專利名稱：雙酚a型聚芳醚酮水基分散液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子水基涂料的技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及用于耐熱涂料或作為涂料
用雙酚A型聚芳醚酮水基分散液。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相近的現(xiàn)有技術(shù)是專利CN1663983,所公開的是水基聚芳醚砜類 分散液，即， 一類聚芳醚砜類聚合物分散在水溶液中的分散液。
背景技術(shù)：
的不足在于，上述聚芳醚砜類聚合物在低溫或紫外光照條件下不能 發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，這便使將聚芳醚砜水基分散液制備成涂層過程中的加工溫度高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，制備雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，可用于 環(huán)保性涂料；而且雙酚A型聚芳醚酮可在相對低溫或紫外燈照射下，可發(fā)生交 聯(lián)反應(yīng)，從而可提高雙酚A型聚芳醚酮涂料的使用溫度以及耐溶劑性。
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液是一類帶有異丙烯基的聚芳醚酮聚 合物分散在水溶液中的分散液。對雙酚A型聚芳醚酮薄膜進(jìn)行不同時間紫外光 照與不同時間的熱處理，通過測試聚芳醚酮處理前后的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可判斷 雙酚A型聚芳醚酮可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
雙酚A型聚芳醚酮是本發(fā)明的水基分散液的基本成份，雙酚A型聚芳醚酮 是具有重復(fù)單元的主鏈含有異丙烯基的聚芳醚酮，數(shù)均分子量大約在 15000~30000;其結(jié)構(gòu)如下<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，重復(fù)單元的數(shù)目n為41 80左右。
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，組分包括雙酚A型聚芳醚酮、表 面活性劑和水；按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，雙酚A型聚芳醚酮占水基分散液的10% 50%，表面活性劑占水基分散液的1% 5%，余量是水；所述的表面活性劑是十二垸基 苯磺酸鈉(DBS)或十二烷基磺酸鈉(K12)。
表面活性劑優(yōu)選十二烷基苯磺酸鈉(DBS);組分還可以包括有表面活性劑 助劑，所說的表面活性劑助劑可以是聚乙烯吡咯垸酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA) 或聚乙二醇(PEG)等。按質(zhì)量計，表面活性劑助劑占水基分散液的0.5-1.1%。
本發(fā)明通過乳化-溶媒揮發(fā)法制備雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，具體的技
術(shù)方案是
一種雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的制備方法，以雙酚A型聚芳醚酮聚合 物為主要原料，以三氯甲垸或二氯甲垸為有機(jī)溶劑，以十二烷基苯磺酸鈉(DBS) 或十二垸基磺酸鈉(K12)為表面活性劑；有制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液、 制備乳液、蒸去有機(jī)溶劑的過程；
所說的制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液過程是，將雙酚A型聚芳醚酮溶 于有機(jī)溶劑中，其中，雙酚八型聚芳醚酮聚合物占溶液質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為4~30%;
所說的制備乳液過程是，先將表面活性劑溶于水中，然后將表面活性劑水溶 液倒入分散器(比如膠體磨)中，表面活性劑在水溶液中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 1.18 10%;再將雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液倒入分散，制備成雙酚A型聚芳 醚酮乳液；其中，按質(zhì)量比雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液表面活性劑水溶液 =1.47~3.34 : 1;
所說的蒸去有機(jī)溶劑是，將雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有攪拌的裝置(水 浴)中，通入壓縮空氣，控制溫度5(TC 75'C帶出有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑可以用 通常的方法得到回收。
在雙酚A型聚芳醚酮聚合物的有機(jī)溶液中，優(yōu)選有機(jī)溶液中雙酚A型聚芳 醚酮聚合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4~30% (質(zhì)量比)。如果有機(jī)溶液中雙酚A型聚芳醚 酮聚合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)超過30%，由于粘度過大而容易結(jié)塊，不易分散。
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的制備，所用的有機(jī)溶劑是不溶于 水且沸點低于水的物質(zhì)，適用的有機(jī)溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷，優(yōu)選的是 三氯甲烷。
溶解在水中的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉(DBS)或十二烷基磺酸鈉 (K12)，優(yōu)選溶于水的表面活性劑為十二垸基苯磺酸鈉(DBS)。在制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液過程中，在有機(jī)溶劑中可以加入表面 活性劑助劑，其用量按質(zhì)量比例占有機(jī)溶劑的0.3~1.2%;所說的表面活性劑助 劑是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG),優(yōu)選的助 劑是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
在蒸去有機(jī)溶劑過程，有機(jī)溶劑的去除溫度范圍控制在5(TC 75'C范圍。可 以先在50 55'C恒溫2 3小時后，再繼續(xù)升溫至64 65'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸 出為止；再升溫到66~75 °C，恒溫0.5 1小時，停止加熱，出料。在去除有機(jī) 溶劑時，攪拌速度應(yīng)該緩慢。
所說的分散器，即制備雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的高速分散設(shè)備，可以 是膠體磨，沙磨機(jī)，勻質(zhì)機(jī)等。優(yōu)選用膠體磨。
通過SEM (或激光粒子分析儀)測量雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的粒子， 得到的粒徑S6nm。
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液可以在制備耐熱涂料或涂料聚合物 中使用，并可以和氟樹脂組合，制備各種涂料。例如，制備不粘鍋涂料，將雙酚 A型聚芳醚酮類水基分散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。能夠提高雙酚A型聚芳醚酮涂料的使用溫度以及耐溶劑性。
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮固體溶解于氯仿溶液中鋪膜，分別在低于涂料 最高加工溫度或在500w紫外燈照射下進(jìn)行不同時間處理，通過溶解性，DSC等 測試結(jié)果，可初步得出雙酚A型聚芳醚酮可在紫外燈光照條件下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)， 同時也對雙酚A型聚芳醚酮水基分散液粉末進(jìn)行相應(yīng)的熱處理或不同時間的紫 外光照，經(jīng)過加熱或不同時間的紫外光照處理之后的水基分散液粉末不再溶于常 用有機(jī)溶劑中。
雙酚A型聚芳醚酮水基分散液擴(kuò)大了雙酚A型聚芳醚酮聚合物工程材料的 應(yīng)用范圍，適應(yīng)環(huán)境保護(hù)和降低成本等要求的涂料組分使用。
具體實施方式
實施例1
將4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在240ml三氯甲垸中，然后將72g雙酚 A型聚芳醚酮溶于上述溶液中。
將8g十二垸基苯磺酸鈉溶于280ml去離子水中；將十二烷基苯磺酸鈉水溶液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入到膠體磨中，分散，制 得雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的1000毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55'C恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75'C，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
實施例2
將72g雙酚A型聚芳醚酮溶于240ml三氯甲垸中，制成雙酚A型聚芳醚酮 溶液。
將8g十二烷基苯磺酸鈉溶于280ml去離子水中。將十二垸基苯磺酸鈉水溶 液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入膠體磨中，分散，制得 雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的IOOO毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55t:恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65'C,直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75'C，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
實施例3
將0.6g聚乙烯吡咯垸酮(PVP)溶解在130ml三氯甲烷中，然后將11.4g雙 酚A型聚芳醚酮溶于上述溶液中。
將1.2g十二烷基苯磺酸鈉溶于100ml去離子水中；將十二烷基苯磺酸鈉水 溶液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入到膠體磨中，分散， 制得雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的IOOO毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55。C恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65。C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75'C，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。實施例4
將12g雙酚A型聚芳醚酮溶于160ml三氯甲烷中，制成雙酚A型聚芳醚酮 溶液。
將1.2g十二垸基苯磺酸鈉溶于100ml去離子水中。將十二烷基苯磺酸鈉水 溶液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入膠體磨中，分散，制 得雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的1000毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55'C恒溫2-3小時，再繼續(xù)升溫至64~65 'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75'C,恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
實施例5
將180g雙酚A型聚芳醚酮溶于280ml三氯甲烷中，制成雙酚A型聚芳醚酮 溶液。
將18g十二烷基苯磺酸鈉溶于162ml去離子水中。將十二烷基苯磺酸鈉水溶 液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入膠體磨中，分散，制得 雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的1000毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55"C恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75。C，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
實施例6
將16g雙酚A型聚芳醚酮溶于256ml三氯甲烷中，制成雙酚A型聚芳醚酮 溶液。
將4g十二烷基苯磺酸鈉溶于140ml去離子水中。將十二烷基苯磺酸鈉水溶 液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入膠體磨中，分散，制得 雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌裝置、冷凝裝置的1000毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55'C恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65 °C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75'C，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。 實施例7
將45g雙酚A型聚芳醚酮溶于220ml三氯甲烷中，制成雙酚A型聚芳醚酮 溶液。
將9g十二烷基苯磺酸鈉溶于246ml去離子水中。將十二烷基苯磺酸鈉水溶 液倒入膠體磨中，再將雙酚A型聚芳醚酮溶液緩慢加入膠體磨中，分散，制得 雙酚A型聚芳醚酮乳液。
將制備的含有有機(jī)溶劑的雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有通氣裝置、攪拌 裝置、冷凝裝置的IOOO毫升三口燒瓶中，將三口燒瓶在水浴鍋中加熱，溫度控 制在50 55t:恒溫2 3小時，再繼續(xù)升溫至64 65'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出為 止；再升溫到66 75X:，恒溫0.5 1小時，停止加熱、攪拌出料得到雙酚A型 聚芳醚酮水基分散液。
實施例8
用二氯甲垸替代實施例1~7中的三氯甲烷作為雙酚A型聚芳醚酮聚合物的 溶劑，所得產(chǎn)品的效果與實施例1 7基本相同。 實施例9
用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)替代實施例1、 3中的聚乙烯吡咯 烷酮(PVP)作表面活性劑，或者用十二垸基磺酸鈉(K12)替代實施例1~7中 的十二垸基苯磺酸鈉(DBS)作表面活性劑，所得產(chǎn)品的效果與實施例1~7基本 相同。
權(quán)利要求
1、一種雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于，組分包括雙酚A型聚芳醚酮、表面活性劑和水；按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，雙酚A型聚芳醚酮占水基分散液的10％～50％，表面活性劑占水基分散液的1％～5％，余量是水；所述的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉。
2、 按照權(quán)利要求1所述的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于，所 說的雙酚A型聚芳醚酮，是具有重復(fù)單元的主鏈含有異丙烯基的聚芳醚酮；其 結(jié)構(gòu)如下<formula>formula see original document page 2</formula>其中，重復(fù)單元的數(shù)目n為41 80。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液，其特征在于， 組分包括有表面活性劑助劑，所說的表面活性劑助劑是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯 醇或聚乙二醇；按質(zhì)量計，表面活性劑助劑占水基分散液的0.5~1.1%。
4、 一種權(quán)利要求l的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的制備方法，以雙酚A 型聚芳醚酮聚合物為主要原料，以三氯甲烷或二氯甲烷為有機(jī)溶劑，以十二垸基 苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉為表面活性劑；有制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶 液、制備乳液、蒸去有機(jī)溶劑的過程；所說的制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液過程是，將雙酚A型聚芳醚酮溶 于有機(jī)溶劑中，其中，雙酚A型聚芳醚酮聚合物占溶液質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為4 30。/。;所說的制備乳液過程是，先將表面活性劑溶于水中，然后將表面活性劑水溶 液倒入高速分散器中，表面活性劑在水溶液中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.18~10%;再將 雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液倒入分散，制備成雙酚A型聚芳醚酮乳液；其中， 按質(zhì)量比雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液表面活性劑水溶液=1.47~3.34 : 1;所說的蒸去有機(jī)溶劑是，將雙酚A型聚芳醚酮乳液倒入裝有攪拌的裝置中， 通入壓縮空氣，控制溫度50'C 75r帶出有機(jī)溶劑。
5、 按照權(quán)利要求4所述的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的制備方法，其特征在于，所說的蒸去有機(jī)溶劑過程，是先在50 55'C恒溫2 3小時后，再繼續(xù)升 溫至64 65'C，直到?jīng)]有有機(jī)溶劑蒸出；再升溫到66 75'C，恒溫0.5 1小時， 停止加熱，出料。
6、按照權(quán)利要求4或5所述的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液的制備方法， 其特征在于，在制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液過程中，在有機(jī)溶劑中加入 表面活性劑助劑，其用量按質(zhì)量比例占有機(jī)溶劑的0.3~1.2%;所說的表面活性 劑助劑是聚乙烯吡咯垸酮或聚乙烯醇或聚乙二醇。
全文摘要
本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮水基分散液及其制備方法屬于高分子水基涂料的技術(shù)領(lǐng)域。組分包括雙酚A型聚芳醚酮、表面活性劑和水，表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉。制備方法有制備雙酚A型聚芳醚酮聚合物溶液、制備乳液、蒸去有機(jī)溶劑的過程。本發(fā)明的雙酚A型聚芳醚酮類水基分散液可以在制備耐熱涂料或涂料聚合物中使用，并可以和氟樹脂組合，制備各種涂料，能夠提高雙酚A型聚芳醚酮涂料的使用溫度以及耐溶劑性；本發(fā)明擴(kuò)大了雙酚A型聚芳醚酮聚合物工程材料的應(yīng)用范圍，適應(yīng)環(huán)保的要求。
文檔編號C08J3/07GK101302335SQ200810050880
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者井麗巍, 關(guān)紹巍, 劉佰軍, 姜振華 申請人:吉林大學(xué)