低剪切乳化用高分子乳化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工合成技術領域，具體涉及一種低剪切乳化用高分子乳化劑及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 乳化劑的性能對乳化炸藥的質量、爆炸性能以及儲存性能等性能都有重要影響。 因此，乳化劑的性能，越來越受到乳化炸藥行業的重視。
[0003] 乳化炸藥用聚烯烴類乳化劑起源于潤滑油添加劑中的聚異丁烯丁二酰亞胺類無 灰分散劑，后續研發的各種聚烯烴類乳化劑大都是以此為基礎的。而聚異丁烯丁二酰亞胺 類乳化劑的優點是由其制備的乳化炸藥相對較為穩定，儲存時間相對較長；但是其乳化性 能相對較差，較難起乳化作用，此外其生產原料價格相對較高。
[0004] 國內所用的很多高分子乳化劑都依靠從國外進口，價格昂貴；國內鮮有幾家化工 企業生產高分子乳化劑，并且由于對炸藥不是很了解，導致國內化工企業生產的高分子乳 化劑和炸藥企業的需求不是很匹配，因此發展高分子乳化劑對于民爆企業來說尤為重要。
[0005] US20060223945A1、CN1158833A中公開了一種以甘油為酯化試劑的聚異丁烯丁二 酸酯類乳化劑。US6527885、US4919179、CN1415588A中公開了一種以醇胺化合物為衍生化 試劑的聚異丁烯丁二酸酐類乳化劑。隨著乳膠基質低剪切乳化工藝的發展，乳化炸藥用乳 化劑的要求越來越嚴格，目前的乳化劑低剪切起乳能力和儲存穩定性能不能滿足要求。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種低剪切起乳能力、反復栗送性能和儲存性能優越，適于 低剪切乳化或混合乳化工藝的乳化炸藥用高分子乳化劑及其制備方法。
[0007] 本發明的技術方案如下：
[0008] -種低剪切乳化用高分子乳化劑，由聚烯烴、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼 和稀釋油制得；所述聚烯烴、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼的摩爾比為為1. 0:1. 0~ 2. 5:0. 8~1. 6:0. 25~0. 75,所述稀釋油的質量為聚烯烴質量的0. 5~2. 0倍。
[0009] 作為優選地，所述聚烯烴選自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、聚戊烯、聚苯乙 烯、乙烯-丙烯共聚物或者丙烯-異丁烯共聚物中的一種。
[0010] 作為優選地，所述聚烯烴分子量為500~3000,端烯含量大于85%。
[0011] 作為優選地，所述二羧酸或酸酐選自順丁烯二酸、反丁烯二酸、戊烯二酸、馬來酸 酐中的一種或多種混合物。
[0012] 作為優選地，所述所述聚氧乙烯烷基醚中的氧乙烯基的數目為5~20,烷基的碳 原子數為12~18。
[0013] 作為優選地，所述稀釋油為60N基礎油、150N基礎油、220N基礎油、32#基礎油或甲 苯。
[0014] 一種前述低剪切乳化用高分子乳化劑的制備方法，為聚烯烴先與二羧酸或酸酐進 行烴化反應，然后與聚氧乙烯烷基醚進行酯化反應，最后通過肼進行交聯反應得到；具體制 備過程包括如下步驟：
[0015] (1)將聚烯烴投入反應釜中，加熱至70~80°C，于氮氣保護條件下加入二羧酸或 酸酐，保溫攪拌1~2h，升溫至180~240°C，反應3~7h，過濾得到聚烯烴羧酸或聚烯烴羧 酸酐；
[0016] (2)將步驟（1)合成的聚烯烴羧酸或聚烯烴羧酸酐反投回反應釜中，于氮氣保護 條件下加入稀釋油和聚氧乙烯烷基醚，邊攪拌邊加熱，升溫至110~160°C，反應4~6h，得 酯化產物；
[0017] (3)將步驟（2)合成的酯化產物冷卻至65~90°C，于氮氣保護條件下加入肼，保 溫攪拌1~6h，得到本發明的高分子乳化劑。
[0018] 本發明的有益效果是：本高分子乳化劑由于肼的交聯作用，具有良好的乳化性能 和乳化穩定性能，表現出比其他乳化劑更優越的低剪切起乳能力，更適于低剪切乳化或混 合乳化工藝制備乳膠基質，所制備的乳膠基質在遠程配送過程中表現出更優越的抗顛簸性 能、反復栗送性能和儲存穩定性能。本發明工藝簡單、環保、原料來源廣、生產成本低。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明作進一步說明，但并不因此而限制本發明。
[0020] 下述實施例中的實驗方法，如無特別說明，均為常規方法。
[0021] 實施例1制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0022] 按照如下步驟操作：
[0023] (1)將聚異丁烯投入反應釜中，加熱至70°C，于氮氣保護條件下加入馬來酸酐和 催化量的催化劑過氧苯甲酰叔丁酯，保溫攪拌2h，升溫至180°C，反應7h，過濾得到聚異丁 烯丁二酸酐；
[0024] (2)將步驟（1)合成的聚異丁烯丁二酸酐反投回反應釜中，于氮氣保護條件下加 入60N基礎油和聚氧乙烯十六烷基（5)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至110°C，反應6h，得酯化產 物；
[0025] (3)將步驟⑵合成的酯化產物冷卻至65°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯 氨），保溫攪拌6h，得到本發明的高分子乳化劑，密度為0. 900g/mL，酸值為10. 9mgK0H/g，粘 度為 157. 69mm2/s，產率為 96%。
[0026] 以上步驟中，各化學物的配比為：聚異丁烯、馬來酸酐、聚氧乙烯十六烷基（5)醚、 肼的摩爾比為1. 0:1. 〇:〇. 8:0. 25,60N基礎油的質量為聚異丁烯質量的0. 5倍。
[0027] 實施例2制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0028] 按照如下步驟操作：
[0029] (1)將聚丙烯投入反應釜中，加熱至80°C，于氮氣保護條件下加入戊烯二酸，保溫 攪拌lh，升溫至240°C，反應3h，過濾得到聚丙烯戊二酸；
[0030] (2)將步驟（1)合成的聚丙烯戊二酸反投回反應釜中，于氮氣保護條件下加入 150N基礎油和聚氧乙烯十二烷基（7)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至160°C，反應4h，得酯化產 物；
[0031] (3)將步驟（2)合成的酯化產物冷卻至90°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯 氨），保溫攪拌lh，得到本發明的高分子乳化劑，密度為0. 936g/mL，酸值為15. 9mgK0H/g，粘 度為 250. 17mm2/s，產率為 95%。
[0032] 以上步驟中，各化學物的配比為聚丙烯、戊烯二酸、聚氧乙烯十二烷基（7)醚、肼 的摩爾比為1. 0:2. 5:1. 6:0. 75,150N基礎油的質量為聚丙烯質量的2. 0倍。
[0033] 實施例3制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0034] 按照如下步驟操作：
[0035] (1)將丙烯-異丁烯共聚物投入反應釜中，加熱至75°C，于氮氣保護條件下加入順 丁烯二酸，保溫攪拌I. 5h，升溫至220°C，反應5h，過濾得到聚烯烴丁二酸；
[0036] (2)將步驟（1)合成的聚烯烴丁二酸反投回反應釜中，于氮氣保護條件下加入 220N基礎油和聚氧乙烯十八烷基（7)醚，邊攪拌邊加熱，升溫至150°C，反應5h，得酯化產 物；
[0037] (3)將步驟（2)合成的酯化產物冷卻至75°C，于氮氣保護條件下加入肼（即聯 氨），保溫攪拌5h，得到本發明的高分子乳化劑，密度為0. 874g/mL，酸值為9. 2mgK0H/g，粘 度為 129. 37mm2/s，產率為 96%。
[0038] 以上步驟中，各化學物的配比為丙烯-異丁烯共聚物、順丁烯二酸、聚氧乙烯十八 烷基（7)醚、肼的摩爾比為1.0:1. 5:1. 1:0. 4,220N基礎油的質量與丙烯-異丁烯共聚物的 質量相同。
[0039] 實施例4制備低剪切乳化用高分子乳化劑
[0040] 按照如下步驟操作：
[0041] (1)將聚乙烯投入反應釜中，加熱至75°C，于氮氣保護條件下加入反丁烯二酸，保 溫攪拌I. 5h，升溫至20