專利名稱：：一種水分散聚芳醚砜類乳液的配方及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于高分子聚合物的
技術領域：
，特別涉及用于耐熱涂料或涂料聚合物的水分散聚芳醚砜類乳液的配方及生產(chǎn)工藝。
背景技術：
：聚醚砜具有良好的耐熱性、耐水性、耐腐蝕性、著色性、無毒性等特性，為一種優(yōu)良的特種工程速率，可用于不沾涂料的底涂層。但是目前在國內(nèi)的聚醚砜不沾涂料都是溶劑型的為主，完全采用有機溶劑作為稀釋溶劑，為解決環(huán)保問題，迫切需要發(fā)展水性聚醚砜不沾涂料系統(tǒng)。已經(jīng)有許多工作開始了水基聚醚砜乳液的制備研究。與本發(fā)明相近的現(xiàn)有技術是CN200510016655.9，所公開的是水基聚芳醚砜類分散液通過相反轉(zhuǎn)溶媒揮發(fā)的方法來制得，聚芳醚砜粒徑在0.110微米間。此技術制備得到的聚醚砜水分散液產(chǎn)品沒有任何有機溶劑，但是不足的是，其制備過程中使用氯仿等有機溶劑，生產(chǎn)工藝復雜且不利于環(huán)境保護。在CN200810006647.X專利中，利用聚醚砜超細微粉、色漿、超純水和醇酮醚有機溶劑，配制成聚醚砜水溶性涂料，該涂料價格便宜，不僅能單獨涂膜為成品，亦可作為雙層氟樹脂不沾涂料的底層。其不足之處在于，其產(chǎn)品中使用了部分有機溶劑作溶劑。綜上所述，本領域迫切需要一種制備簡便，制備過程中不使用有機溶劑，產(chǎn)品中也不含有有機溶劑的水分散聚醚砜乳液，復合環(huán)保要求，達到人體無害的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是，所制備的水分散聚芳醚砜類乳液是不含有有機溶劑的，制備過程中也不使用有機溶劑，且制備工藝簡單。制備出的環(huán)保型水分散聚芳醚砜類乳液，適合于做涂料使用。為達上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。一種水分散聚芳醚砜類乳液，其組分包括，(1):2050wt%的聚芳醚砜類微粉，(2):1IOwt%的分散劑，(3):15襯％的增稠穩(wěn)定劑，(4):4070wt%的蒸餾水，和(5)0.55襯％的磺化聚芳醚。在本發(fā)明的具體實施方式中，所述組分(1)聚芳醚砜類微粉選自粉末狀聚芳醚砜類化合物；所述的聚芳醚砜類微粉的平均粒徑范圍為0.5100μm，優(yōu)選地，聚芳醚砜類微粉的平均粒徑范圍為120μm。所述聚芳醚砜類化合物是一類亞苯基環(huán)通過醚鍵和砜基連接而成的聚合物。在本發(fā)明的具體實施方式中，所述組分(2)分散劑可以列舉出，聚山梨醇酯類、二辛基琥珀酸磺酸鹽類、脂肪酸甘油酯類、聚氧乙烯脂肪醇酯類、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物類、月桂基硫酸三乙醇胺類、陽離子咪唑啉類、烷基三甲基氯化銨類、脂肪醇類、脂肪醚類、脂肪酸類、氫化蓖麻油類、硫酸化蓖麻油類、聚丙烯酰胺類、聚乙烯醇類、聚乙二醇類、檸檬酸類、烷基丙烯酸酯交聯(lián)共聚物類、脂肪醇硫酸鹽類、脂肪醇聚氧乙烯醚單酯鹽類、烷基硫酸鹽類、烷基羧酸鹽類、脂肪醇醚羧酸鹽類、烷基苯羧酸鹽類、烷基磷酸酯鹽類、烷基磺酸鹽類、烷基苯磺酸鹽類、脂肪醇聚氧乙烯醚類、脂肪酸烷醇酰胺類、硬脂酸甘油酯類、聚氧丙烯丁基醚類、聚氧乙烯脂肪醇醚類、聚氧乙烯烷基酚醚類、聚乙烯基吡咯烷酮類、聚氧丙烯酸類、氯(溴)化烷基吡啶類等。它們可以單獨使用一種，或組合使用2-5種。其中，優(yōu)選使用聚山梨醇酯類、烷基磺酸鹽類、聚乙二醇類或聚乙烯醇類。在本發(fā)明的具體實施方式中，所述組分(3)增稠穩(wěn)定劑，可以列舉出，淀粉衍生物類、干酪素類、聚丙烯酸類、聚氧化乙烯類、聚乙烯吡咯烷酮類、聚乙烯醇類、聚乙二醇類、低分子聚乙烯蠟類、聚丙烯酰胺類、聚氨基甲酸酯類、纖維素醚及其衍生物類(包括聚陰離子纖維素、羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素等)、聚氨酯類等。它們可以單獨使用一種，或組合使用25種。其中，優(yōu)選使用聚丙烯酰胺類、纖維素醚及其衍生物類或聚丙烯酸類。在本發(fā)明的具體實施方式中，所述組分(5)磺化聚芳醚，可以是磺化聚芳醚酮(SPAEK)類化合物或/和磺化聚芳醚砜(SPAES)類化合物，其中的磺化聚芳醚酮(SPAEK)類化合物可以列舉出磺化聚醚醚酮(SPEEK)、磺化聚醚酮(SPEK)、磺化聚醚酮酮(SPEKK)、磺化酚酞型聚醚酮(SPEK-C)、磺化聚醚醚醚酮(SPEEEK)及磺化聚醚酮醚酮酮(SPEKEKK)等；磺化聚芳醚砜(SPAES)類化合物可以列舉出磺化聚醚砜(SPES)，磺化聚醚醚砜(SPEES)、磺化聚亞苯基砜(SPPSU)、磺化聚砜(SPSU)、磺化酚酞型聚醚砜(SPES-C)等。它們可以單獨使用一種，或組合使用25種。所述磺化聚芳醚的聚合物分子量沒有具體限制，所述磺化聚芳醚的磺酸基含量沒有具體限制。本發(fā)明的水分散聚芳醚砜類乳液，包括如下生產(chǎn)工藝將聚芳醚砜微粉、分散劑、去離子水、磺化聚芳醚按比例放入容器內(nèi)，用分散機在10003000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下分散1020分鐘后，經(jīng)100400目過蹄，再調(diào)入增稠穩(wěn)定劑，在50100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌約3060分鐘，即可得到水分散聚芳醚砜類乳液。水分散聚芳醚砜類乳液制備的分散設備可以使用各種高速粉碎、分散設備，包括膠體磨、砂磨機、勻質(zhì)機等。優(yōu)選用膠體磨分散。水基聚芳醚砜類乳液中懸浮物質(zhì)的粒徑依使用的聚芳醚砜類微粉粒子的大小而定。同等制備條件下，使用的聚芳醚砜類微粉粒子尺寸越小，則乳液穩(wěn)定性越好。使用400目聚芳醚砜類微粉制備的乳液于常溫放置3個月未見沉降分層，不影響使用。這種水分散聚芳醚砜類乳液可以制作耐熱涂料或涂料聚合物用，例如，金屬類化學反應器或儲罐的保護涂層；并可以和氟樹脂組合，制備各種涂料，例如，制備不粘鍋涂料，將水分散聚芳醚砜類乳液與聚四氟乙烯乳液及其它的添加劑混合，就可以制備不粘鍋涂料。水分散聚芳醚砜類分散液擴大了聚芳醚砜類聚合物工程材料的應用范圍，避免了溶劑型聚芳醚砜類乳液對環(huán)境的污染，且由于制備過程中不使用有機溶劑，最終產(chǎn)品也不4含有機溶劑，適應環(huán)保的要求。即，本發(fā)明的主要優(yōu)點如下1、采用了完全不使用有機溶劑的生產(chǎn)工藝制備水分散聚芳醚砜類乳液。2、乳液具有很好的穩(wěn)定性及很高的生產(chǎn)效率，可于室溫放置3個月未見沉降分層，也不影響使用。3、該水分散聚芳醚砜類乳液可單獨成膜為成品，亦可與聚四氟乙烯乳液乳液復配制備成耐高溫防腐蝕涂料。本發(fā)明中的分散劑、增稠穩(wěn)定劑、聚芳醚砜類微粉以及磺化聚芳醚可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學轉(zhuǎn)化方式合成。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進行。所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可用于本發(fā)明方法中。實施例1所述水分散聚芳醚砜類乳液配方如表1。表1基本涂料配方1~IS重量百分比(％)聚芳醚砜類微粉30聚乙烯醇類(分散劑)10聚丙烯酰胺(增稠穩(wěn)定劑)Γο去離子水585SPEK(磺化聚芳醚)05"^TF100該水分散聚芳醚砜類乳液，包括如下生產(chǎn)工藝將聚芳醚砜微粉、分散劑、去離子水、磺化聚芳醚按比例放入容器內(nèi)，用高速分散機(10003000轉(zhuǎn)/分)分散1020分鐘后，經(jīng)100400目過篩，再調(diào)入增稠穩(wěn)定劑，低速(50100轉(zhuǎn)/分)攪拌約3060分鐘，即可得到水分散聚芳醚砜類乳液。本發(fā)明是使用80目的金剛砂，以輕噴砂的方式對待噴涂基材做粗糙化處理。接著添加水作為本涂料的稀釋劑，調(diào)整到適當?shù)膰娡空扯?，再噴涂到基材，先?50180°C的烘箱，預熱310分鐘后，再放到380400°C的烘箱，烘烤1015min，冷卻以后，再進行各項物性測試。物性測試數(shù)據(jù)請見實施例6。實施例2本是實施例的制備方法和施涂方法與實施例1相同，不同之處在于配方如下表2。表2基本涂料配方2原料重量百分比(％)聚芳醚砜類微粉50十二烷基苯磺酸鈉(分散劑)2.0聚丙烯酸類(增稠穩(wěn)定劑)3.0去離子水40SPES(磺化聚芳醚)5.0共計100物性測試數(shù)據(jù)請見實施例6。實施例3本是實施例的制備方法和施涂方法與實施例1相同，不同之處在于配方如下表3。表3基本涂料配方3原料重量百分比(%)聚芳醚砜類微粉20聚乙二醇類(分散劑)4.0羥甲基纖維素(增稠穩(wěn)定劑)5.0去離子水70S-PPSU(磺化聚芳醚)1.0共計100物性測試數(shù)據(jù)請見實施例6。實施例4本是實施例的制備方法和施涂方法與實施例1相同，不同之處在于配方如下表4。表4基本涂料配方46<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>物性測試數(shù)據(jù)請見實施例6。實施例5在實施例14中，使用的分散劑可以替換為
發(fā)明內(nèi)容中所述分散劑的1種或25種配合使用；使用的磺化聚芳醚可以替換為
發(fā)明內(nèi)容中所述分散劑的1中或25種配合使用；使用的增稠穩(wěn)定劑可以替換為
發(fā)明內(nèi)容中所述分散劑的1中或25種配合使用。本實施例的水分散聚芳醚砜類乳液，物性測試數(shù)據(jù)基本相同，請見實施例6。實施例6本發(fā)明制備的涂層適用的基材一般是鋁、鋁合金、鐵板或鋼板等，基材要先經(jīng)過除油除銹處理以確保表面無油脂、灰塵及污染物，并給與基材適當?shù)拇植诨幚恚栽黾痈街Α１景l(fā)明是使用80目的金剛砂，以輕噴砂的方式來做粗糙化處理。接著可以添加適量的水作為本涂料的稀釋劑，調(diào)整到適當?shù)膰娡空扯?，再噴涂到基材，先?50180°C的烘箱，預熱310分鐘后，再放到380400°C的烘箱，烘烤1015分鐘，冷卻以后，再進行各項的物性測試，如涂膜厚度，涂膜硬度，畫格附著力，采用國家標準測試方法，如下表5所示。表5國家標準測試方法<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>耐酸性測試、耐堿性測試、耐鹽性測試及耐熱水性測試，其測試方法，如下所述。耐酸性測試將涂膜用松香與石蠟11的重量比配置的混合物封邊，置入IOwt%的稀鹽酸水溶液中，室溫浸泡24小時，取出，用水洗凈，再放置1天，看皮膜是否有掉漆或者起泡若無以上現(xiàn)象，表示通過測試。耐堿性測試將涂膜用松香與石蠟11的重量比配置的混合物封邊，置入IOwt%的稀氫氧化鈉水溶液中，室溫浸泡24小時，取出，用水洗凈，再放置1天，看皮膜是否有掉漆或者起泡若無以上現(xiàn)象，表示通過測試。耐鹽性測試將涂膜用松香與石蠟11的重量比配置的混合物封邊，置入IOwt%的稀氯化鈉水溶液中，室溫浸泡24小時，取出，用水洗凈，再放置1天，看皮膜是否有掉漆或者起泡若無以上現(xiàn)象，表示通過測試。耐熱水性測試將涂膜置入水中，煮沸30分鐘，取出，用水洗凈，再放置1天，看皮膜是否有掉漆或者起泡若無以上現(xiàn)象，表示通過測試。由以上測試方法的測試結(jié)果，如表6所示，顯示本發(fā)明的水分散聚芳醚砜類乳液制備的水性聚醚砜涂料，具有良好的耐酸堿性、耐熱水性等物性，與一般的油性聚醚砜涂料物性相當，與一般的水性聚醚砜涂料物性相當。表6測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講述內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。權(quán)利要求一種水分散聚芳醚砜類乳液，其特征在于，組分及其質(zhì)量百分含量包括，20～50％的聚芳醚砜類微粉，1～10％的分散劑，1～5％的增稠穩(wěn)定劑，40～70％的蒸餾水，和0.5～5％的磺化聚芳醚。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水分散聚芳醚砜類乳液，其特征在于，所述的聚芳醚砜類微粉，選自粉末狀聚芳醚砜類化合物；粉末狀聚芳醚砜類化合物的平均粒徑范圍為1100iim。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水分散聚芳醚砜類乳液，其特征在于，所述的磺化聚芳醚，是磺化聚芳醚酮類化合物或/和磺化聚芳醚砜類化合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水分散聚芳醚砜類乳液，其特征在于，所述的分散劑，是聚山梨醇酯類、烷基磺酸鹽類、聚乙二醇類或聚乙烯醇類。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水分散聚芳醚砜類乳液，其特征在于，所述的增稠穩(wěn)定劑，是聚丙烯酰胺類、纖維素醚及其衍生物類或聚丙烯酸類。6.一種權(quán)利要求1的水分散聚芳醚砜類乳液的制備方法，有如下步驟將聚芳醚砜微粉、分散劑、去離子水、磺化聚芳醚按比例放入容器內(nèi)，用分散機在10003000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下分散1020分鐘后，經(jīng)100400目過篩，再調(diào)入增稠穩(wěn)定劑，在50100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌3060分鐘，得到水分散聚芳醚砜類乳液。7.—種權(quán)利要求1的水分散聚芳醚砜類乳液的用途，在制作耐熱涂料或涂料聚合物中使用，或與聚四氟乙烯乳液組合制備不沾涂料。全文摘要本發(fā)明的一種水分散聚芳醚砜類乳液的配方及生產(chǎn)工藝屬于高分子聚合物的
技術領域：
。其組分包括，20～50wt％的聚芳醚砜類微粉，1～10wt％的分散劑，1～5wt％的增稠穩(wěn)定劑，40～70wt％的蒸餾水和0.5～5wt％的磺化聚芳醚。生產(chǎn)工藝是將聚芳醚砜微粉、分散劑、去離子水、磺化聚芳醚按比例放入容器內(nèi)，高速分散10～20分鐘后過篩，再調(diào)入增稠穩(wěn)定劑，低速攪拌30～60分鐘。本發(fā)明的乳液不含有機溶劑，制備不使用有機溶劑，適應環(huán)境保護的要求；具有很好的穩(wěn)定性；制備方法簡單，生產(chǎn)效率高；可在制作耐熱涂料、不沾涂料或涂料聚合物中使用。文檔編號C08L81/06GK101831177SQ20101016272公開日2010年9月15日申請日期2010年5月5日優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日發(fā)明者代中明,關紹巍,姜振華,曾智,祝世洋申請人:吉林大學