一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法技术

本发明专利技术属水溶性氯化聚丙烯技术领域，具体公开了一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法。将氯化聚丙烯、丙烯酸/酯混合物（丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯）、端羟基超支化聚酯和助溶剂混合均匀后，利用引发剂引发氯化聚丙烯产生自由基，进一步引发丙烯酸/酯混合物进行接枝自由基聚合，然后再经胺中和、乳化和去离子水稀释后，即可得到固含量为32

【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法


[0001]本专利技术涉及水溶性氯化聚丙烯
，具体涉及一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法。

技术介绍

[0002]水溶性涂料是以水溶性树脂为基材、水为溶剂的涂料。水溶性涂料具有低碳、节能、绿色、环保等环境友好等优点，广泛应用于建筑、汽车、轻工、化工、机械制造等领域。根据“双碳”排放目标的要求和对环境保护的迫切需求，水溶性涂料不断取代传统溶剂型涂料，市场需求逐渐增多。
[0003]现有水溶性涂料中，水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性脲醛树脂等占据主要市场，但是它们的极性较高，在非极性的塑料，如聚丙烯、聚乙烯等表面的附着力低，难以用于聚丙烯汽车保险杠的底涂，当前国内汽车保险杠表面涂料的底漆主要采用油性氯化聚丙烯，其固含量仅为8
‑
10％，喷涂和制造过程中产生大量有机溶剂的挥发，严重污染环境和影响人体健康。因此迫切需要开发水溶性氯化聚丙烯来替代溶剂型氯化聚丙烯，解决这一环境污染难题。现有国外水溶性氯化聚丙烯的生产技术主要通过乳化剂在高速搅拌条件下包覆氯化聚丙烯来完成，乳化机的搅拌速度通常在1200
‑
3000rpm之间，速度高、时间长，对反应釜要求高，单批次的反应釜尺寸小，工业化规模较小，成本高，固含量偏低(≤30％)，产品市场价格在10
‑
20万元/吨左右，难以大规模推广使用。国内也有一些利用丙烯酸和丙烯酸酯接枝改性氯化聚丙烯制备水溶性氯化聚丙烯的技术报道，但在制备过程中需要加入大量的甲苯、二甲酯等有机溶剂，制备的产品虽具有水溶性，但除去有机溶剂工艺复杂、且难以除干净，含有有机溶剂的产品存在稳定性较差，干燥过程中污染环境和影响施工人员健康等问题。因此，开发不使用有机溶剂，工艺简单、无挥发、无污染、低成本的水溶性氯化聚丙烯的合成技术是解决目前该领域存在问题的根本途径。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法。
[0005]本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题：
[0006]一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法，其具体过程如下：
[0007](1)将氯化聚丙烯、丙烯酸/酯混合物中的一部分、端羟基超支化聚酯和助溶剂混合，逐渐升温至80℃左右，搅拌条件下逐渐使氯化聚丙烯溶解成均相溶液；
[0008](2)溶解后降温至60
‑
75℃，向步骤(1)的溶液中逐步加入引发剂和剩余的丙烯酸/酯混合物，加料完毕后，在70
‑
140℃条件下搅拌反应0.5
‑
2小时；
[0009](3)降温至70
‑
85℃条件下，向其中加入胺类中和剂中和至pH值为6.8～7.5，然后再逐步加入乳化剂的水溶液，在搅拌速率为300
‑
800rpm的条件下乳化0.5
‑
3小时，加入去离
子水稀释调整固含量，即得到无溶剂水溶性氯化聚丙烯；
[0010]所述丙烯酸/酯混合物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯的混合物。
[0011]优选地，所述无溶剂水溶性氯化聚丙烯的固含量为32
‑
40％。
[0012]优选地，所述氯化聚丙烯、丙烯酸/酯混合物、端羟基超支化聚酯和助溶剂的质量比为100：(50
‑
300)：(0.5
‑
3.0)：(0.5
‑
5.0)，最优选为100：(50
‑
300)：(0.5
‑
3.0)：(2.0
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5.0)。
[0013]更优选地，所述的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯的质量比为1：(0.5
‑
1.0)：(0.5
‑
2.0)：(0.5
‑
2.5)：(0.5
‑
1.75)。
[0014]优选地，所述端羟基超支化聚酯为武汉超支化树脂科技有限公司的HyPer H101、HyPer H102、HyPer H103、HyPer H201、HyPer H202和HyPer H203中的一种或多种，端羟基超支化聚酯的数均分子量为500～2600g/mol，羟值为500～670mgKOH/g。它们的性质如表1所示。
[0015]表1端羟基超支化聚酯的性质
[0016]产品名称羟值，mgKOH/g数均分子量，g/molHyPer H101670500HyPer H1026001100HyPer H1035602400HyPer H201550600HyPer H2025201200HyPer H2035002600
[0017]优选地，所述步骤(1)中的氯化聚丙烯为氯含量为23
‑
41％的氯化聚丙烯中的一种或多种；更优选为泸州北方化学工业有限公司的产品，它们的性质如表2所示。
[0018]表2氯化聚丙烯的性质
[0019]产品名称氯含量，％K3325
±
2K1130
±
2CP
‑
2025
±
2CP
‑
3039
±
2CK
‑
80031
±2[0020]优选地，步骤(1)中所述助溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚的一种或多种。
[0021]优选地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁氰(AIBN)、过氧化2
‑
乙基已酸叔丁酯(TBPO)、过氧化月桂酰(LPO)、1,1
‑
双(叔戊基过氧化)环基烷、1,1
‑
双(叔戊基过氧)
‑
3,3,5
‑
三甲基环已烷、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化醋酸叔戊酯(TAPA)、过氧化苯甲酸叔戊酯(TAPB)中的一种或多种，用量为步骤(1)氯化聚丙烯质量的0.1％～0.5％。
[0022]优选地，所述乳化剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种，其用量为步骤(1)氯化聚丙烯质量的2％
‑
10％。
[0023]优选地，所述胺类中和剂为三乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、N,N
‑
二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水中的一种或多种。
[0024]本专利技术制备的无溶剂水溶性氯化聚丙烯与现有技术的产品相比具有以下优点：
[0025](1)端羟基超支化聚酯具有椭球的拓扑结构，能有效渗透到氯化聚丙烯分子量，促进氯化聚丙烯溶解，有效地避免了现有技术需要添加有机溶剂来溶解氯化聚丙烯，不仅降低了VOC含量和有机溶剂的污染，还减少了除去有机溶剂的繁琐过程，降低了生产成本；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂水溶性氯化聚丙烯的制备方法，其具体过程如下：（1）将氯化聚丙烯、丙烯酸/酯混合物中的一部分、端羟基超支化聚酯和助溶剂混合，升温至80
ꢀ±ꢀ
5℃，搅拌条件下逐渐使氯化聚丙烯溶解成均相溶液；（2）溶解后降温至60
‑
75℃，向步骤（1）的溶液中逐步加入引发剂和剩余的丙烯酸/酯混合物，加料完毕后，在70
‑
140℃条件下搅拌反应0.5
‑
2小时；（3）降温至70
‑
85℃条件下，向其中加入胺类中和剂中和至pH值为6.8～7.5，然后再逐步加入乳化剂的水溶液，在搅拌速率为300
‑
800rpm的条件下乳化0.5
‑
3小时，加入去离子水稀释调整固含量，即得到无溶剂水溶性氯化聚丙烯；所述丙烯酸/酯混合物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯的混合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无溶剂水溶性氯化聚丙烯的固含量为32
‑
40%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氯化聚丙烯、丙烯酸/酯混合物、端羟基超支化聚酯和助溶剂的质量比为100：（50
‑
300）：（0.5
‑
3.0）：（0.5
‑
5.0）；所述的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯的质量比为1：（0.5
‑
1.0）：（0.5
‑
2.0）：（0.5
‑
2.5）：（0.5
‑
1.75）。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述端羟基超支化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道洪，黄孙蒙，陈苏芳，姜宇，张俊珩，许泽军，程娟，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：