CN120082061B 一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法 （龙口市易久环保科技有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利专利权人山东省易亨工业科技有限公司(72)发明人于亚龙杨卫宁汪洋合伙)37225审查员梁俊实一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳本发明涉及一种高分子量聚丙烯水性分散过马来酸酐接枝聚丙烯的进一步接枝改性以及21.一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于有机溶剂中，加入柠檬酸及催化剂进行接枝反应，得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；S3、在搅拌条件下，将S1的柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入S2的乳化剂水溶液中，形成S4、将预乳化液转移至反应釜中进行乳化，再通过减压蒸馏去除有机溶剂，得到高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体；所述制备方法中，所述高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂、柠檬酸、乳化剂、催化剂的用量分别为100质量份、20质量份、10-30质量份和2质量份；去离子水用量为300-730ml,溶剂用量为200-250ml;所述乳化剂选用阴离子乳化剂、非离子乳化剂或其混合物；其中，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，所述非离子乳化剂为十八醇聚氧乙烯醚或聚醚胺M-1000。2.根据权利要求1所述的一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特征在于，所述S4的乳化条件为60-100℃,乳化2-4小时。3.根据权利要求1所述的一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特征在于，所述高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂的分子量大于等于10,000。4.根据权利要求1所述的一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特5.根据权利要求1所述的一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特6.根据权利要求1所述的一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，其特征在于，所述高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体的固含量为15-30wt%。3一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法技术领域[0001]本发明涉及水性聚合物制备领域，特别是涉及一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法。背景技术[0002]聚丙烯是一种重要的高分子材料，具有优良的机械性能、耐化学腐蚀性和加工性了其与一些极性材料的配合使用，通过引入极性基团的功能化高分子量聚丙烯水性分散体，一方面能够对高分子量聚丙烯进行功能化改性，接枝上如马来酸酐之类的极性基团，赋予聚丙烯一定的极性和反应活性，使聚丙烯与其他极性物质有良好的相容性及界面相互作用；同时，水性分散体又解决了高分子量聚丙烯熔融黏度高，工业直接应用困难的问题，可以拓展其应用领域。[0003]目前，制备高分子量聚丙烯水性分散体的方法主要包括熔融乳化和溶液乳化法。高分子量功能化聚丙烯(相对分子质量≥10000)由于其分子量高导致熔融黏度大，且疏水性高以及极性相对较低，造成其难以熔融乳化。溶液乳化法是将聚丙烯溶解于有机溶剂形成溶液后再进行乳化的方法。主要过程如下：采用与水互不相溶的有机溶剂使聚丙烯溶解，再加入乳化剂和水对高分子量功能化聚丙烯进行乳化，最后将有机溶剂去除，从而得到高分子量功能化聚丙烯水性分散体。这种方法的优点是高分子量功能化聚丙烯在常规有机溶剂中的溶解度较大，溶液粘度较低，容易乳化且可以在高浓度下进行乳化，因此适用于分子量相对较高且功能化程度也较高的聚丙烯的乳化分散。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种分子量相对较高但功能化程度较低的高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，该方法利用柠檬酸的羟基与马来酸酐接枝聚丙烯的酸酐基团进一步反应，从而在聚丙烯分子链上引入更多的羧基以提升聚丙烯的功能化程度，进而能够采用溶液乳化法高效制备出高分子量聚丙烯水性分散体，同时具有良好的分散性和稳定性。[0005]本发明采用的技术方案如下：[0006]一种高分子量聚丙烯水性分散体的溶液乳化制备方法，包括以下步骤：[0007]S1、将高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于有机溶剂中，加入柠檬酸及催化剂进行接枝反应，得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0009]S3、在搅拌条件下，将S1的柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入S2的乳化剂水溶液中，形成预乳化液；[0010]S4、将预乳化液转移至反应釜中进行乳化，通过减压蒸馏去除有机溶剂，得到高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体。4[0011]进一步地，所述制备方法中，所述高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂、柠檬酸、乳化剂、催化剂的用量分别为100质量份、20质量份、10-30质量份和2质量份；去离子水用量为300-730ml,溶剂用量为200-250ml。[0012]进一步地，所述S4的乳化条件为60-100℃,乳化2-4小时。[0013]进一步地，所述高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂的分子量大于等于10,000。[0014]进一步地，所述有机溶剂采用的是甲苯、乙醇或其混合物。[0015]进一步地，所述乳化剂选用阴离子乳化剂、非离子乳化剂或其混合物。[0016]进一步地，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，所述非离子乳化剂为十八醇聚氧乙烯醚或聚醚胺M-1000。[0017]进一步地，所述催化剂采用的是对甲苯磺酸。[0018]进一步地，所述高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体的固含量为15-30wt%。[0019]本发明的一种高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，具有以下技术效果：[0020]1)本发明采用柠檬酸的羟基与聚丙烯表面接枝的马来酸酐进行缩合反应，以便在聚丙烯分子链上引入更多的羧基，使其功能化程度及极性进一步提高，从而改善乳化分散特性；[0021]2)通过溶液乳化法，采用有机溶剤溶解高分子量聚丙烯使其溶液粘度较低，能够有效制备分子量大于10,000的功能化聚丙烯水性分散体。[0022]3)通过优化乳化剂的种类和用量，确保分散体具有良好的稳定性。具体实施方式[0023]以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。[0024]实施例1[0025]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量为20,000);[0027]十二烷基苯磺酸钠：15g;[0029]对甲苯磺酸：2g;[0031]S1、聚丙烯的进一步改性[0032]将100g马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于200ml甲苯中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0033]S2、制备乳化剂水溶液[0034]将15g十二烷基苯磺酸钠溶解于400ml的去离子水中，形成乳化剂水溶液；[0036]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化[0038]将预乳化液转移至反应釜中进行乳化，在100℃乳化2小时；然后通过减压蒸馏去除甲苯，得到具有良好分散性和稳定性的高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，固含量5为25wt%。[0039]实施例2:[0040]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量10,000);[0042]十八醇聚氧乙烯醚：30g;[0044]对甲苯磺酸：2g;[0047]S1、聚丙烯的进一步改性[0048]将200ml甲苯与50ml乙醇混合，然后将100g的高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于甲苯与乙醇的混合物中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0049]S2、制备乳化剂水溶液[0050]将30g十八醇聚氧乙烯醚溶解于500ml的去离子水中，形成乳化剂水溶液；[0052]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化[0054]将预乳化液转移至反应釜中，在90℃乳化2小时；然后通过减压蒸馏去除甲苯和乙醇，得到具有良好分散性和稳定性的高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，固含量为[0055]实施例3:[0056]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量30,000);[0058]十二烷基苯磺酸钠：6g;[0059]十八醇聚氧乙烯醚：4g;[0061]对甲苯磺酸：2g;[0063]S1、聚丙烯的进一步改性[0064]将100g高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于200ml甲苯中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0065]S2、制备乳化剂水溶液[0066]将6g十二烷基苯磺酸钠和4g十八醇聚氧乙烯醚溶解于300ml去离子水中，形成乳化剂水溶液；[0068]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化6[0070]将预乳化液转移至反应釜中，在70℃乳化2小时；然后通过减压蒸馏去除甲苯，得到具有良好分散性和稳定性的高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，固含量为30wt%。[0071]实施例4:[0072]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量10,000);[0074]十二烷基苯磺酸钠：5g;[0075]聚醚胺M-1000:5g;[0077]对甲苯磺酸：2g;[0079]S1、聚丙烯的进一步改性[0080]将100g高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于200ml甲苯中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0081]S2、乳化剂水溶液的制备[0082]将5g十二烷基苯磺酸钠和5g聚醚胺M-1000溶解于500ml去离子水中，形成乳化剂水溶液；[0084]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化[0086]将预乳化液转移至反应釜中，在80℃乳化4小时；然后通过减压蒸馏去除甲苯，得到具有良好分散性和稳定性的高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，固含量为20wt%。[0087]实施例5:[0088]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量10,000);[0090]十二烷基苯磺酸钠：8g;[0091]十八醇聚氧乙烯醚：2g;[0093]对甲苯磺酸：2g;[0095]S1、聚丙烯的进一步改性：[0096]将100g高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于200ml甲苯中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0097]S2、制备乳化剂水溶液[0098]将8g十二烷基苯磺酸钠和2g十八醇聚氧乙烯醚溶解于600ml去离子水中，形成乳化剂水溶液；[0100]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化7[0102]将预乳化液转移至反应釜中，在80℃乳化2小时；然后通过减压蒸馏去除甲苯，得到良好的分散性和稳定性的高分子量柠檬酸改性聚丙烯水性分散体，固含量为18wt%。[0103]实施例6:[0104]马来酸酐接枝聚丙烯树脂：100g(分子量10,000);[0106]十二烷基苯磺酸钠：2g;[0107]聚醚胺M-1000:8g;[0109]对甲苯磺酸：2g;[0111]S1、聚丙烯的进一步改性[0112]将100g高分子量马来酸酐接枝聚丙烯树脂溶解于200ml甲苯中，加入20g柠檬酸及2g对甲苯磺酸，搅拌升温至100℃,反应4h,得到柠檬酸改性聚丙烯溶液；[0113]S2、制备乳化剂水溶液[0114]将2g十二烷基苯磺酸钠和8g聚醚胺M-1000溶解于去离子水中，形成乳化剂水溶[0116]在搅拌条件下，将柠檬酸改性聚丙烯溶液缓慢加入乳化剂水溶液中，形成预乳化[0118]将预乳化液转移至反应釜中，在60℃乳化4小时