性乳液制备过程中，因为工艺的不完善或者选择助剂的不确定性导致产物的不佳，在应用中产生了较差的现象，不仅浪费了生产成本，严重了还会造成被保护金属物体的损害，造成经济损失。

因此，制备一种高纯度，防腐效果好，附着力好的水性氯醚乳液成为一项重要任务。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯65～85份、乙烯基醚类物质15～35份、丙烯酸酯类单体1～10份、乳化剂0.5～5份、引发剂0.05～1.5份、缓冲剂0.5～4.5份、去离子水150～200份。

作为一种优选的技术方案，所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种复配。

作为一种优选的技术方案，所述的乳化剂选自非离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、阳离子乳化剂中的一种或多种复配。

作为一种优选的技术方案，所述的阴离子型乳化剂选自烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种或多种复配。

作为一种优选的技术方案，所述的非离子型乳化剂选自多元醇烷基酯、聚氧乙烯多元醇酯、仲烷基醇醚中的一种或多种复配。

作为一种优选的技术方案，所述的乳化剂采用阴离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂；阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的重量比为1：0.5～2。

作为一种优选的技术方案，所述的引发剂选自过硫酸盐和/或亚硫酸盐。

作为一种优选的技术方案，所述的过硫酸盐和亚硫酸盐的重量比为1：1～2。

作为一种优选的技术方案，所述的缓冲剂选自氢氧化钠、氨水、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠中的至少一种。

本发明的第二方面提供了一种水性氯醚乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1：将一部分缓冲剂溶于去离子水中，加入预乳化釜中；

S2：然后将丙烯酸酯类单体、乳化剂溶于乙烯基醚类物质中，加入预乳化釜内，控制温度为40～80℃，混合均匀后；

S3：将氯乙烯加入预乳化釜，得到混合液；

S4：将S1步骤中剩余的缓冲剂溶于去离子水中加入聚合釜中；

S5：将S3步骤中的混合液转移至聚合釜中加入引发剂，冷搅拌5～10分钟后升温至30～80℃，反应2～10小时，降压停止反应，制得氯醚乳液。

有益效果：

1.经本申请制备的水性氯醚乳液使用预乳化釜和聚合釜两釜法生产制备，通过预乳化釜的先期共混，提高了反应速率和转化率，提高了产品的纯度；

2.在本申请中，通过在预乳化釜中加入全部乳化剂，保证了反应原料之间的充分混合，保证了反应的顺利完全进行；

3.本申请中严格控制反应过程和原料添加顺序，保证了每种原料的反应活性和反应彻底性，保证了制备的水性氯醚乳液用于防腐领域优异的防腐效果；

4.经本申请研究的配方，申请人经过大量创造性实验探究，研究出在特定乳化剂、引发剂、乳化剂、引发剂特定配比下，使得本申请中每种物质之间的协同作用，达到了较好的附着力和防腐效果。

具体实施方式

结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯65～85份、乙烯基醚类物质15～35份、丙烯酸酯类单体1～10份、乳化剂0.5～5份、引发剂0.05～1.5份、缓冲剂0.5～4.5份、去离子水150～200份。

在一些优选的实施方式中，所述的乙烯基醚类物质选自异丁基乙烯基醚。

在一些优选的实施方式中，所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种复配。

优选的，所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯。

乳化剂

乳化剂是能使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液的一类化合物。

根据乳化剂亲水基的特性，可以分为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂。

在一些优选的实施方式中，所述的乳化剂选自非离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、阳离子乳化剂中的一种或多种复配。

优选的，所述的乳化剂选自非离子型乳化剂和/或阴离子型乳化剂。

在一些优选的实施方式中，所述的阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的重量比为1：0.5～2。

在一些优选的实施方式中，所述的阴离子型乳化剂选自烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种或多种复配。

在一些优选的实施方式中，所述的阴离子型乳化剂包括但不仅限于十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基羧酸钠。

在一些优选的实施方式中，所述的非离子型乳化剂选自多元醇烷基酯、聚氧乙烯多元醇酯、仲烷基醇醚中的一种或多种复配。

引发剂

引发剂一般是带有弱键、易分解成活性种的化合物，其中共价键有均裂和异裂两种形式。

在一些优选的实施方式中，所述的引发剂选自过硫酸盐和/或亚硫酸盐。

在一些优选的实施方式中，所述的引发剂选自过硫酸盐和亚硫酸盐。

在一些优选的实施方式中，所述的过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述的亚硫酸盐选自亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述的过硫酸铵和亚硫酸钠的重量比为1：1～2。

缓冲剂

缓冲剂是指用来稳定溶液酸碱度的物质，这类物质一般由弱酸和乳酸盐或弱碱和弱碱盐组成，能使溶液在遇到碱或酸时，溶液的pH变化幅度缩小。

在一些优选的实施方式中，所述的缓冲剂选自氢氧化钠、氨水、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠中的至少一种。

本发明在制备氯醚乳液的过程中加入乳化剂，同时在引发剂的协同作用下，可以保证水性氯醚乳液制备过程中制备原料之间的相容性。

发明人进一步发现，采用阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂，例如十二烷基硫酸钠和十六醇聚氧乙烯醚AEO-7，可以保证反应的彻底性；在十二烷基硫酸钠和十六醇聚氧乙烯醚AEO-7的重量比为1：0.5～2时，可以保证制备的水性氯醚乳液用于防腐领域时，具有较好的防腐效果。申请人推测可能的原因：在十二烷基硫酸钠和十六醇聚氧乙烯醚AEO-7的重量比为1：0.5～2时，十二烷基硫酸钠溶液会顺利与十六醇聚氧乙烯醚AEO-7混合，在十六醇聚氧乙烯醚AEO-7内部出现带有活性基团的胶束，会导致胶束表面的电荷密度升高，促进了与体系中丙烯酸酯类单体、乙烯基醚类等物质之间的相互作用，增强了分子形成的网络的致密性，避免了外界环境中腐蚀物质的侵蚀性。

申请人还发现，选择以过硫酸铵和亚硫酸钠作为引发剂在氯乙烯、乙烯基醚、丙烯酸酯类单体体系中引发聚合反应，可以大大缩短反应时间，并且控制过硫酸铵和亚硫酸钠的重量比为1：1～2时，可以保证得到的水性氯醚乳液具有较好的附着力，申请人推测可能的原因：在过硫酸铵和亚硫酸钠的重量比为1：1～2时，过硫酸铵在体系中一部分用于迅速产生自由基引发链增长反应，另一部分与亚硫酸钠发生反应，避免了链转移的出现，避免了杂链的生成，保证了丙烯酸酯类单体、乙烯基醚类物质、氯乙烯之间的充分反应，保证了生成的水性氯醚的优异附着能力。申请人发现，如果选择过硫酸铵的重量过大，会因为自身与体系中氧气发生反应，导致生成杂链小分子混于水性氯醚聚合物之间，导致其附着力下降；当亚硫酸钠的重量过大，会消耗过多亚硫酸按而导致体系中自由基活性较低，引发聚合的和性较低，反应不完全，影响水性氯醚乳液的防腐效果，增加了生产成本。

本发明的第二方面提供了一种水性氯醚乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1：将一部分缓冲剂溶于去离子水中，加入预乳化釜中；

S2：然后将丙烯酸酯类单体、乳化剂溶于乙烯基醚类物质中，加入预乳化釜内，控制温度为40～80℃，混合均匀后；

S3：将氯乙烯加入预乳化釜，得到混合液；

S4：将S1步骤中剩余的缓冲剂溶于去离子水中加入聚合釜中；

S5：将S3步骤中的混合液转移至聚合釜中加入引发剂，冷搅拌5～10分钟后升温至30～80℃，反应2～10小时，降压停止反应，制得氯醚乳液。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明的作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。

实施例

实施例1

一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯65份、异丁基乙烯基醚类物质15份、丙烯酸酯类单体3.5份、乳化剂2.5份、引发剂0.1份、缓冲剂1份、去离子水150份。

所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸羟乙酯1.5份、甲基丙烯酸甲酯2份。

所述的乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7；十二烷基硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7重量比为1：1.5。

所述的引发剂选自过硫酸铵、亚硫酸氢钠；过硫酸铵、亚硫酸氢钠重量比为1：1。

所述的缓冲剂为碳酸氢钠。

氯乙烯，购于郑州星岛化工科技有限公司；异丁基乙烯基醚，购于梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；十六醇聚氧乙烯醚AEO-7，购于德国巴斯夫公司。

一种水性氯醚乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1：将一部分缓冲剂溶于去离子水中，加入预乳化釜中；

S2：然后将丙烯酸酯类单体、乳化剂溶于乙烯基醚类物质中，加入预乳化釜内，控制温度为60℃，混合均匀后；

S3：将氯乙烯加入预乳化釜，得到混合液；

S4：将S1步骤中剩余的缓冲剂溶于去离子水中加入聚合釜中；

S5：将S3步骤中的混合液转移至聚合釜中加入引发剂，冷搅拌5分钟后升温至70℃，反应8小时，降压停止反应，制得氯醚乳液。

实施例2

一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯85份、异丁基乙烯基醚类物质35份、丙烯酸酯类单体1份、乳化剂5份、引发剂1.5份、缓冲剂4.5份、去离子水200份。

所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸羟乙酯0.5份、甲基丙烯酸甲酯0.5份。

所述的乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7；十二烷基磺酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7重量比为1：2。

所述的引发剂选自过硫酸铵、亚硫酸氢钠；过硫酸铵、亚硫酸氢钠重量比为1：2。

所述的缓冲剂为碳酸氢钠。

氯乙烯，购于郑州星岛化工科技有限公司；异丁基乙烯基醚，购于梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；十六醇聚氧乙烯醚AEO-7，购于德国巴斯夫公司。

水性氯醚乳液的制备方法参照实施例1。

实施例3

一种水性氯醚乳液，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯72份、异丁基乙烯基醚28份、丙烯酸酯类单体2.5份、乳化剂3份、引发剂2.3份、缓冲剂1.5份、去离子水180份。

所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸羟乙酯1份、甲基丙烯酸甲酯1.5份。

所述的乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7；十二烷基硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚AEO-7重量比为1：0.5。

所述的引发剂选自过硫酸铵、亚硫酸氢钠；过硫酸铵、亚硫酸氢钠重量比为1：1.3。

所述的缓冲剂为碳酸氢钠。

氯乙烯，购于郑州星岛化工科技有限公司；异丁基乙烯基醚，购于梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；十六醇聚氧乙烯醚AEO-7，购于德国巴斯夫公司。

水性氯醚乳液的制备方法参照实施例1。

实施例4

一种水性氯醚乳液，其具体实施方式同实施例3，与实施例3的不同点在于乳化剂选用十二烷基硫酸钠和月桂酸单甘油酯，购于江苏省海安石油化工厂。

实施例5

一种水性氯醚乳液，其具体实施方式同实施例3，与实施例3的不同点在于乳化剂选用十二烷基硫酸钠。

实施例6

一种水性氯醚乳液，其具体实施方式同实施例3，与实施例3的不同点在于引发剂选自过硫酸钾和亚硫酸氢钠，过硫酸钾和亚硫酸氢钠的重量比为1：4。

实施例7

一种水性氯醚乳液，其具体实施方式同实施例3，与实施例3的不同点在于引发剂选自过硫酸铵。

实施例8

一种水性氯醚乳液，其具体实施方式同实施例3，与实施例3的不同点在于引发剂选自过硫酸铵和亚硫酸氢钠的重量比为2：1。

性能测试：

1.拉开法附着力性能测试：将实施例1-8制备的水性氯醚乳液用于附着力性能测试，测试标准参照GB/T 5210-2006，并将测试结果统计于下表。

2.耐中性盐雾性能测试：将实施例1-8制备的水性氯醚乳液用于耐盐雾性能测试，测试标准参照GB/T 1771-2007，盐雾时间为480小时，并将测试结果统计于下表，等级评定方法参照GB/T 1766-2008。

通过以上性能测试结果显示，经本申请制备的水性氯醚乳液具有较好的附着力和耐腐蚀性能。

最后指出，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，凡在本发明的保护原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种水性氯醚乳液，其特征在于，制备原料按重量份计，包括：氯乙烯65～85份、乙烯基醚类物质15～35份、丙烯酸酯类单体1～10份、乳化剂0.5～5份、引发剂0.05～1.5份、缓冲剂0.5～4.5份、去离子水150～200份；所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠和十六醇聚氧乙烯醚AEO-7，重量比为1：0.5～2；所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠，重量比为1：1～2；所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种复配；

所述的水性氯醚乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1：将一部分缓冲剂溶于去离子水中，加入预乳化釜中；

S2：然后将丙烯酸酯类单体、乳化剂溶于乙烯基醚类物质中，加入预乳化釜内，控制温度为40～80℃，混合均匀后；

S3：将氯乙烯加入预乳化釜，得到混合液；

S4：将S1步骤中剩余的缓冲剂溶于去离子水中加入聚合釜中；

S5：将S3步骤中的混合液转移至聚合釜中加入引发剂，冷搅拌5～10分钟后升温至30～80℃，反应2～10小时，降压停止反应，制得氯醚乳液。

2.根据权利要求1所述的水性氯醚乳液，其特征在于，所述的缓冲剂选自氢氧化钠、氨水、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠中的至少一种。