制备聚异戊二烯胶乳的装置和方法和由该方法制备的聚异戊二烯胶乳制造方法及图纸

本发明专利技术涉及聚合物的生产，公开了一种制备聚异戊二烯胶乳的装置和方法和由该方法制备的聚异戊二烯胶乳。该装置包括助剂溶液罐、乳化剂溶液罐以及依次连接的助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜；其中，所述助剂加入釜与助剂溶液罐相连，所述胶液乳化釜与乳化剂溶液罐相连。该装置和方法能够很好的分散助剂，提高助剂的使用效率，降低胶液的粘度，避免造成过多分子量损失，并且连续乳化过程能够缩短生产时间，易于实现自动化生产。易于实现自动化生产。易于实现自动化生产。

【技术实现步骤摘要】
制备聚异戊二烯胶乳的装置和方法和由该方法制备的聚异戊二烯胶乳


[0001]本专利技术涉及聚合物的生产，具体涉及一种制备聚异戊二烯胶乳的装置和方法和由该方法制备的聚异戊二烯胶乳。

技术介绍

[0002]人造聚异戊二烯胶乳微观结构和性能与天然胶乳相近，除含有少数表面活性剂和防老剂之外，不含有其他非橡胶成分，能够较好地解决天然胶乳存在蛋白质过敏，亚硝胺致癌等问题，尤其在医用领域，像乳胶手套、安全套、医用绷带、医用导管、发泡化妆棉等方面可以完全代替天然胶乳。
[0003]国内外对异戊胶乳的研究报告有很多。CN109233031A公开了一种稀土催化聚异戊二烯胶乳的乳化方法，将主乳化剂和助乳化剂加入水中配成乳化剂水溶液，再与异戊橡胶胶液相接触，通过改变搅拌速度实现三步乳化的方法；US2009/0281211A1公开了一种人造胶乳制备方法，该方法采用松香酸皂类乳化剂采用高速剪切的方法得到胶乳制品。
[0004]但是目前报道的人造胶乳制备方法存在一个很大的缺点，就是胶液在乳化过程中由于强力机械剪切，导致橡胶分子量损失较大，影响胶乳的成膜性能和胶乳制品的机械性能，并且乳化剂对胶乳粒子包裹不够“严实”导致胶乳在存放和运输过程中性能不稳定。并且，目前报道的研究中多采用干胶溶解再乳化的方法，工艺复杂，能耗大，且均采用间歇方法，对于工业生产来说生产效率较低，难以实现自动化，不能保证胶乳品质的稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种制备聚异戊二烯胶乳的装置和方法和由该方法制备的聚异戊二烯胶乳，该装置和方法能够很好的分散助剂，提高助剂的使用效率，降低胶液的粘度，使橡胶分子链在后续的机械乳化过程中不至于被过度剪切，从而避免造成过多分子量损失，使得制备得到的胶乳更稳定，并且连续乳化过程能够缩短生产时间，易于实现自动化生产，保证胶乳品质的稳定。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种制备胶乳的装置，该装置包括助剂溶液罐、乳化剂溶液罐以及依次连接的助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜；其中，所述助剂加入釜与助剂溶液罐相连，所述胶液乳化釜与乳化剂溶液罐相连。
[0007]本专利技术第二方面提供一种制备聚异戊二烯胶乳的方法，该方法包括：将聚异戊二烯溶液与非离子乳化剂和任选的抗氧剂混合，再将混合物与阴离子乳化剂接触。
[0008]本专利技术第三方面提供如上所述的方法制得的聚异戊二烯胶乳。
[0009]通过上述技术方案，本专利技术可以取得如下的有益效果：
[0010]1、本专利技术的装置和方法能够很好的分散助剂，并大幅度提高助剂的使用效率，降低胶液的粘度，使橡胶分子链在后续的机械乳化过程中不至于被过度剪切，从而避免造成过多分子量损失。并且，本专利技术制备得到的胶乳粒径更细，乳化剂对胶乳的包裹更严实，使
得胶乳更加稳定，胶膜拉伸强度和胶膜扯断伸长率等力学性能更好。
[0011]2、本专利技术的装置能够实现连续乳化，缩短生产时间，提高生产效率，并易于实现自动化生产，能够保证胶乳品质的稳定。
附图说明
[0012]图1是本专利技术提供的一种制备胶乳的装置。
[0013]附图标记说明
[0014]1‑
计量泵，2
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搅拌杆，3
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电机，4
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储存容器，5
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喷淋件，6
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计量泵，7
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助剂溶液罐，8
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计量泵，9
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计量泵，10
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胶液均化釜，11
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乳化剂溶液罐，12
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助剂加入釜，13
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胶液乳化釜，14
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聚合物溶液供应单元。
具体实施方式
[0015]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0016]第一方面，本专利技术提供了一种制备聚异戊二烯胶乳的装置，该装置包括助剂溶液罐、乳化剂溶液罐以及依次连接的助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜；其中，所述助剂加入釜与助剂溶液罐相连，所述胶液乳化釜与乳化剂溶液罐相连。
[0017]其中，助剂溶液罐用于向助剂加入釜提供助剂溶液，乳化剂溶液罐用于向胶液乳化釜提供乳化剂溶液。并且，能够理解的是，助剂溶液和物料在助剂加入釜中充分混合后，再进入胶液均化釜，然后物料在胶液均化釜中经过机械剪切后再进入后续的处理装置中。
[0018]根据本专利技术，优选的，所述助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜各自独立地包括搅拌单元，所述搅拌单元包括安装在釜体内的具有搅拌桨的搅拌杆以及用于驱动所述搅拌杆旋转的电机。
[0019]根据本专利技术，优选的，所述助剂加入釜还包括喷淋单元，所述助剂溶液罐通过所述喷淋单元与所述助剂加入釜相连，所述喷淋单元向助剂加入釜内喷淋助剂溶液罐中的物料，所述喷淋单元安装在所述搅拌杆上并且能够随所述搅拌单元旋转，所述喷淋单元包括：储存容器和安装在储存容器下端的喷淋件，更优选地，所述喷淋件为具有微孔的圆筒型喷淋件，微孔孔径优选在0.1
‑
20mm范围内。能够理解的是，所述储存容器用于储存待喷淋物料，喷淋件用于向釜体内喷淋所述待喷淋物料。本专利技术的专利技术人发现，将喷淋单元安装在所述搅拌杆上时，不仅能够方便操作控制，而且在喷淋单元随着搅拌杆一起旋转的同时，能够使得喷淋的物料更好的分散在溶液中。其中，所述储存容器的容积大小不受特别的限制，只要能够保证足够储存待喷淋物料并且不影响其他设备工作即可。
[0020]根据本专利技术，优选的，所述胶液乳化釜的体积与助剂加入釜的体积之比为1.5
‑
10，更优选为1.8
‑
5，最优选为2
‑
4。
[0021]根据本专利技术，优选的，所述胶液乳化釜的体积与胶液均化釜的体积之比为1
‑
10，更优选2
‑
8，最优选3
‑
6。
[0022]根据本专利技术，优选的，所述胶液乳化釜的进料口在下端，出料口在上端。
[0023]根据本专利技术，优选的，所述助剂加入釜和胶液均化釜的进料口在下端，出料口在上端。
[0024]根据本专利技术，优选的，所述装置还包括与所述助剂加入釜相连的聚合物溶液供应单元，以向所述助剂加入釜中提供聚合物溶液。更优选的，所述聚合物溶液供应单元通过计量泵与助剂加入釜相连。
[0025]其中，所述助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜的材质均不受特别的限制，可以为本领域的常规选择，优选为不锈钢。
[0026]根据本专利技术，为了更有利于控制釜体内的温度，优选的，所述助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜均设置有换热夹套。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备聚异戊二烯胶乳的装置，其特征在于，该装置包括助剂溶液罐、乳化剂溶液罐以及依次连接的助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜；其中，所述助剂加入釜与助剂溶液罐相连，所述胶液乳化釜与乳化剂溶液罐相连。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述助剂加入釜、胶液乳化釜和胶液均化釜各自独立地包括搅拌单元，所述搅拌单元包括安装在釜体内的具有搅拌桨的搅拌杆以及用于驱动所述搅拌杆旋转的电机；和/或，所述助剂加入釜还包括喷淋单元，所述助剂溶液罐通过所述喷淋单元与所述助剂加入釜相连，所述喷淋单元向助剂加入釜内喷淋助剂溶液罐中的物料，所述喷淋单元安装在所述搅拌杆上并且能够随所述搅拌单元旋转，所述喷淋单元包括：储存容器和安装在储存容器下端的喷淋件，优选地，所述喷淋件为具有微孔的圆筒型喷淋件，微孔孔径优选在0.1
‑
20mm范围内；和/或，所述胶液乳化釜的体积与助剂加入釜的体积之比为1.5
‑
10，优选为1.8
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5，最优选为2
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4；和/或，所述胶液乳化釜的体积与胶液均化釜的体积之比为1
‑
10，优选2
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8，最优选3
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6；和/或，所述胶液乳化釜的进料口在下端，出料口在上端；和/或，所述装置还包括与所述助剂加入釜相连的聚合物溶液供应单元，以向所述助剂加入釜中提供聚合物溶液。3.一种制备聚异戊二烯胶乳的方法，其特征在于，该方法包括：将聚异戊二烯溶液与非离子乳化剂和任选的抗氧剂混合，再将混合物与阴离子乳化剂水溶液接触。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阴离子乳化剂与所述非离子乳化剂的重量比为30
‑
300，优选为40
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250，最优选为48
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237.5。5.根据权利要求3所述的方法，其中，相对于每克以固含量计的聚异戊二烯溶液，所述非离子乳化剂的用量为0.0008
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0.0026g，所述阴离子乳化剂的用量为0.039
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0.6g，所述抗氧剂的用量为0.0016
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0.0085g。6.根据权利要求3
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5中任意一项所述的方法，其中，所述聚异戊二烯胶乳中，聚异戊二烯的数均分子量为15万
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40万g/mol，优选为18万
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30万g/mol，最优选为20万
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23万g/mol；和/或，所述非离子乳化剂为C8
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C24的醚、C8
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C24的醇和C8
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C24的酯中的至少一种，优选为脂肪醇聚氧乙醚、司盘和吐温中的至少一种，更优选为失水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇醚单硬脂酸酯中的至少一种；和/或，所述阴离子乳化剂为C12
‑
C30的脂肪酸盐、C12
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C30的烷基苯磺酸盐和C12
‑
C30的烷基硫酸酯盐中的至少一种，优选为烷基苯磺酸钠、油酸盐、月桂酸盐、松香酸盐和亚麻酸盐中的至少一种，更优选为歧化松香酸钾和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；和/或，所述抗氧剂为酚类物质，优选为4,6
‑
二辛基硫代甲基邻甲酚、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非离子乳化剂和抗氧剂以非离子乳化剂与抗氧剂混合溶液的形式使用，所述非离子乳化剂与抗氧剂混合溶液中非离子乳化剂的浓度为1
‑
50g/L，优选为2
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20g/L，最优选为3
‑
15g/L；抗氧剂的浓度为1
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100g/L，优选为5
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60g/L，最优选为10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛益双，李洪泊，夏清华，申翠平，卢松，赵晓冬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：