由高内相含量的乳液制备泡沫塑料的方法技术

本发明专利技术提供了一种使高内相含量的乳液固化制成多孔的交联聚合物材料的方法，该方法包括以下步骤：制成具有至少一种可固化相的高内相含量的乳液；提供一种聚合物膜的连续带，其中聚合物膜与乳液的每一相都不相容；将至少一部分乳液连续放在聚合物膜上；围绕乳液将聚合物膜封闭；将聚合物膜中的乳液绕到卷筒上，卷筒绕基本上竖直的轴转动以便在固化过程中贮存乳液；在卷筒上使聚合物膜内的乳液固化。还公开了实施这一方法的设备。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
技术范围本专利技术涉及一种由高内相含量的乳液制备泡沫塑料组合物的方法，其中非内相为可聚合的组合物。
技术介绍
聚合物泡沫塑料通常可分为闭孔泡沫塑料或开孔泡沫塑料。开孔泡沫塑料可用作吸收各种液体和气体的基质。它们适合于各种用途，例如用于抹布和尿布，用作载体和离子交换树脂。对于这些用途中的一些应用来说，希望有很低密度和高吸收和保留液体能力的多孔交联聚合物块料。这样的高吸收能力、低密度的多孔聚合物炔料可通过称为“高内相含量的乳液”的特定类型油包水型乳液聚合来制备，该乳液有相对少量的连续油相和相对大量的内水相。这样的高吸收能力、低密度的泡沫塑料用US 4522953公开的方法制备通过高内相含量的油包水型乳液中的连续油相用聚合引发剂例如过硫酸钾引发聚合和交联来制备。通常，这些高内相含量的油包水型乳液含有至少90％(重量)的水相作为内相。通过油相与水在中等剪切作用下混合来制成高比例油包水型乳液。为了制得这种高内相含量的油包水型乳液，可用表面活性剂使乳液稳定。将电解质加到水相中也是有好处的。电解质的用量和类型以及表面活性剂的用量和类型影响固化的泡沫塑料的泡孔尺寸和芯吸能力。由高内相含量的乳液制备的泡沫塑料通常在40-70℃下固化数小时。在实验室规模中，这一点是容易做到的。按比例放大到适当的商业规模是一重大的课题。单个乳液芯管和泡沫塑料的固化和处理是缓慢的和费力的。1993年10月5日颁发给Des Marais等的US 5250576、1993年3月30日颁发给Des Marais等的US 5198472以及1992年9月22日颁发给Des Marais等的US 5149720公开了制备用于固化成泡沫塑料组合物的高内相含量乳液的连续方法，但该乳液是被连续倒入多个“聚合容器”中，并在单独的容器中固化。因此，以连续方式制备乳液是已知的，但固化仍然是一缓慢的和费力的操作。所以，本专利技术的一个目的是要提供一种，其中该方法容易自动化和大规模操作。另一方面，本专利技术的一个目的是要提供一种乳液可大量在其中固化的设备。专利技术描述根据本专利技术，提供了一种使高内相含量的乳液固化制成多孔的交联聚合物材料的方法，该方法包括以下步骤制成至少有一可固化相的高内相含量的乳液；提供一聚合物膜连续带，其中聚合物膜与乳液中的每一相都不相容；将至少一部分乳液连续放在聚合物膜上；围绕乳液封闭聚合物膜；将聚合物膜中的乳液绕到卷筒上，其中卷筒基本上绕竖直轴旋转，以便在固化过程中贮存乳液；在卷筒上使乳液在聚合物膜中固化。在本专利技术的另一方面，还对实施这一方法的设备提出权利要求。这一方法使乳液可以连续固化，所以更容易按比例放大到工业化操作。附图简述附图说明图1为本专利技术实施方案的示意图。图1A为图1聚合物膜中的乳液的截面图。图2为图1的本专利技术实施方案的顶视图。优选实施方案的详述本专利技术的乳液用以下方法来制备逐步将任选含有电解质的水溶液加入并混合到含有可聚合的单体和表面活性剂的单体溶液(油相)中，制成可固化的油包水型高内相含量的第一乳液。在混合前或形成乳液后，将聚合引发剂加到单体溶液中或水溶液中，这与所希望的工艺条件有关。然后通过在至少约25℃下将乳液加热足以使单体有效固化的一段时间来使可固化的油包水型高内相含量的乳液固化。可聚合单体的混合物通常含有一种或多种乙烯基单体和一种或多种交联剂。各种单体都可用于制备泡沫塑料，只要该单体可分散在或可形成油包水型高内相含量的乳液的油相(油溶性的)并有可聚合的乙烯基即可。适合的乙烯基单体例如包括单链烯基芳烃单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基乙苯和乙烯基甲苯；丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类，例如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸异癸酯；共轭二烯烃，例如丁二烯、异戊二烯和戊间二烯；丙二烯类，例如丙二烯、甲基丙二烯和氯丙二烯；卤代烯烃，例如氯乙烯、氟乙烯和多氟代烯烃；及其混合物。适合的交联剂可为任何能与乙烯基单体反应的多官能不饱和单体。交联剂含有至少两个官能基。官能基例如可为乙烯基、丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。多官能不饱和交联单体例如包括双官能不饱和交联单体，例如二乙烯基苯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯和甲基丙烯酸烯丙酯；三、四和五官能不饱和交联单体，例如三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯和四丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸葡萄糖酯、五丙烯酸葡萄糖二乙基硫醇酯和三丙烯酸脱水山梨醇酯；以及多官能不饱和交联单体，例如多丙烯酸酯(例如全甲基丙烯酸蔗糖酯和(甲基)丙烯酸纤维素酯)。按总的单体混合物计，在每种乳液中交联单体的量通常为约2％至约70％(重量)、优选约5％至约40％(重量)。这些交联单体中的一些可作为非交联单体加入，只要至少约2％(重量)的交联单体被交联即可。二乙烯基苯是优选的交联单体，它通常为与乙基苯乙烯的混合物，其重量比为约55∶45。可改变这些比例，以便使一种组分或其他组分在油相中的含量更高。通常，混合物中富集乙基苯乙烯，同时又降低苯乙烯在单体混合物中的量是有利的。二乙烯基苯与乙基苯乙烯的优选重量比为约30∶70至55∶45，更优选约35∶65至约45∶55。与苯乙烯得到的结果相比，较高含量乙基苯乙烯的加入得到更大的韧性，而又不提高生成的共聚物的Tg。适合的聚合引发剂可为水溶性的或油溶性的。水溶性引发剂例如包括过硫酸盐类，例如过硫酸钾或过硫酸钠；以及各种氧化还原体系，例如过硫酸铵十偏亚硫酸氢钠。油溶性(单体可溶的)引发剂例如包括偶氮化合物，例如偶氮双异丁腈；以及过氧化合物类，例如苯甲酰过氧化物、甲乙酮过氧化物；过二碳酸烷基酯类，例如过二碳酸二-(2-乙基己基)酯和过二碳酸二仲丁酯；过羧酸烷基酯类，例如过异丁酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(2,3-乙基-己酰过氧基)己烷和过辛酸叔丁酯。对于快速固化来说，优选的水溶性聚合引发剂是过硫酸钾；而优选的油溶性聚合引发剂是过碳酸烷基酯和过羧酸烷基酯。最优选的过碳酸烷基酯在1-碳位有支链，而最优选的过羧酸烷基酯在α-碳位和/或1-碳位有支链。这些有支链的过碳酸烷基酯过氧化物可用下式表示 式中，R1各自独立地为C1-C16烃基或氢，其中至少两个R1为烃基。优选的有支链的羧酸烷基酯过氧化物可用下式表示 式中，R1和R2各自独立地为C1-C16烃基或氢，其中至少两个R1或R2为烃基。优选至少两个R1和R2都为烃基。烃基可为烷基、链烯基或芳基。水溶性引发剂和/或油溶性引发剂应以使单体固化(聚合和交联)的有效量存在，以使在单体在两乳液之间明显扩散之前基本上都聚合。按单体计，引发剂的量通常为约0.005％至约15％(重量)。引发剂可在生成高内相含量的乳液以前或以后与油相或水相一起加入。水溶性引发剂例如过硫酸钾可在生成乳液以前加到水溶液中或直接加到乳液中。油溶性引发剂可加到单体溶液中、或加到先期部分聚合的单体溶液中或加到乳液中。在US 5210104中公开了聚合引发剂加到高内相含量的油包水型乳液中的方法，其公开内容在这里作为参考并入本文。加入到乳液中的引发剂可用任何一种混合技术例如静态混合器或销针混合器在低的剪切作用下任选混合到乳液中，制成可固化的油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将高内相含量的乳液固化制成多孔的交联聚合物材料的方法，该方法包括以下步骤：制成具有至少一种可固化相的高内相含量的乳液；提供一种聚合物膜的连续带，其中聚合物膜与乳液的每一相都不相容；将至少一部分乳液连续放在聚合物膜上；围绕 乳液将聚合物膜封闭；将聚合物膜中的乳液绕到卷筒上，其中卷筒绕基本上竖直的轴转动以便在固化过程中贮存乳液；以及在卷筒上使聚合物膜内的乳液固化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NS纳索，TF布朗斯考比，RM巴斯，
申请(专利权)人：壳牌石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]