一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法及应用技术

本申请涉及一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法及应用。所述方法包括如下步骤：S1，搅拌状态下，将内置有乳化剂的水溶液的反应器内的温度加热并维持在80~85℃，然后将衣康酸的水溶液加入到所述反应器内与所述乳化剂的水溶液混合；S2，将苯乙烯与丙烯酸酯单体混合，获得混合液2；S3，将10~20wt%的混合液2以及第一引发剂的水溶液加入到反应器内进行反应；S4，将剩余的所述混合液2以及含有第二引发剂的碱性水溶液滴加至所述反应器内，升温后进行反应，获得所述种子胶乳。将该方法制备的种子胶乳添加到羧基丁腈胶乳的制备原料中，使得制得的羧基丁腈胶乳的粒度分布窄，化学稳定性和机械稳定性均较为优异。定性和机械稳定性均较为优异。定性和机械稳定性均较为优异。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法及应用


[0001]本申请涉及羧基丁腈胶乳合成
，尤其是涉及一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]羧基丁腈胶乳主要由丙烯腈、丁二烯和含羧酸的第三单体如丙烯酸、甲基丙烯酸等经过乳液聚合制得的水性分散体。其具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐热性和耐化学腐蚀性、耐磨性等特点，经过适当改性广泛应用于厚型、薄型、有内衬、无内衬手套及密封材料等领域。
[0003]目前羧基丁腈胶乳的合成工艺一般是连续聚合，在聚合过程中，直接加入所需的原料，一般为丙烯腈、丁二烯、甲基丙烯酸等，然后在搅拌状态下，加入引发剂，温度阶段升温，合成过程中测试转换率，达到预定标准，降温停止聚合，进而制得羧基丁腈胶乳。上述工艺中所有原料一次性加入，在聚合初期，也就是胶粒生成期，胶粒的形态会随机生成大小不同的胶粒，导致在中后期胶乳成长期，整个胶粒的分布较宽，进而导致胶乳的化学稳定性和机械稳定性降低。同时加工过程中，胶乳制品物性批次间偏差大。
[0004]专利CN 113563515 A公开了一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法，其采用丁苯胶乳做种子的乳液聚合工艺，部分单体滴加，以丁二烯和丙烯腈为主要单体，采用不饱和羧酸，并辅以多双键型交联单体等功能单体，聚合时采用复合乳化体系，即反应型乳化剂和少量阴离子乳化剂，过硫酸盐为引发剂，烷基硫醇为分子量调节剂，以及其它助剂，用超声波均化器或高压均质机分散后滴加到反应釜反应得到羧基丁腈胶乳。该专利在生产过程中使用单体种类及单体加入次数繁杂，工艺过程操作复杂，反应温度较难控制，反应时间长等缺陷，且并没有研究制得的羧基丁腈胶乳的粒径分布和稳定性等参数。
[0005]因此需要提供一种胶粒粒径分布小，化学稳定性和机械稳定性均较好的羧基丁腈胶乳的制备方法。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本申请提供一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法，将该方法制备的种子胶乳添加到羧基丁腈胶乳的制备原料中，使得制得的羧基丁腈胶乳的粒度分布窄，化学稳定性和机械稳定性均较为优异。
[0007]为此，本申请第一方面提供了一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法，所述方法包括如下步骤：S1，搅拌状态下，将内置有乳化剂的水溶液的反应器内的温度加热并维持在80～85℃，然后将衣康酸的水溶液加入到所述反应器内与所述乳化剂的水溶液混合，获得混合液1；S2，将苯乙烯与丙烯酸酯单体混合，获得混合液2；S3，将10～20wt％的所述混合液2以及第一引发剂的水溶液加入到反应器内进行
反应，获得第一反应混合液；S4，将剩余的所述混合液2以及含有第二引发剂的碱性水溶液滴加至所述反应器内，升温后进行反应，获得所述用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳。
[0008]本申请中，步骤S2中获得的混合液2为油相，通过将部分(10～20wt％)所述的混合液2添加到混合液1中，在第一引发剂的作用下可以形成油型的种子核，后续通过缓慢添加剩余的混合液2以及含有第二引发剂的碱性水溶液(水相)逐步引发合成水包油型的种子胶乳。将上述水包油型的种子胶乳(粒径约为20nm)添加到羧基丁腈胶乳的制备原料中，能够控制聚合初期的胶粒粒径，后期通过温度的平稳控制，使制得的羧基丁腈胶乳的胶粒大小分布均匀，粒径分布小(粒径分布于130nm左右)，粒度分布窄。
[0009]本申请中，采用含有第二引发剂的碱性水溶液作为活性水(通常称为碱性过硫酸钾)，溶液中的碱性物质能够减弱活性水中第二引发剂的活性，这样可以在油型种子核的外面缓慢包裹具有反应活性的水性壳，更有利于控制制得的种子胶乳的粒径，使制得的种子胶乳的粒径控制在20nm左右。
[0010]本申请中，在整个反应过程中，所述反应器一直处于搅拌状态，所述搅拌的转速可以为80～100rpm。
[0011]在一些实施方式中，所述衣康酸、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸酯单体、第一引发剂和第二引发剂的质量比为(1～1.5):(40～50):(15～20):(30～40):(0.8～1.2):(0.8～1.2)。
[0012]在一些具体实施方式中，所述衣康酸、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸酯单体、第一引发剂和第二引发剂的质量比为1.2:42:18.5:37.8:1.1:0.8。
[0013]本申请，通过将衣康酸、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸酯单体、第一引发剂和第二引发剂的质量比控制在上述范围内，能够有效引发合成水包油型的种子胶乳。
[0014]本申请中，所述乳化剂的水溶液中乳化剂的浓度例如可以为5～10wt％；所述乳化剂的水溶液的配制方式可以为：将所需量的水(去离子水)与乳化剂搅拌混合，即可。所述衣康酸的水溶液中衣康酸的浓度例如可以为0.5～1.0wt％；所述衣康酸的水溶液的配制方式例如可以为：将所需量的水(去离子水)加热至50～60℃，搅拌状态下(50～60rpm)缓慢加入衣康酸至完全溶解，即可。所述第一引发剂的水溶液中第一引发剂的浓度例如可以为25～30wt％；所述第一引发剂的水溶液的配制方式可以为：将所需量的水(去离子水)与第一引发剂搅拌混合，即可。所述含有第二引发剂的碱性水溶液中所述第二引发剂的浓度例如可以为1～2wt％，含有的碱性物质的浓度例如可以为0.1～0.5wt％；所述含有第二引发剂的碱性水溶液的配制方式可以为：将所需量的水(去离子水)、第二引发剂和碱性物质溶液搅拌混合，即可。
[0015]在一些实施方式中，所述乳化剂选自烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种。在一些具体实施方式中，所述乳化剂为烷基苯磺酸钠，具体为十二烷基苯磺酸钠。
[0016]在一些实施方式中，所述第一引发剂和第二引发剂各自独立地选自过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。
[0017]本申请中，所述第一引发剂和第二引发剂可以相同或不同；优选地，所述第一引发剂和第二引发剂相同，且均为过硫酸钠。
[0018]在一些实施方式中，所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯
和丙烯酸
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羟基乙酯。
[0019]本申请的专利技术人通过研究发现，当所述丙烯酸酯单体中同时包括丙烯酸
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乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸
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羟基乙酯时，能够使制得的种子胶乳以及最终制得的羧基丁腈胶乳的粒径分布更小，进而有利于提升羧基丁腈胶乳的化学稳定性和机械稳定性。
[0020]在一些实施方式中，所述丙烯酸
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乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸
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羟基乙酯的质量比为(25～35):(5～10):(1～2)。
[0021]在一些具体实施方式中，所述丙烯酸
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乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸
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羟基乙酯的质量比为29.8:6.9:1.1。
[0022]本申请中，通过将丙烯酸
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乙基己酯、甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1，搅拌状态下，将内置有乳化剂的水溶液的反应器内的温度加热并维持在80~85℃，然后将衣康酸的水溶液加入到所述反应器内与所述乳化剂的水溶液混合，获得混合液1；S2，将苯乙烯与丙烯酸酯单体混合，获得混合液2；S3，将10~20wt%的所述混合液2以及第一引发剂的水溶液加入到反应器内进行反应，获得第一反应混合液；S4，将剩余的所述混合液2以及含有第二引发剂的碱性水溶液滴加至所述反应器内，升温后进行反应，获得所述用于制备羧基丁腈胶乳的种子胶乳。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衣康酸、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸酯单体、第一引发剂和第二引发剂的质量比为（1~1.5）: （40~50）: （15~20）: （30~40）: （0.8~1.2）:（0.8~1.2）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述乳化剂选自烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种；和/或所述第一引发剂和第二引发剂各自独立地选自过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸
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乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸
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羟基乙酯；优选地，所述丙烯酸
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乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸
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羟基乙酯的质量比为（25~35）: （5~10）: （1~2）。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：代树明，孙建疆，
申请(专利权)人：石家庄鸿泰橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：