本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及水基聚醚砜分散液的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚醚砜(PES)是琥珀色透明的非結(jié)晶性樹脂，具有耐熱性、阻燃性、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)良綜合性能，且耐應(yīng)力開裂性好，它在180℃時(shí)的耐蠕變性是熱塑性樹脂中最高的。聚醚砜樹脂結(jié)構(gòu)式為：聚醚砜分子鏈中有剛性的苯環(huán)和柔性的醚基，并且砜基與整個(gè)結(jié)構(gòu)單元形成了大共軛體系。由于具有這些特點(diǎn)，聚醚砜具有強(qiáng)度高、耐高溫、耐輻射、抗酸、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，并且具有生物相容性的優(yōu)良特點(diǎn)。水基聚醚砜分散液與聚四氟乙烯可配制成具有耐腐蝕、防輻射、絕緣性能好、阻燃、無毒、低磨擦、與金屬附著力最佳等特點(diǎn)的不粘涂料，可廣泛應(yīng)用于廚房用具、家用電器、輕工五金、工業(yè)模具、塑膠機(jī)械等行業(yè)。目前廣泛應(yīng)用的聚醚砜涂料采用的是有機(jī)溶劑做溶劑。上世紀(jì)60年代末以來，隨著各發(fā)達(dá)國家環(huán)保法規(guī)的確立和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的溶劑型涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放愈來愈受到限制。因此，開發(fā)低污染環(huán)保型的水性涂料己成為涂料開發(fā)的主要方向。而要開發(fā)水性聚醚砜涂料，首先要制備水基聚醚砜分散液。目前國內(nèi)制備水基聚醚砜分散液普遍采用的是將聚醚砜放入球磨機(jī)中長時(shí)間濕法研磨，該方法的主要不足在于：一是能耗高、生產(chǎn)周期長；二是聚醚砜顆粒粒徑大、分布寬且形狀不一；三是聚醚砜樹脂分子結(jié)構(gòu)受到機(jī)械力破壞，下游產(chǎn)業(yè)應(yīng)用時(shí)易出現(xiàn)黃變現(xiàn)象。國內(nèi)文獻(xiàn)《水基聚醚砜分散液與可再分散性聚醚砜微粉的制備》作者張守國,公開了一種溶媒揮發(fā)法制備水基聚醚砜分散液的方法。該方法將聚醚砜樹脂與表面活性劑溶解在三氯甲烷與甲醇的混合溶液中，制成聚醚砜有機(jī)溶劑的溶液，然后用膠體磨強(qiáng)制分散在含有表面活性劑的水溶液中，制備成含有有機(jī)溶劑的聚醚砜乳液，再將聚醚砜乳液進(jìn)行攪拌、冷凝回收制得聚醚砜分散液。該方法的不足在于兩點(diǎn)：一是聚醚砜分散液后期的應(yīng)用時(shí)的加工溫度會(huì)達(dá)到400℃，而表面活性劑在此溫度下往往已經(jīng)分解，導(dǎo)致應(yīng)用產(chǎn)品后期易出現(xiàn)較為明顯的黃變；二是生產(chǎn)過程中表面活性劑殘留于廢水中，難以回收處理，易導(dǎo)致環(huán)境污染。為了解決上述問題，急需一種新的水基醚砜分散液的制備方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水基聚醚砜分散液的制備方法。水基聚醚砜分散液的制備方法,按如下步驟制備，(1)將聚醚砜與有機(jī)溶劑按質(zhì)量比1:4～5混合，在50～70℃溫度下攪拌4～6小時(shí)，獲得聚醚砜懸浮液；(2)將聚醚砜懸浮液冷卻后，分散4～8min，按聚醚砜與沉析液質(zhì)量比為1:5～7加入沉析液，繼續(xù)分散20～30min，得到白色混合漿液；所述沉析液為有機(jī)溶劑與去離子水按質(zhì)量比1:2～3混合的液體；(3)蒸餾白色混合漿液，得到水基聚醚砜分散液；其中，步驟(1)和(2)中所述有機(jī)溶劑為氯仿或四氫呋喃，步驟(1)(2)所用有機(jī)溶劑為同一種。優(yōu)選的，步驟(1)中，聚醚砜與有機(jī)溶劑按質(zhì)量比1:5混合。優(yōu)選的，步驟(1)中，聚醚砜與有機(jī)溶劑混合后，在60℃溫度下攪拌。其中，步驟(2)中，分散的方式為剪切和研磨。優(yōu)選的，步驟(2)中，使用帶有剪切研磨功能的分散設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制分散，分散設(shè)備轉(zhuǎn)速不低于3000rpm，優(yōu)選分散設(shè)備轉(zhuǎn)速至少為4500rpm。優(yōu)選的，步驟(2)中，分散5min后加入沉析液。優(yōu)選的，步驟(2)中，沉析液為有機(jī)溶劑與去離子水按質(zhì)量比1:2混合的液體；優(yōu)選的，步驟(2)中，聚醚砜與沉析液質(zhì)量比為1:6。優(yōu)選的，步驟(3)中，蒸餾至65～70℃回收有機(jī)溶劑；優(yōu)選蒸餾至65～66℃回收有機(jī)溶劑。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種水基聚醚砜分散液，由上述的水基聚醚砜分散液的制備方法制得。本發(fā)明的有益效果：1、克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)濕法研磨能耗高、生產(chǎn)周期長的問題，同時(shí)還克服了傳統(tǒng)工藝中產(chǎn)品顆粒粒徑大、分布寬、后續(xù)應(yīng)用易黃變的問題。2、在樹脂溶脹的狀態(tài)下通過分散設(shè)備和沉析液的雙重作用快速形成粒徑小且均勻的水基聚醚砜分散液，解決傳統(tǒng)研磨方法中聚醚砜顆粒粒徑大的問題的同時(shí)未破壞聚醚砜樹脂的分子鏈結(jié)構(gòu)，保證了產(chǎn)品的應(yīng)用性能。3、采用本發(fā)明方法制備的水基聚醚砜分散液性能優(yōu)異、穩(wěn)定。4、本發(fā)明方法生產(chǎn)效率高、成本低。附圖說明圖1為實(shí)施例1制備的聚醚砜分散液顆粒電鏡照片。圖2為對(duì)比例1傳統(tǒng)濕法研磨獲得的聚醚砜分散液顆粒電鏡照片。具體實(shí)施方式本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水基聚醚砜分散液的制備方法。利用高分子在有機(jī)溶劑中的溶脹現(xiàn)象大幅降低高分子鏈間作用力，再通過加入復(fù)配的沉析液在高速分散設(shè)備中逐漸析出形成顆粒小且均勻的混合漿液，再將混合漿液蒸餾回收溶劑從而獲得水基聚醚砜分散液。水基聚醚砜分散液的制備方法,按如下步驟制備，(1)將聚醚砜與有機(jī)溶劑按質(zhì)量比1:4～5混合，在50～70℃溫度下攪拌4～6小時(shí)，獲得聚醚砜懸浮液；該步驟使聚醚砜溶脹在有機(jī)溶劑里，在此溫度下攪拌，可以使聚醚砜加速溶解；有機(jī)溶劑選用低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，可以在蒸餾時(shí)，不形成共沸物，易全部回收。(2)將聚醚砜懸浮液冷卻后，分散4～8min，按聚醚砜與沉析液質(zhì)量比為1:5～7加入沉析液，繼續(xù)分散20～30min，得到白色混合漿液；所述沉析液為有機(jī)溶劑與去離子水按質(zhì)量比1:2～3混合的液體；(3)蒸餾白色混合漿液，得到水基聚醚砜分散液；其中，步驟(1)和(2)中所述有機(jī)溶劑為氯仿或四氫呋喃。步驟(1)(2)所用有機(jī)溶劑為同一種。優(yōu)選的，步驟(1)中，聚醚砜與有機(jī)溶劑按質(zhì)量比1:5混合。優(yōu)選的，步驟(1)中，聚醚砜與有機(jī)溶劑混合后，在60℃溫度下攪拌。其中，步驟(2)中，分散的方式為剪切和研磨。優(yōu)選的，步驟(2)中，使用帶有剪切研磨功能的分散設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制分散，分散設(shè)備轉(zhuǎn)速不低于3000rpm，優(yōu)選分散設(shè)備轉(zhuǎn)速至少為4500rpm。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同等結(jié)構(gòu)設(shè)備中，轉(zhuǎn)速越高，設(shè)備的剪切力越強(qiáng)，物料被剪切循環(huán)的次數(shù)也越多，聚醚砜樹脂被強(qiáng)制分散的粒徑就越小，同時(shí)其粒徑分布也越小。優(yōu)選的，步驟(2)中，分散5min后加入沉析液。優(yōu)選的，步驟(2)中，沉析液為有機(jī)溶劑與去離子水按質(zhì)量比1:2混合的液體；優(yōu)選的，步驟(2)中，聚醚砜與沉析液質(zhì)量比為1:6。優(yōu)選的，步驟(3)中，蒸餾至65～70℃回收有機(jī)溶劑；優(yōu)選蒸餾至65～66℃回收有機(jī)溶劑。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種水基聚醚砜分散液，由上述的水基聚醚砜分散液的制備方法制得。由該方法制得的水基聚醚砜分散液不含表面活性劑，在后期使用過程中不易黃變。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1水基聚醚砜分散液的制備(本發(fā)明的方法)以100L的反應(yīng)釜為例，按以下質(zhì)量準(zhǔn)備原材料：聚醚砜樹脂(8Kg)、氯仿(40Kg)、沉析液(48Kg，其中氯仿占16Kg、去離子水占32Kg)。將上述配方組分分別準(zhǔn)確稱重，向帶有分水器、攪拌器和加熱裝置的100L反應(yīng)釜中加入聚醚砜樹脂(8Kg)和氯仿(40Kg)，開啟攪拌，反應(yīng)器加熱至60℃，攪拌4小時(shí)后獲得聚醚砜懸浮液。再將反應(yīng)釜溫度降至常溫，將聚醚砜懸浮液放入具有剪切研磨功能的膠體磨中強(qiáng)制分散，膠體磨的轉(zhuǎn)速4500rpm，強(qiáng)制分散5分鐘后開始加入復(fù)配好的沉析液，當(dāng)沉析液加完后繼續(xù)攪拌25分鐘，即可獲得完全沉析的白色混合漿液。將混合漿液放入蒸餾釜中，加熱至65℃蒸餾3小時(shí)后全部回收有機(jī)溶劑，即獲得固含量(固含量：即聚醚砜分散液中固體份的質(zhì)量分?jǐn)?shù))為20％的水基聚醚砜分散液，聚醚砜顆粒平均粒徑為1.2微米，粒徑分布范圍0.2～2微米，該聚醚砜分散液顆粒電鏡照片如圖1所示。實(shí)施例2水基聚醚砜分散液的制備(本發(fā)明的方法)以100L的反應(yīng)釜為例，按以下質(zhì)量準(zhǔn)備原材料：聚醚砜樹脂(8Kg)、氯仿(32Kg)、沉析液(40Kg，其中氯仿占10Kg、去離子水占30Kg)。將上述配方組分分別準(zhǔn)確稱重，向帶有分水器、攪拌器和加熱裝置的100L反應(yīng)釜中加入聚醚砜樹脂(8Kg)和氯仿(32Kg)，開啟攪拌，反應(yīng)器加熱至50℃，攪拌5小時(shí)后獲得聚醚砜懸浮液。再將反應(yīng)釜溫度降至常溫，將聚醚砜懸浮液放入具有剪切研磨功能的膠體磨中強(qiáng)制分散，膠體磨的轉(zhuǎn)速4500rpm，強(qiáng)制分散6分鐘后開始加入復(fù)配好的沉析液，當(dāng)沉析液加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，即可獲得完全沉析的白色混合漿液。將混合漿液放入蒸餾釜中，加熱至65℃蒸餾3小時(shí)后全部回收有機(jī)溶劑，即獲得固含量為21％的水基聚醚砜分散液，聚醚砜顆粒平均粒徑為1.5微米，粒徑分布0.2～2.5微米。實(shí)施例3水基聚醚砜分散液的制備(本發(fā)明的方法)以100L的反應(yīng)釜為例，按以下質(zhì)量準(zhǔn)備原材料：聚醚砜樹脂(8Kg)、四氫呋喃(40Kg)、沉析液(56Kg，其中四氫呋喃占18Kg、去離子水占38Kg)。將上述配方組分分別準(zhǔn)確稱重，向帶有分水器、攪拌器和加熱裝置的100L反應(yīng)釜中加入聚醚砜樹脂(8Kg)和四氫呋喃(40Kg)，開啟攪拌，反應(yīng)器加熱至70℃，攪拌6小時(shí)后獲得聚醚砜懸浮液。再將反應(yīng)釜溫度降至常溫，將聚醚砜懸浮液放入具有剪切研磨功能的膠體磨中強(qiáng)制分散，膠體磨的轉(zhuǎn)速4500rpm，強(qiáng)制分散5分鐘后開始加入復(fù)配好的沉析液，當(dāng)沉析液加完后繼續(xù)攪拌29分鐘，即可獲得完全沉析的白色混合漿液。將混合漿液放入蒸餾釜中，加熱至70℃蒸餾3小時(shí)后全部回收有機(jī)溶劑，即獲得固含量為17.4％水基聚醚砜分散液，聚醚砜顆粒平均粒徑為1.1微米，粒徑分布0.2～2微米。對(duì)比例1水基聚醚砜分散液的制備(傳統(tǒng)濕法研磨法)。將聚醚砜粉末與水一起利用水磨機(jī)進(jìn)行持續(xù)水磨超過48h，獲得聚醚砜分散液，該聚醚砜分散液顆粒電鏡照片如圖2所示，可以看出，該聚醚砜分散顆粒粒徑大、分布寬且形狀不一。實(shí)施例4穩(wěn)定性測(cè)試，測(cè)試所用的水基聚醚砜固含量為20％。將聚醚砜分散液量取100ML放入錐形瓶中，靜置1周時(shí)間，結(jié)果如下表所示。聚醚砜分散液放置時(shí)間(1周)黃變現(xiàn)象分層現(xiàn)象實(shí)施例1微量沉淀不黃變無分層實(shí)施例2微量沉淀不黃變無分層實(shí)施例3微量沉淀不黃變無分層對(duì)比例1大量沉淀黃變分層溶媒揮發(fā)法微量沉淀黃變無分層當(dāng)前第1頁1 2 3