一种丁苯吡胶乳及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丁苯吡胶乳，由以下原料制成：丁二烯、苯乙烯、2‑乙烯基吡啶、乳化剂、引发剂、分子量调节剂、扩散剂、除氧剂、终止剂、电解质、软水；其中，乳化剂为：十二烷基硫酸钠、硬脂酸钾、歧化松香酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚；引发剂为：过氧化氢二异丙苯、次硫酸氢钠甲醛、硫酸亚铁。制备方法：(1)称取各原料；(2)加入软水、乳化剂、扩散剂、电解质、次硫酸氢钠甲醛、硫酸亚铁和除氧剂，搅拌均匀并抽真空；(3)加入苯乙烯、丁二烯、过氧化氢二异丙苯反应；(4)补加2‑乙烯基吡啶；(5)加入分子量调节剂；(6)加入终止剂，即得。本发明专利技术将氧化还原引发体系与四元复合乳化体系搭配，极大地提高了丁苯吡胶乳的各项性能。

A kind of styrene butadiene rubber latex and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种丁苯吡胶乳及其制备方法
本专利技术涉及高分子化合物
，更具体的说是涉及一种丁苯吡胶乳及其制备方法。
技术介绍
丁苯吡乳胶由于吡啶环上的极性氮原子可以与RF树脂及纤维上的有机基团反应，形成氢健与偶极子的结合，使得丁苯吡乳胶与合成纤维的粘合性显著优于天然胶乳和其他合成胶乳，从而被广泛用作轮胎、胶管、胶带等橡胶制品的骨架材料，成为世界范围内普遍采用的橡胶与纤维粘合的关键材料，具有不可替代性。丁苯吡乳胶的品质优劣决定了浸胶骨架材料与橡胶制品结合性能的好坏。丁苯吡胶乳(VPL)的组分由聚合单体、乳化剂、无机盐、分子量调节剂、引发剂、脱盐水组成。聚合单体即丁二烯(Bd)、苯乙烯(St)、2-乙烯基吡啶(2-VP)；乳化剂通常使用阴离子乳化剂如歧化松香酸钾、脂肪酸钾，以及非离子乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚，同时使用助乳化剂如扩散剂NF等；无机盐多用氯化钾、磷酸钾等；分子量调节剂多用叔十二碳硫醇。聚合反应按引发剂的类型可分为热法反应和冷法反应，热法聚合所用的引发剂多为过硫酸盐，冷法聚合多用有机过氧化物-还原剂组成的引发体系如过氧化氢二异丙苯-硫酸亚铁。按反应温度可分为高温聚合和低温聚合，高温聚合的反应温度在50-60℃，低温聚合的反应温度在6-10℃，二者相比，高温聚合的反应时间较短，单体转化率较高，但聚合物的橡胶性能不及冷法聚合物；低温聚合的反应时间较长，但聚合物的橡胶性能较好，这种差别在纤维帘线、帘布和线绳耐老化性上得以显现。其中，非离子乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)由于性质稳定、耐酸碱和成本低等特征，广泛用于纺织助剂，包括前处理剂、染色、印花以及后整理剂，以APEO作为润湿、渗透、乳化、增溶和洗涤作用的重要原料。但是由于APEO的毒性、刺激性、生物降解性和对水生物的毒性，欧盟2003/53/EC法规规定，从2005年1月17日开始在纺织品上限制使用烷基酚聚氧乙烯醚，引起助剂界的广泛关注，各助剂厂也陆续推出无APEO的助剂。但是，目前推出的无APEO的助剂用以制备丁苯吡胶乳时大多存在凝胶率高、成本相对较高的缺点，并且生产的丁苯吡乳胶具有粘结力不够强、易分解和机械稳定性差的不足。因此，如何提高丁苯吡胶乳的综合性能是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种丁苯吡胶乳及其制备方法，以解决现有技术中的不足。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种丁苯吡胶乳，由以下重量份的原料制成：丁二烯50～80份、苯乙烯15～30份、2-乙烯基吡啶5～20份、乳化剂1.3～8.5份、引发剂0.21～1.90份、分子量调节剂0.1～1.0份、扩散剂0.1～1.0份、除氧剂0.05～1.0份、终止剂0.05～1.0份、电解质0.05～0.6份、软水140～150份；其中，乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.3～2.0份、硬脂酸钾0.5～2.5份、歧化松香酸钾0.5～2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0～1.5份；引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.1～0.8份、次硫酸氢钠甲醛0.1～0.8份、硫酸亚铁0.01～0.30份。优选地，丁二烯60～70份、苯乙烯15～20份、2-乙烯基吡啶10～20份、乳化剂2.8～5.5份、引发剂0.41～0.95份、分子量调节剂0.2～0.4份、扩散剂0.3～0.8份、除氧剂0.05～0.08份、终止剂0.05～1.0份、电解质0.2～0.5份、软水143～148份；其中，乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.8～1.0份、硬脂酸钾1.0～2.0份、歧化松香酸钾0.5～1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5～1.0份；引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.2～0.4份、次硫酸氢钠甲醛0.2～0.5份、硫酸亚铁0.01～0.05份。更优选地，丁二烯70份、苯乙烯15份、2-乙烯基吡啶15份、乳化剂4.0份、引发剂1.05份、分子量调节剂0.3份、扩散剂0.5份、除氧剂0.08份、终止剂0.05份、电解质0.4份、软水145份；其中，乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.8份、硬脂酸钾1.5份、歧化松香酸钾1.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7份；引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.5份、次硫酸氢钠甲醛0.5份、硫酸亚铁0.05份。本专利技术的有益效果在于：采用合成阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠、阴离子羧酸盐乳化剂硬脂酸钾和歧化松香酸钾、非离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚(FEO)组成的四元复合乳化体系代替原有乳化剂，采用过氧化氢二异丙苯、次硫酸氢钠甲醛和硫酸亚铁组成的引发体系代替原有的单一的过硫酸盐引发剂，大大提高了丁苯吡胶乳的化学稳定性和机械稳定性。进一步，上述分子量调节剂为正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、辛基硫醇、正十四烷基硫醇中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术分子量调节剂能够有效控制胶乳的分子量，减少链转移、支化等副反应，避免形成较多的交联结构，改善聚合物性能。进一步，上述扩散剂为萘磺酸与甲醛缩合的钠盐或烷基萘磺酸与甲醛缩合的钠盐，优选为亚甲基二萘磺酸钠。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术扩散剂能够协助乳化剂起增溶作用，可使胶乳颗粒稳定地分散在溶液中，避免出现大颗粒。进一步，上述除氧剂为连二亚硫酸钠。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术除氧剂可消除助剂配制和聚合操作过程时带入聚合体系的氧的阻聚作用。进一步，上述终止剂为乙酸异丙基羟胺和多硫化钠的混合物；更进一步，混合物中乙酸异丙基羟胺和多硫化钠的质量比为2:1。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术终止剂不会产生亚硝基胺，更加环保。进一步，上述电解质为氯化钾或磷酸钾，优选为氯化钾。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术电解质能够降低乳化剂的临界胶束浓度CMC，减小胶乳粘度，提高胶乳的流动性，利于散热。本专利技术还提供了上述丁苯吡胶乳的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述丁苯吡胶乳的重量份数称取各原料；(2)向聚合釜中加入软水、十二烷基硫酸钠、歧化松香酸钾、硬脂酸钾、脂肪醇聚氧乙烯醚、扩散剂、电解质、次硫酸氢钠甲醛、硫酸亚铁和除氧剂，搅拌(30min以上)均匀并抽真空；(3)继续加入苯乙烯、丁二烯，然后一次性加入过氧化氢二异丙苯开始反应；(4)当体系固含量达到8％～12％(优选为10％)时，开始连续均匀补加2-乙烯基吡啶，继续反应；(5)当体系固含量达到32％～36％(优选为35％)时补加完毕，加入分子量调节剂，继续反应；(6)当体系固含量达到40％～43％(优选为42％)时，加入终止剂，即得丁苯吡胶乳。进一步，步骤(3)～(5)中，反应的温度为10～40℃，优选为15～25℃，更优选为15℃；反应的压力为0.20～0.30MPa。采用上述进一步的有益效果在于，反应温度越高，反应压力越大，同时反应速度越快，但是胶乳各项指标及性能偏差；虽然低温聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丁苯吡胶乳，其特征在于，由以下重量份的原料制成：丁二烯50～80份、苯乙烯15～30份、2-乙烯基吡啶5～20份、乳化剂1.3～8.5份、引发剂0.21～1.90份、分子量调节剂0.1～1.0份、扩散剂0.1～1.0份、除氧剂0.05～1.0份、终止剂0.05～1.0份、电解质0.05～0.6份、软水140～150份；/n所述乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.3～2.0份、硬脂酸钾0.5～2.5份、歧化松香酸钾0.5～2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0～1.5份；/n所述引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.1～0.8份、次硫酸氢钠甲醛0.1～0.8份、硫酸亚铁0.01～0.30份。/n

【技术特征摘要】
1.一种丁苯吡胶乳，其特征在于，由以下重量份的原料制成：丁二烯50～80份、苯乙烯15～30份、2-乙烯基吡啶5～20份、乳化剂1.3～8.5份、引发剂0.21～1.90份、分子量调节剂0.1～1.0份、扩散剂0.1～1.0份、除氧剂0.05～1.0份、终止剂0.05～1.0份、电解质0.05～0.6份、软水140～150份；
所述乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.3～2.0份、硬脂酸钾0.5～2.5份、歧化松香酸钾0.5～2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0～1.5份；
所述引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.1～0.8份、次硫酸氢钠甲醛0.1～0.8份、硫酸亚铁0.01～0.30份。


2.根据权利要求1所述的一种丁苯吡胶乳，其特征在于，由以下重量份的原料制成：丁二烯60～70份、苯乙烯15～20份、2-乙烯基吡啶10～20份、乳化剂2.8～5.5份、引发剂0.41～0.95份、分子量调节剂0.2～0.4份、扩散剂0.3～0.8份、除氧剂0.05～0.08份、终止剂0.05～1.0份、电解质0.2～0.5份、软水143～148份；
所述乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.8～1.0份、硬脂酸钾1.0～2.0份、歧化松香酸钾0.5～1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5～1.0份；
所述引发剂由以下重量份的原料组成：过氧化氢二异丙苯0.2～0.4份、次硫酸氢钠甲醛0.2～0.5份、硫酸亚铁0.01～0.05份。


3.根据权利要求2所述的一种丁苯吡胶乳，其特征在于，由以下重量份的原料制成：丁二烯70份、苯乙烯15份、2-乙烯基吡啶15份、乳化剂4.0份、引发剂1.05份、分子量调节剂0.3份、扩散剂0.5份、除氧剂0.08份、终止剂0.05份、电解质0.4份、软水145份；
所述乳化剂由以下重量份的原料组成：十二烷基硫酸钠0.8份、硬脂酸钾1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春玉，张传亮，
申请(专利权)人：淄博奥固特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37