一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法与流程

本发明涉及精细化工，尤其涉及一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法。

背景技术：

1、氧化聚乙烯蜡(ope)是分子链上含有羟基和羧基的低聚合度聚乙烯，相对分子质量约为1000～4000。ope乳液形成的蜡膜具有光泽度高、硬度大、手感好和耐久性优良等特点；同时，高熔点的ope具有良好的热稳定性，对填料、颜料的分散性极佳，并与聚烯烃树脂等有良好的相容性，可以替代昂贵的动植物乳化蜡。此外，氧化聚乙烯蜡乳液还具有分散性好、不消光、耐磨性能佳等优点，尤其适用于水性体系中，可广泛应用于皮革、光油、油墨、地板、汽车上光、家具、造纸、纺织等领域。

2、目前，国内市场上的氧化聚乙烯蜡乳液以非离子型居多，专利cn112194799a公开了一种非离子型氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，将氧化聚乙烯蜡、乳化剂、水等一次性加入红外线高温染色机中，对密封装置进行升温搅拌的同时将水分4次加入，加完冷却得到氧化聚乙烯蜡乳液，该方法为低压法制备氧化聚乙烯蜡乳液，加水速率不固定，导致乳化成功率较低，并且所得的产品稳定性波动较大。

3、专利cn101289540b公开了一种非离子型氧化聚乙烯蜡微乳液的制备方法，它使用低密度的氧化聚乙烯蜡为原料，采用异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚与仲醇乙氧基化合物15-s-9复配，同时加上少量添加剂氢氧化钾、亚硫酸氢钠，在高温高压下，一步法将油相与水相乳化为氧化聚乙烯蜡微乳液。该方法通过一步法制备得到的蜡乳液存在因乳化不充分而导致的乳液粒径较粗以及粒径分布较宽的问题。

4、以上两个专利均采用一步乳化法制备氧化聚乙烯蜡乳液，但此法得到的氧化聚乙烯蜡乳液远不及两步法乳化的更充分，即先将油相加热熔融并混合混匀，再添加水相进行乳化剪切，但实际操作过程中，由于高密度氧化聚乙烯蜡熔点多高于125℃，熔融温度下，乳化加水时，水会瞬间气化，导致乳化过程无法进行，而如果乳化釜采用高压釜，加水乳化时，乳化反应釜内的压力达到水的饱和蒸气压，将水相加入油相时会存在因釜内正压而难以加水乳化的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、制备油相和水相：

5、s1-1、乳化工序开始前，装置中的阀门均保持关闭状态，将氧化聚乙烯蜡、非/阴离子型表面活性剂加入高压反应釜中，升温至135℃～150℃；

6、s1-2、待氧化聚乙烯蜡与非/阴离子型表面活性剂完全熔融之后，打开搅拌，设置转速40～60rpm，使氧化聚乙烯蜡与非/阴离子型表面活性剂充分混合均匀；

7、s1-3、将去离子水、中和剂与乳化助剂加入水相反应釜中，温度95℃～100℃，加热到设定温度并搅拌10～30min，搅拌转速20～40rpm；

8、s2、乳化：

9、s2-1、打开阀门ⅱ，使水相反应釜与高压反应釜连通保证压力一致，打开转子流量泵，设置流速为3.7l/min～5.8l/min；

10、s2-2、打开阀门ⅲ，使水相缓慢加入高压反应釜中，同时将高压反应釜中的搅拌转速调整至120～160rpm，直至水相加完，乳化结束，关闭阀门ⅲ，高压反应釜内转速和温度保持不变，保温15～45min；

11、s3、降温制得氧化聚乙烯蜡乳液：

12、s3-1、将搅拌机转速降至30～70rpm，向高压反应釜内壁的盘管中注入冷水，将釜内温度降至15～40℃；

13、s3-2、打开真空泵，并打开阀门ⅰ，3～5min后关闭真空泵并关闭阀门ⅰ，通过真空泵使高压反应釜内呈现负压状态，以便气泡逸出；

14、s3-3、打开阀门ⅳ，收集罐内经格栅过滤，得氧化聚乙烯蜡乳液。

15、优选的，水相反应釜的纵向排布位置高于高压反应釜，，依托二者高低势能差使加水乳化过程能顺利进行。

16、优选的，所述氧化聚乙烯蜡为高密度氧化聚乙烯均聚物a-c316a、a-c330和824fp中的任意一种，白色粒状物，滴熔点为125-138℃，酸值20-35mgkoh/g。

17、优选的，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚和仲醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

18、优选的，所述阴离子型表面活性剂为含氟阴离子表面活性剂fs-63和含氟阴离子表面活性剂fs-81中的一种或两种。

19、优选的，所述中和剂为三乙醇胺、氢氧化钾和氢氧化钠中的一种。

20、优选的，所述乳化助剂为异辛醇、氢氧化钾、乙二醇和丙三醇中的一种或几种。

21、优选的，原料的质量百分含量为氧化聚乙烯蜡25.0～30.5wt％、非/阴离子型表面活性剂3.5～4.5wt％、中和剂0.5～4.0wt％、乳化助剂0.4～0.5wt％、水55.0～65.0wt％。

22、优选的，所述转子流量泵的材质为sus304或sus316，可传送液体温度范围为-30℃～200℃，可精准定速定量。

23、优选的，所述高压反应釜内的盘管材质为不锈钢，用于注入冷水快速降温。

24、本发明的有益效果是：

25、1、通过将水相反应釜与高压反应釜连通以及两釜纵向放置的高低势能差，使水相能克服釜内正压顺利加入高压反应釜内进行乳化，因此氧化聚乙烯蜡能乳化的更充分，得到的乳液粒径分布更窄，最大粒径更细，可达纳米级。

26、2、转子流量泵的使用可精准控制水相添加速率，制备出的氧化聚乙烯蜡乳液的粒径稳定，且达到纳米级。

技术特征：

1.一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，水相反应釜的纵向排布位置高于高压反应釜。

3.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述氧化聚乙烯蜡为高密度氧化聚乙烯均聚物a-c316a、a-c330和824fp中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚和仲醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂为含氟阴离子表面活性剂fs-63和含氟阴离子表面活性剂fs-81中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述中和剂为三乙醇胺、氢氧化钾和氢氧化钠中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化助剂为异辛醇、氢氧化钾、乙二醇和丙三醇中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，原料的质量百分含量为氧化聚乙烯蜡25.0～30.5wt％、非/阴离子型表面活性剂3.5～4.5wt％、中和剂0.5～4.0wt％、乳化助剂0.4～0.5wt％、水55.0～65.0wt％。

9.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述转子流量泵的材质为sus304或sus316，可传送液体温度范围为-30℃～200℃。

10.根据权利要求1所述的一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法，其特征在于，所述高压反应釜内的盘管材质为不锈钢。

技术总结
本发明涉及精细化工技术领域，尤其涉及一种新型高密度氧化聚乙烯蜡乳液的制备方法,包括以下步骤：S1、制备油相和水相：S1‑1、装置中的阀门均保持关闭状态，将氧化聚乙烯蜡、非/阴离子型表面活性剂加入高压反应釜中；S1‑2、待油相完全熔融，搅拌；S1‑3、将去离子水、中和剂与乳化助剂加入水相反应釜中，加热搅拌；S2、乳化；S3、降温制得氧化聚乙烯蜡乳液。通过将水相反应釜与高压反应釜连通以及两釜纵向放置的高低势能差，使水相能克服釜内正压顺利加入高压反应釜内进行乳化，因此氧化聚乙烯蜡能乳化的更充分，得到的乳液粒径分布更窄，最大粒径更细，可达纳米级。

技术研发人员：张梅,王允,张朝广
受保护的技术使用者：江苏天问新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15