低剪切乳化用高分子乳化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工合成技术领域，具体涉及一种低剪切乳化用高分子乳化剂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 乳化剂的性能对乳化炸药的质量、爆炸性能以及储存性能等性能都有重要影响。 因此，乳化剂的性能，越来越受到乳化炸药行业的重视。
[0003] 乳化炸药用聚烯烃类乳化剂起源于润滑油添加剂中的聚异丁烯丁二酰亚胺类无 灰分散剂，后续研发的各种聚烯烃类乳化剂大都是以此为基础的。而聚异丁烯丁二酰亚胺 类乳化剂的优点是由其制备的乳化炸药相对较为稳定，储存时间相对较长；但是其乳化性 能相对较差，较难起乳化作用，此外其生产原料价格相对较高。
[0004] 国内所用的很多高分子乳化剂都依靠从国外进口，价格昂贵；国内鲜有几家化工 企业生产高分子乳化剂，并且由于对炸药不是很了解，导致国内化工企业生产的高分子乳 化剂和炸药企业的需求不是很匹配，因此发展高分子乳化剂对于民爆企业来说尤为重要。
[0005] US20060223945A1、CN1158833A中公开了一种以甘油为酯化试剂的聚异丁烯丁二 酸酯类乳化剂。US6527885、US4919179、CN1415588A中公开了一种以醇胺化合物为衍生化 试剂的聚异丁烯丁二酸酐类乳化剂。随着乳胶基质低剪切乳化工艺的发展，乳化炸药用乳 化剂的要求越来越严格，目前的乳化剂低剪切起乳能力和储存稳定性能不能满足要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种低剪切起乳能力、反复栗送性能和储存性能优越，适于 低剪切乳化或混合乳化工艺的乳化炸药用高分子乳化剂及其制备方法。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种低剪切乳化用高分子乳化剂，由聚烯烃、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼 和稀释油制得；所述聚烯烃、二羧酸或酸酐、聚氧乙烯烷基醚、肼的摩尔比为为1. 0:1. 0~ 2. 5:0. 8~1. 6:0. 25~0. 75,所述稀释油的质量为聚烯烃质量的0. 5~2. 0倍。
[0009] 作为优选地，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚戊烯、聚苯乙 烯、乙烯-丙烯共聚物或者丙烯-异丁烯共聚物中的一种。
[0010] 作为优选地，所述聚烯烃分子量为500~3000,端烯含量大于85%。
[0011] 作为优选地，所述二羧酸或酸酐选自顺丁烯二酸、反丁烯二酸、戊烯二酸、马来酸 酐中的一种或多种混合物。
[0012] 作为优选地，所述所述聚氧乙烯烷基醚中的氧乙烯基的数目为5~20,烷基的碳 原子数为12~18。
[0013] 作为优选地，所述稀释油为60N基础油、150N基础油、220N基础油、32#基础油或甲 苯。
[0014] 一种前述低剪切乳化用高分子乳化剂的制备方法，为聚烯烃先与二羧酸或酸酐进 行烃化反应，然后与聚氧乙烯烷基醚进行酯化反应，最后通过肼进行交联反应得到；具体制 备过程包括如下步骤：
[0015] (1)将聚烯烃投入反应釜中，加热至70~80°C，于氮气保护条件下加入二羧酸或 酸酐，保温搅拌1~2h，升温至180~240°C，反应3~7h，过滤得到聚烯烃羧酸或聚烯烃羧 酸酐；
[0016] (2)将步骤（1)合成的聚烯烃羧酸或聚烯烃羧酸酐反投回反应釜中，于氮气保护 条件下加入稀释油和聚氧乙烯烷基醚，边搅拌边加热，升温至110~160°C，反应4~6h，得 酯化产物；
[0017] (3)将步骤（2)合成的酯化产物冷却至65~90°C，于氮气保护条件下加入肼，保 温搅拌1~6h，得到本发明的高分子乳化剂。
[0018] 本发明的有益效果是：本高分子乳化剂由于肼的交联作用，具有良好的乳化性能 和乳化稳定性能，表现出比其他乳化剂更优越的低剪切起乳能力，更适于低剪切乳化或混 合乳化工艺制备乳胶基质，所制备的乳胶基质在远程配送过程中表现出更优越的抗颠簸性 能、反复栗送性能和储存稳定性能。本发明工艺简单、环保、原料来源广、生产成本低。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明。
[0020] 下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。
[0021] 实施例1制备低剪切乳化用高分子乳化剂
[0022] 按照如下步骤操作：
[0023] (1)将聚异丁烯投入反应釜中，加热至70°C，于氮气保护条件下加入马来酸酐和 催化量的催化剂过氧苯甲酰叔丁酯，保温搅拌2h，升温至180°C，反应7h，过滤得到聚异丁 烯丁二酸酐；
[0024] (2)将步骤（1)合成的聚异丁烯丁二酸酐反投回反应釜中，于氮气保护条件下加 入60N基础油和聚氧乙烯十六烷基（5)醚，边搅拌边加热，升温至110°C，反应6h，得酯化产 物；
[0025] (3)将步骤⑵合成的酯化产物冷却至65°C，于氮气保护条件下加入肼（即联 氨），保温搅拌6h，得到本发明的高分子乳化剂，密度为0. 900g/mL，酸值为10. 9mgK0H/g，粘 度为 157. 69mm2/s，产率为 96%。
[0026] 以上步骤中，各化学物的配比为：聚异丁烯、马来酸酐、聚氧乙烯十六烷基（5)醚、 肼的摩尔比为1. 0:1. 〇:〇. 8:0. 25,60N基础油的质量为聚异丁烯质量的0. 5倍。
[0027] 实施例2制备低剪切乳化用高分子乳化剂
[0028] 按照如下步骤操作：
[0029] (1)将聚丙烯投入反应釜中，加热至80°C，于氮气保护条件下加入戊烯二酸，保温 搅拌lh，升温至240°C，反应3h，过滤得到聚丙烯戊二酸；
[0030] (2)将步骤（1)合成的聚丙烯戊二酸反投回反应釜中，于氮气保护条件下加入 150N基础油和聚氧乙烯十二烷基（7)醚，边搅拌边加热，升温至160°C，反应4h，得酯化产 物；
[0031] (3)将步骤（2)合成的酯化产物冷却至90°C，于氮气保护条件下加入肼（即联 氨），保温搅拌lh，得到本发明的高分子乳化剂，密度为0. 936g/mL，酸值为15. 9mgK0H/g，粘 度为 250. 17mm2/s，产率为 95%。
[0032] 以上步骤中，各化学物的配比为聚丙烯、戊烯二酸、聚氧乙烯十二烷基（7)醚、肼 的摩尔比为1. 0:2. 5:1. 6:0. 75,150N基础油的质量为聚丙烯质量的2. 0倍。
[0033] 实施例3制备低剪切乳化用高分子乳化剂
[0034] 按照如下步骤操作：
[0035] (1)将丙烯-异丁烯共聚物投入反应釜中，加热至75°C，于氮气保护条件下加入顺 丁烯二酸，保温搅拌I. 5h，升温至220°C，反应5h，过滤得到聚烯烃丁二酸；
[0036] (2)将步骤（1)合成的聚烯烃丁二酸反投回反应釜中，于氮气保护条件下加入 220N基础油和聚氧乙烯十八烷基（7)醚，边搅拌边加热，升温至150°C，反应5h，得酯化产 物；
[0037] (3)将步骤（2)合成的酯化产物冷却至75°C，于氮气保护条件下加入肼（即联 氨），保温搅拌5h，得到本发明的高分子乳化剂，密度为0. 874g/mL，酸值为9. 2mgK0H/g，粘 度为 129. 37mm2/s，产率为 96%。
[0038] 以上步骤中，各化学物的配比为丙烯-异丁烯共聚物、顺丁烯二酸、聚氧乙烯十八 烷基（7)醚、肼的摩尔比为1.0:1. 5:1. 1:0. 4,220N基础油的质量与丙烯-异丁烯共聚物的 质量相同。
[0039] 实施例4制备低剪切乳化用高分子乳化剂
[0040] 按照如下步骤操作：
[0041] (1)将聚乙烯投入反应釜中，加热至75°C，于氮气保护条件下加入反丁烯二酸，保 温搅拌I. 5h，升温至20