一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，首先將高密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行熱裂解獲得低分子量高密度聚乙烯蠟，然后于壓力釜內(nèi)在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下，利用分散劑的幫助將所得高密度聚乙烯蠟分散在水介質(zhì)中，接著在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下通入氧化性氣體進(jìn)行氧化，待酸值達(dá)到要求后通入堿性水溶液，即能得到穩(wěn)定的高密度氧化聚乙烯蠟乳液。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高密度氧化聚乙烯蠟乳液在涂料、油墨、膠粘劑和紡織等領(lǐng)域有著廣泛的用途。例如在水性涂料和油墨中提供耐磨和抗刮傷性，在紡織工業(yè)中作為紗線(xiàn)潤(rùn)滑劑和免燙樹(shù)脂配方中的纖維保護(hù)劑，在水性膠粘劑中能改善耐溫性和對(duì)特定基材的附著力。
[0003]目前我國(guó)高密度氧化聚乙烯蠟一直依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)有為數(shù)不多的幾家生產(chǎn)商用進(jìn)口的高密度氧化聚乙烯蠟制備乳液，成本昂貴。
[0004]由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有高密度聚乙烯蠟原料，將高密度聚乙烯樹(shù)脂熱裂解是獲取原料的有效途徑。這里的高密度聚乙烯樹(shù)脂必須是鈦型催化劑引發(fā)聚合的，因?yàn)檫@種樹(shù)脂熱裂解時(shí)主要發(fā)生斷鏈反應(yīng)，而用鉻型催化劑引發(fā)聚合的高密度聚乙烯樹(shù)脂熱裂解時(shí)會(huì)發(fā)生交聯(lián)。
[0005]一般蠟氧化采用向蠟熔體中直接通入含氧氣體的方式，這在CN1206719和CN1216998中有詳細(xì)的描述。但是對(duì)于高密度聚乙烯蠟來(lái)說(shuō)，采用這種方法將導(dǎo)致嚴(yán)重的交聯(lián)反應(yīng)而使氧化無(wú)法進(jìn)行下去。我們?cè)谟脡毫Ω苽湎炄榈倪^(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果使用未氧化的高密度聚乙烯蠟，在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下利用非離子乳化劑的幫助先將蠟分散成細(xì)小顆粒，然后再通入含氧氣體，這樣可以有效避免交聯(lián)反應(yīng)，或者即使有交聯(lián)，也被極限在分散顆粒內(nèi)非常小的范圍內(nèi)。當(dāng)所用的分散劑量較大時(shí)，可以直接獲得高密度氧化聚乙烯蠟的乳液，而沒(méi)有必要先獲得高密度氧化聚乙烯蠟，再制備蠟乳，從而大大節(jié)省了成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，主要包括如下步驟:首先將高密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行熱裂解獲得低分子量高密度聚乙烯蠟，然后于壓力釜內(nèi)在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下，將所得高密度聚乙烯蠟分散在水介質(zhì)中，接著在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下通入氧化性氣體進(jìn)行氧化，待酸值達(dá)到要求后通入堿性水溶液，最終獲得穩(wěn)定的高密度氧化聚乙稀臘乳液。
[0007]為避免熱裂解時(shí)的交聯(lián)反應(yīng)，高密度聚乙烯樹(shù)脂必須是鈦型催化劑引發(fā)聚合的，可以是乙烯均聚物或乙烯與一種或多種C3-C18C1-烯烴的共聚物。為了降低熱裂解時(shí)的能耗，高密度聚乙烯樹(shù)脂要選用熔融指數(shù)比較大的品種，例如賽科的HD5301AA、齊魯石化的DMD7006A 等。
[0008]熱裂解反應(yīng)器用釜式或管式均可。裂解溫度350-450 V，優(yōu)選390-420 V。控制裂解時(shí)間，使得用Brookfield粘度計(jì)測(cè)定150°C時(shí)蠟的熔體粘度在所需范圍內(nèi)。
[0009]裂解之后將熔融的蠟用噴霧造粒的方法制備成粉狀。也可以將熔融的蠟和分散劑混合，然后直接壓入高速攪拌下的壓力釜中進(jìn)行分散。
[0010]原則上能幫助熔融蠟在水中分散的分散劑都可以使用，主要包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種或兩種以上分散劑的混合物。優(yōu)選脂肪醇聚氧乙烯醚，如AE0-9。分散劑的使用量為高密度聚乙烯蠟總量的20-50%，優(yōu)選 25-35%。
[0011]氧化過(guò)程中使用少量能產(chǎn)生自由基的化合物，可明顯縮短氧化誘導(dǎo)期。這里主要是過(guò)氧化物和偶氮化物，例如過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二月桂酰、偶氮二異丁腈等，使用量為高密度氧化聚乙烯蠟總量的0.05-5%。
[0012]通入壓力釜中的氧化性氣體是空氣、氧氣或者空氣與氧氣的混合物,優(yōu)選空氣。
[0013]當(dāng)酸值達(dá)到要求之后，需要加入一定量的堿來(lái)中和高密度氧化聚乙烯蠟上面的羧基，這樣才能獲得穩(wěn)定的乳液。優(yōu)選非揮發(fā)性堿，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺和二乙醇胺等。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0015]實(shí)施例1
[0016]I)熱裂解制備高密度聚乙烯蠟:在一個(gè)5L帶有溫度計(jì)、攪拌器、氮?dú)鈱?dǎo)入管和餾出裝置的不銹鋼裂解反應(yīng)器中，投入HD5301AA樹(shù)脂2.5Kg，通氮?dú)庵脫Q空氣后升溫至410°C，保溫裂解30分鐘，降溫至220°C通氮?dú)怛?qū)除少量小分子溜出物，再用噴霧造粒機(jī)制得2.3Kg粉料。用Brookfield粘度計(jì)測(cè)150°C的粘度為3000cps。
[0017]2)在5L的壓力釜中，投入1200克上述的高密度聚乙烯蠟粉料、300克AE0-9、12克過(guò)氧化二月桂酰以及2700克去離子水，升溫至150°C，按2500L/hour的量通入空氣，20小時(shí)后取樣測(cè)酸值為30mg KOH/g樣品。降溫至95°C加入37克90%的氫氧化鉀和100克水配成的水溶液，重新升溫至150°C，保溫10分鐘后快速將至室溫，即得穩(wěn)定的高密度氧化聚乙烯蠟乳液。
[0018]實(shí)施例2
[0019]I)熱裂解制備高密度聚乙烯蠟:方法與實(shí)施例1相同。
[0020]2)在5L的壓力釜中，投入1200克上述的高密度聚乙烯蠟粉料、300克AE0-9、12克過(guò)氧化二月桂酰以及2700克去離子水，升溫至150°C，按2500L/hour的量通入空氣，15小時(shí)后取樣測(cè)酸值為23mg KOH/g樣品。降溫至95°C加入12克90%的氫氧化鉀、50克二乙醇胺和100克水配成的水溶液，重新升溫至150°C，保溫10分鐘后快速將至室溫，即得穩(wěn)定的高密度氧化聚乙烯蠟乳液。
【權(quán)利要求】
1.一種高密度氧化聚乙烯蠟乳液的制備方法，主要包括如下步驟: 首先將高密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行熱裂解獲得低分子量高密度聚乙烯蠟，然后于壓力釜內(nèi)在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下，將所得高密度聚乙烯蠟分散在水介質(zhì)中，接著在高于蠟熔點(diǎn)的溫度下通入氧化性氣體進(jìn)行氧化，待酸值達(dá)到要求后通入堿性水溶液，最終得到穩(wěn)定的高密度氧化聚乙烯蠟乳液。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中的高密度聚乙烯樹(shù)脂是用鈦型催化劑引發(fā)聚合的乙烯均聚物或乙烯與一種或多種C3-C18 α -烯烴的共聚物。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于熱裂解使用釜式反應(yīng)器或管式反應(yīng)器，裂解溫度350-450，反應(yīng)時(shí)間5-60分鐘。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用高密度聚乙烯蠟總量20-50%的分散劑，以幫助其分散在水中。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于分散和氧化的溫度在130-160°C。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于氧化性氣體是空氣、氧氣或者空氣與氧氣的混合物。
7.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用高密度氧化聚乙烯蠟總量0.05-5%的能夠產(chǎn)生自由基的化合物。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中的堿性水溶液所用的堿是氫氧化鉀、氫氧化鈉、三乙醇胺、二乙醇胺中的一種或兩種以上堿的混合物。
9.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于所用的分散劑是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種或兩種以上分散劑的混合物。
10.如權(quán)利要求7的方法，其特征在于所用的能產(chǎn)生自由基的化合物是過(guò)氧化物、偶氮化物。
【文檔編號(hào)】C08L23/30GK104277229SQ201310288682
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】胡永生 申請(qǐng)人:胡永生