[发明专利]水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯乙烯共聚物分散液的制备方法，具体地讲，本发明涉及一种水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液的制备方法。

背景技术

氯乙烯/异丁基乙烯基醚（VC/IBVE）共聚树脂，简称氯醚树脂，它是制造水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液的母体材料。氯醚树脂能溶于芳香烃、酯类和乙二醇醚类等许多涂料和油墨溶剂中。并能与醇酸树脂、丙烯酸树脂、干性油、焦油、沥青以及增塑剂混溶，是制作涂料、油墨和胶黏剂的高性能黏结树脂。氯醚树脂不含反应性双键，并因结合的氯原子十分稳定，用此制作的涂料柔韧性、耐热性、耐碱性、紫外光稳定性和抗粉化性等方面都显示一定的优越性，可替代氯化橡胶而用于海洋钻井平台、船舶、集装箱等大型设备的防腐。

氯醚树脂最初由德国一公司研制成功，其商品名为Laroflex MP，根据分子量或溶液黏度不同分为MP15、MP25、MP35、MP45和MP60等。国内不少同行企业对此也有很多研究，并先后申请了中国专利，中国专利号：ZL200410025656.5和ZL200710170582.8仅公开了一种乳液聚合制备氯醚树脂的技术，ZL02138359.6公开了一种悬浮聚合制备氯醚树脂的技术，这些技术仅涉及氯乙烯/异丁基乙基烯基醚两元共聚树脂。以及中国专利申请号：200910153382.0公开了一种含少量甲基丙烯酸环氧丙酯，中国专利号：ZL02138359.6公开了一种含有丙烯酸和马来酸酐的多元共聚树脂技术，这两种技术制得的氯醚树脂只能以溶解于有机溶剂的形式使用。

采用现有技术制备的氯醚树脂生产涂料、油墨和胶黏剂均是溶剂型，含有大量的挥发性有机化合物（Volatile Organic Compound，简称VOC），VOC对自然界产生光化学污染和臭氧层的破坏。在当前节能减排政策下，市场需求VOC含量极低甚至于为零的涂料、油墨和胶粘剂产品。黏结树脂水性化是制备“零VOC”涂料、油墨和胶黏剂的主要途径。目前，在聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂等各类涂料、油墨和胶黏剂生产中已得到应用。近期Progress in Organic Coatings，2010.67：60～65报道兰州大学Chen Fei等将氯醚树脂溶于丙二醇正丁基醚中，通过溶液接枝共聚进行甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的共接技，再通过有机胺中和及水相分散而得到丙烯酸酯改性的氯醚树脂水性分散液。该技术具有突破性，能够实现产业化。但是，该技术的缺点是自由基接枝共聚的接枝效率低，大部分丙烯酸（酯）以无规共聚物的形式与改性氯醚树脂共存。

发明内容

本发明主要针对现有技术的不足，提出一种以含羟基的丙烯酯单体和不饱和羧酸与氯乙烯、异丁基乙烯基醚无规共聚制得亲水性氯醚树脂，再通过中和、水相分散和脱除有机溶剂处理的水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚分散液的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液的制备方法，其改进之处在于：它以质量分数为60～75%的氯乙烯单体、质量分数为25～40%的异丁基乙烯基醚单体，以及相对氯乙烯和异丁基乙烯基醚总质量5～15%的甲基丙烯酸羟烷基酯单体、相对氯乙烯和异丁基乙烯醚总质量10～25%的不饱和羧酸单体为原料，在有机溶液、引发剂及有机胺类中和剂中按以下工艺过程制备而成：

（1）聚合反应

聚合反应在耐压反应器中进行；首先，定量内置有机溶液、引发剂和异丁基乙烯基醚，然后顺序作密闭反应器、试压及排氧操作，接着按定量分次或连续滴加氯乙烯、甲基丙烯酸羟烷基酯和不饱和羧酸单体，聚合反应在45℃～75℃之间，当所有单体加入完毕且聚合体系压降至0.05～0.10MPa时，结束聚合，自压回收以氯乙烯为主的未反应单体，得到亲水改性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物溶液。

（2）中和反应

在搅拌条件下，向聚合反应得到的亲水改性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物溶液中，加入与不饱和羧酸化学当量的有机胺类中和剂进行中和反应。

（3）分散脱除有机溶液

向中和后的共聚物溶液中加入相对其质量的0.5～2倍的去离子水高速搅拌分散，接着升温分散液至65℃～85℃作有机溶液脱除处理，最终得到目标产品水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液。

上述组分的甲基丙烯酸羟烷基酯单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种。

上述组分中的不饱和羧酸单体为丙烯酸或甲基丙烯酸和衣康酸中的一种。

上述组分中的有机溶液为四氢呋喃或丙酮、丁酮、醋酸乙酯和二氯乙烷中的一种，有机溶液的用量为所用单体总质量的1～3倍。