专利名称：双酚a型聚芳醚酮水基分散液及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子水基涂料的技术领域，主要涉及用于耐热涂料或作为涂料
用双酚A型聚芳醚酮水基分散液。
背景技术：
与本发明相近的现有技术是专利CN1663983,所公开的是水基聚芳醚砜类 分散液，即， 一类聚芳醚砜类聚合物分散在水溶液中的分散液。
背景技术：
的不足在于，上述聚芳醚砜类聚合物在低温或紫外光照条件下不能 发生交联反应，这便使将聚芳醚砜水基分散液制备成涂层过程中的加工温度高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，制备双酚A型聚芳醚酮水基分散液，可用于 环保性涂料；而且双酚A型聚芳醚酮可在相对低温或紫外灯照射下，可发生交 联反应，从而可提高双酚A型聚芳醚酮涂料的使用温度以及耐溶剂性。
本发明的双酚A型聚芳醚酮水基分散液是一类带有异丙烯基的聚芳醚酮聚 合物分散在水溶液中的分散液。对双酚A型聚芳醚酮薄膜进行不同时间紫外光 照与不同时间的热处理，通过测试聚芳醚酮处理前后的玻璃化转变温度，可判断 双酚A型聚芳醚酮可发生交联反应。
双酚A型聚芳醚酮是本发明的水基分散液的基本成份，双酚A型聚芳醚酮 是具有重复单元的主链含有异丙烯基的聚芳醚酮，数均分子量大约在 15000~30000;其结构如下<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，重复单元的数目n为41 80左右。
本发明的双酚A型聚芳醚酮水基分散液，组分包括双酚A型聚芳醚酮、表 面活性剂和水；按质量百分数计，双酚A型聚芳醚酮占水基分散液的10% 50%，表面活性剂占水基分散液的1% 5%，余量是水；所述的表面活性剂是十二垸基 苯磺酸钠(DBS)或十二烷基磺酸钠(K12)。
表面活性剂优选十二烷基苯磺酸钠(DBS);组分还可以包括有表面活性剂 助剂，所说的表面活性剂助剂可以是聚乙烯吡咯垸酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA) 或聚乙二醇(PEG)等。按质量计，表面活性剂助剂占水基分散液的0.5-1.1%。
本发明通过乳化-溶媒挥发法制备双酚A型聚芳醚酮水基分散液，具体的技
术方案是
一种双酚A型聚芳醚酮水基分散液的制备方法，以双酚A型聚芳醚酮聚合 物为主要原料，以三氯甲垸或二氯甲垸为有机溶剂，以十二烷基苯磺酸钠(DBS) 或十二垸基磺酸钠(K12)为表面活性剂；有制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液、 制备乳液、蒸去有机溶剂的过程；
所说的制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液过程是，将双酚A型聚芳醚酮溶 于有机溶剂中，其中，双酚八型聚芳醚酮聚合物占溶液质量的百分数为4~30%;
所说的制备乳液过程是，先将表面活性剂溶于水中，然后将表面活性剂水溶 液倒入分散器(比如胶体磨)中，表面活性剂在水溶液中的质量百分数为 1.18 10%;再将双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液倒入分散，制备成双酚A型聚芳 醚酮乳液；其中，按质量比双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液表面活性剂水溶液 =1.47~3.34 : 1;
所说的蒸去有机溶剂是，将双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有搅拌的装置(水 浴)中，通入压縮空气，控制温度5(TC 75'C带出有机溶剂。有机溶剂可以用 通常的方法得到回收。
在双酚A型聚芳醚酮聚合物的有机溶液中，优选有机溶液中双酚A型聚芳 醚酮聚合物的质量百分数为4~30% (质量比)。如果有机溶液中双酚A型聚芳醚 酮聚合物的质量百分数超过30%，由于粘度过大而容易结块，不易分散。
本发明的双酚A型聚芳醚酮水基分散液的制备，所用的有机溶剂是不溶于 水且沸点低于水的物质，适用的有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷，优选的是 三氯甲烷。
溶解在水中的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠(DBS)或十二烷基磺酸钠 (K12)，优选溶于水的表面活性剂为十二垸基苯磺酸钠(DBS)。在制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液过程中，在有机溶剂中可以加入表面 活性剂助剂，其用量按质量比例占有机溶剂的0.3~1.2%;所说的表面活性剂助 剂是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG),优选的助 剂是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
在蒸去有机溶剂过程，有机溶剂的去除温度范围控制在5(TC 75'C范围。可 以先在50 55'C恒温2 3小时后，再继续升温至64 65'C，直到没有有机溶剂蒸 出为止；再升温到66~75 °C，恒温0.5 1小时，停止加热，出料。在去除有机 溶剂时，搅拌速度应该缓慢。
所说的分散器，即制备双酚A型聚芳醚酮水基分散液的高速分散设备，可以 是胶体磨，沙磨机，匀质机等。优选用胶体磨。
通过SEM (或激光粒子分析仪)测量双酚A型聚芳醚酮水基分散液的粒子， 得到的粒径S6nm。
本发明的双酚A型聚芳醚酮水基分散液可以在制备耐热涂料或涂料聚合物 中使用，并可以和氟树脂组合，制备各种涂料。例如，制备不粘锅涂料，将双酚 A型聚芳醚酮类水基分散液与聚四氟乙烯乳液及其它的添加剂混合，就可以制备 不粘锅涂料。能够提高双酚A型聚芳醚酮涂料的使用温度以及耐溶剂性。
本发明的双酚A型聚芳醚酮固体溶解于氯仿溶液中铺膜，分别在低于涂料 最高加工温度或在500w紫外灯照射下进行不同时间处理，通过溶解性，DSC等 测试结果，可初步得出双酚A型聚芳醚酮可在紫外灯光照条件下发生交联反应， 同时也对双酚A型聚芳醚酮水基分散液粉末进行相应的热处理或不同时间的紫 外光照，经过加热或不同时间的紫外光照处理之后的水基分散液粉末不再溶于常 用有机溶剂中。
双酚A型聚芳醚酮水基分散液扩大了双酚A型聚芳醚酮聚合物工程材料的 应用范围，适应环境保护和降低成本等要求的涂料组分使用。
具体实施方式
实施例1
将4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在240ml三氯甲垸中，然后将72g双酚 A型聚芳醚酮溶于上述溶液中。
将8g十二垸基苯磺酸钠溶于280ml去离子水中；将十二烷基苯磺酸钠水溶液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入到胶体磨中，分散，制 得双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的1000毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55'C恒温2 3小时，再继续升温至64 65'C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75'C，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
实施例2
将72g双酚A型聚芳醚酮溶于240ml三氯甲垸中，制成双酚A型聚芳醚酮 溶液。
将8g十二烷基苯磺酸钠溶于280ml去离子水中。将十二垸基苯磺酸钠水溶 液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入胶体磨中，分散，制得 双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的IOOO毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55t:恒温2 3小时，再继续升温至64 65'C,直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75'C，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
实施例3
将0.6g聚乙烯吡咯垸酮(PVP)溶解在130ml三氯甲烷中，然后将11.4g双 酚A型聚芳醚酮溶于上述溶液中。
将1.2g十二烷基苯磺酸钠溶于100ml去离子水中；将十二烷基苯磺酸钠水 溶液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入到胶体磨中，分散， 制得双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的IOOO毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55。C恒温2 3小时，再继续升温至64 65。C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75'C，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。实施例4
将12g双酚A型聚芳醚酮溶于160ml三氯甲烷中，制成双酚A型聚芳醚酮 溶液。
将1.2g十二垸基苯磺酸钠溶于100ml去离子水中。将十二烷基苯磺酸钠水 溶液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入胶体磨中，分散，制 得双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的1000毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55'C恒温2-3小时，再继续升温至64~65 'C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75'C,恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
实施例5
将180g双酚A型聚芳醚酮溶于280ml三氯甲烷中，制成双酚A型聚芳醚酮 溶液。
将18g十二烷基苯磺酸钠溶于162ml去离子水中。将十二烷基苯磺酸钠水溶 液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入胶体磨中，分散，制得 双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的1000毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55"C恒温2 3小时，再继续升温至64 65'C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75。C，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
实施例6
将16g双酚A型聚芳醚酮溶于256ml三氯甲烷中，制成双酚A型聚芳醚酮 溶液。
将4g十二烷基苯磺酸钠溶于140ml去离子水中。将十二烷基苯磺酸钠水溶 液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入胶体磨中，分散，制得 双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌装置、冷凝装置的1000毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55'C恒温2 3小时，再继续升温至64 65 °C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75'C，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。 实施例7
将45g双酚A型聚芳醚酮溶于220ml三氯甲烷中，制成双酚A型聚芳醚酮 溶液。
将9g十二烷基苯磺酸钠溶于246ml去离子水中。将十二烷基苯磺酸钠水溶 液倒入胶体磨中，再将双酚A型聚芳醚酮溶液缓慢加入胶体磨中，分散，制得 双酚A型聚芳醚酮乳液。
将制备的含有有机溶剂的双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有通气装置、搅拌 装置、冷凝装置的IOOO毫升三口烧瓶中，将三口烧瓶在水浴锅中加热，温度控 制在50 55t:恒温2 3小时，再继续升温至64 65'C，直到没有有机溶剂蒸出为 止；再升温到66 75X:，恒温0.5 1小时，停止加热、搅拌出料得到双酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
实施例8
用二氯甲垸替代实施例1~7中的三氯甲烷作为双酚A型聚芳醚酮聚合物的 溶剂，所得产品的效果与实施例1 7基本相同。 实施例9
用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)替代实施例1、 3中的聚乙烯吡咯 烷酮(PVP)作表面活性剂，或者用十二垸基磺酸钠(K12)替代实施例1~7中 的十二垸基苯磺酸钠(DBS)作表面活性剂，所得产品的效果与实施例1~7基本 相同。
权利要求
1、一种双酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于，组分包括双酚A型聚芳醚酮、表面活性剂和水；按质量百分数计，双酚A型聚芳醚酮占水基分散液的10％～50％，表面活性剂占水基分散液的1％～5％，余量是水；所述的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
2、 按照权利要求1所述的双酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于，所 说的双酚A型聚芳醚酮，是具有重复单元的主链含有异丙烯基的聚芳醚酮；其 结构如下<formula>formula see original document page 2</formula>其中，重复单元的数目n为41 80。
3、 按照权利要求1或2所述的双酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于， 组分包括有表面活性剂助剂，所说的表面活性剂助剂是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯 醇或聚乙二醇；按质量计，表面活性剂助剂占水基分散液的0.5~1.1%。
4、 一种权利要求l的双酚A型聚芳醚酮水基分散液的制备方法，以双酚A 型聚芳醚酮聚合物为主要原料，以三氯甲烷或二氯甲烷为有机溶剂，以十二垸基 苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠为表面活性剂；有制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶 液、制备乳液、蒸去有机溶剂的过程；所说的制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液过程是，将双酚A型聚芳醚酮溶 于有机溶剂中，其中，双酚A型聚芳醚酮聚合物占溶液质量的百分数为4 30。/。;所说的制备乳液过程是，先将表面活性剂溶于水中，然后将表面活性剂水溶 液倒入高速分散器中，表面活性剂在水溶液中的质量百分数为1.18~10%;再将 双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液倒入分散，制备成双酚A型聚芳醚酮乳液；其中， 按质量比双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液表面活性剂水溶液=1.47~3.34 : 1;所说的蒸去有机溶剂是，将双酚A型聚芳醚酮乳液倒入装有搅拌的装置中， 通入压縮空气，控制温度50'C 75r带出有机溶剂。
5、 按照权利要求4所述的双酚A型聚芳醚酮水基分散液的制备方法，其特征在于，所说的蒸去有机溶剂过程，是先在50 55'C恒温2 3小时后，再继续升 温至64 65'C，直到没有有机溶剂蒸出；再升温到66 75'C，恒温0.5 1小时， 停止加热，出料。
6、按照权利要求4或5所述的双酚A型聚芳醚酮水基分散液的制备方法， 其特征在于，在制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液过程中，在有机溶剂中加入 表面活性剂助剂，其用量按质量比例占有机溶剂的0.3~1.2%;所说的表面活性 剂助剂是聚乙烯吡咯垸酮或聚乙烯醇或聚乙二醇。
全文摘要
本发明的双酚A型聚芳醚酮水基分散液及其制备方法属于高分子水基涂料的技术领域。组分包括双酚A型聚芳醚酮、表面活性剂和水，表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。制备方法有制备双酚A型聚芳醚酮聚合物溶液、制备乳液、蒸去有机溶剂的过程。本发明的双酚A型聚芳醚酮类水基分散液可以在制备耐热涂料或涂料聚合物中使用，并可以和氟树脂组合，制备各种涂料，能够提高双酚A型聚芳醚酮涂料的使用温度以及耐溶剂性；本发明扩大了双酚A型聚芳醚酮聚合物工程材料的应用范围，适应环保的要求。
文档编号C08J3/07GK101302335SQ200810050880
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者井丽巍, 关绍巍, 刘佰军, 姜振华 申请人:吉林大学