聚烯烃塑料用乳液型附着力促进剂的制备方法技术

聚烯烃塑料用乳液型附着力促进剂的制备方法，通过将氯化聚烯烃、有机溶剂、乳化剂和水在适当的条件下分散、乳化而得到。在乳液制备过程中，少量有机溶剂的引入有助于氯化聚烯烃树脂的分散；乳液成膜时，有机溶剂对聚烯烃的溶胀作用又保证了涂层对底材的良好附着力。本发明专利技术所得乳液型聚烯烃附着力促进剂，相比于同类溶剂型产品，降低了有机溶剂用量，又具有可与之相媲美的附着性能。本发明专利技术产品制备工艺简单，价格低廉、施工性能优良且环境压力小，具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乳液型附着力促进剂的制备方法，特别涉及一种聚烯 烃塑料用乳液型附着力促进剂的制备方法。
技术介绍
聚烯烃可泛指乙烯、丙烯、l-丁烯、l-戊烯、l-辛烯等a-烯烃以及某些 环烯的均聚物或共聚物(本专利技术主要涉及聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的 共聚物)，它们具有价格低廉、易于加工成型、耐腐蚀等良好性能，被广泛 用作汽车、家电和建筑等行业的制品加工材料。为了制品的美观耐用，经 常需要对聚烯烃塑料进行涂装。而聚烯烃塑料表面能低、结晶度高，导致 其难溶、难润湿，与涂层间的附着力差。为改善聚烯烃的涂装性能，可对 其表面进行物理或化学处理，包括电晕处理、化学腐蚀以及低温等离子体 处理等。这些方法虽然有一定效果，但它们往往工艺复杂、实施成本高， 而且处理后需要立即涂装，难以得到推广。氯化聚烯烃具有和聚烯烃相似 的结构，易于润湿底材，能够提高涂层粘接性能，氯化聚烯烃作为聚烯烃 塑料用附着力促进剂而受到广泛关注。氯化聚烯烃能在一定程度上增强涂层与聚烯烃塑料的附着力，但是还 存在极性偏低、与面漆相容性差等缺点，不能完全满足聚烯烃涂装要求。 氯化聚烯烃用作聚烯烃底漆时，与面漆之间的层间附着力差；氯化聚烯烃 与聚烯烃涂料常用树脂(如，丙烯酸树脂等)的相容性差，复配时容易出现分 层，导致涂层中颜料分色等，影响制品外观。为此，人们将酸酐基团、羧基基团、羟基基团、丙烯酸基团等引入氯化聚烯烃中，以增强其极性，其 中以马来酸酐、丙烯酸酯类改性氯化聚烯烃为主。例如，经马来酸酐改性后，氯化聚丙烯(CPP)与醇酸树脂的相容性明显得到提高(涂料工业，2007， 37(7): 29 31);经丙烯酸酯类改性后的CPP对聚丙烯塑料也表现出优异的附 着性能(李敏锐，哈尔滨工业大学硕士学位论文，2006)，还可用于制备直接 喷涂的聚丙烯底漆(CN21083572.2 1992); Eastman 、 NIPPON PAPER CHEMICALS等公司推出的性能优良的聚烯烃附着力促进剂产品也同为改 性的氯化聚烯烃。目前普遍使用的聚烯烃附着力促进剂多为溶剂型，凭借成膜过程中有 机溶剂对底材的微溶胀，使涂层树脂分子链与底材分子发生缠绕，表现出 良好的附着力。溶剂型聚烯烃附着力促进剂的缺陷也很明显， 一定程度上 限制了其广泛应用。在涂装过程中，溶剂型产品挥发出大量的有机溶剂(施 工溶剂含量达90 95%)，造成资源浪费并污染环境。用溶剂型氯化聚烯烃 制备底面合一漆时，必须选择合适的单体和溶剂体系对其进行改性以赋予 涂料良好的稳定性；氯化聚烯烃经改性后还需要复杂的后处理，以除去副 产物(如聚马来酸酐、均聚或共聚的丙烯酸酯类等)，工艺复杂，成本较高。 开发一种经济环保、使用方便、性能优良的聚烯烃附着力促进剂将具有极 大的应用价值和市场潜力。随着各国环保法规的确立和人们环保意识的增强，涂料中挥发性有机 化合物(VOC)的排放越来越受到限制，水性化随即成为环保型聚烯烃涂料 的发展趋势。水性氯化聚烯烃除具有明显的环保优势外，还可有效避免溶 剂型产品在改性和后处理中遇到的诸多问题。制备水性氯化聚烯烃，可通过机械法，化学改性法和相反转法三种途 径来实施。其中，机械法工艺简单、成本低廉，但所得乳液中胶束尺寸较 大，乳液稳定性差，工业应用较少。例如，将CPP、乳化剂和水通过强力分散制成的CPP乳液(CN 101429366A)的稳定性并不理想。化学改性法是指在 氯化聚烯烃分子骨架中引入亲水基团，使其自乳化形成乳液体系。如将丙 烯酸树脂接枝到CPP上，用碱中和后并加水使其分散，再经减压蒸馏除去大 部分溶剂即得到自乳化的水性CPP (US 6225402, 2001;化工进展，2007, 26: 1449)。化学改性法制备水性附着力促进剂的最大优点是可以避免涂层中乳 化剂残留引起的诸多问题，但该方法要求严格控制改性单体的种类和用量 等，工艺灵活性受到限制，氯化聚烯烃自身优良的物理化学性质也不易保 留。相比之下，相反转法可以有效地将树脂乳化为分散相尺寸很小的水基 体系，而且不会影响树脂分子结构。通过相反转法制备水性聚烯烃附着力 促进剂已有初步的研究和产品开发。Lawniczak等以十二垸基硫酸钠(SDS) 和磺化蓖麻油作为乳化剂，对氯化聚烯烃的甲苯/二甲苯混合溶液进行乳化， 制得了氯化聚烯烃乳液(Journal of Coatings Technology, 1993(65): 21-26)。 Laura等借助非离子乳化剂壬基苯基聚氧乙烯醇、乙二醇和水将熔融态的氯 化聚烯烃进行分散得到氯化聚烯烃乳液(US 5227198, 1993)。 Eastman公司于 2004年也推出了一系列基于氯化聚烯烃的水性附着力促进剂(CP310W、 CP347W和CP349W等)，但这些产品往往价格昂贵，对它们的依赖也不利于 聚烯烃涂装行业长期稳定的发展。目前，通过相反转法制备氯化聚烯烃乳液仍存在一些问题。例如，乳 液中有机溶剂含量偏高，需乳化后再对乳液进行减压蒸馏以除去过多的有机溶剂，这一后处理过程也对乳液的稳定性提出了更高的要求，增加了乳 液制备难度。为增强涂膜的耐水性， 一般采用非离子乳化剂对氯化聚烯烃 进行乳化，在实施过程中需要高温高压，导致乳液制备条件苛刻，工艺不 易控制。可以说，关于聚烯烃涂料用水性附着力促进剂，特别是乳液型聚 烯烃附着力促进剂产品的开发，还存在着多种技术难点和工艺缺陷，需要 开发出新型的、更为完善的制备路线而予以攻克。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了一种成本低廉、 操作简便的。依照本专利技术的 制备方法得到的乳液型附着力促进剂，相比于同类溶剂型产品大大减少了 有机溶剂用量，而其对聚烯烃塑料的附着力仍可与溶剂型产品相媲美。此 外，本专利技术提出的制备方法还可避免现有的聚烯烃用水性附着力促进剂制 备工艺中存在的缺点，能够更为方便、有效地实现氯化聚烯烃的水性化。为达到上述目的，本专利技术采用的制备方法为1) 首先，按照质量份数在反应釜中加入5 15份的氯化聚烯烃、20~35 份的有机溶剂和1 5份的乳化剂，升温至60 8(TC,搅拌混合均匀得混合溶 液；2) 然后，在搅拌下向混合溶液中加入45 75份的蒸馏水，滴加完毕后 再搅拌并保温l~3h;3) 最后，将反应釜内物料冷却至室温，再向其中加入碱性物质，调节 乳液pH为8~9，即得到乳液型附着力促进剂。通过以上方法制得的乳液型附着力促进剂还可与其它聚烯烃涂料用水性树脂方便地进行共混而得到水性复配树脂，有利于产品性能调整，拓宽 其应用领域。本专利技术中使用的氯化聚烯烃可以是氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯化乙 烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性的氯化聚丙烯、丙烯酸树脂改性的氯化 氯丙烯、丙烯酸树脂-改性氯化聚烯烃复合树脂、氯化聚烯烃-改性氯化聚烯 烃复合树脂、丙烯酸树脂-氯化聚烯烃复合树脂中的一种或者几种；乳化剂 为所说的乳化剂为垸基磺酸盐、垸基硫酸盐、垸基苯磺酸盐、聚氧乙烯 烷基酚醚一种或几种。有机溶剂可以为甲苯、二甲苯、氯苯、醋酸丁酯中 的一种或几种。碱性物质可以为氨水、三乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、 乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-l-丙醇中的一种或几种。本专利技术的特点在于(l)本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚烯烃塑料用乳液型附着力促进剂的制备方法，其特征在于：　１）首先，按照质量份数在反应釜中加入５～１５份的氯化聚烯烃、２０～３５份的有机溶剂和１～５份的乳化剂，升温至６０～８０℃，搅拌混合均匀得混合溶液；　２）然后，在搅拌下向混合溶液中加 入４５～７５份的蒸馏水，滴加完毕后再搅拌并保温１～３ｈ；　３）最后，将反应釜内物料冷却至室温，再向其中加入碱性物质，调节乳液ｐＨ为８～９，即得到乳液型附着力促进剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：井新利，赵爱华，李瑜，朱一韦，顾一平，
申请(专利权)人：西安交通大学，杭州一韦涂料化学有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]