一种制备氟橡胶胶乳的组合物、氟橡胶胶乳和制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备氟橡胶胶乳的组合物、氟橡胶胶乳和制备方法，涉及氟橡胶人造胶乳制备技术领域。所述制备氟橡胶胶乳的组合物，包括质量比为1

【技术实现步骤摘要】
一种制备氟橡胶胶乳的组合物、氟橡胶胶乳和制备方法


[0001]本专利技术涉及氟橡胶人造胶乳制备
，具体涉及一种制备氟橡胶胶乳的组合物、氟橡胶胶乳和制备方法。

技术介绍

[0002]胶乳是聚合物微粒分散于水中形成的胶体乳液的总称；其中，氟橡胶胶乳是胶乳的一种，其主要作为金属、石材及塑料材料的涂层使用。
[0003]目前，氟橡胶胶乳主要采用乳液聚合或悬浮聚合等化学合成的方法进行制备，这种制备方法需要使用大量的小分子单体，在适宜的温度、搅拌速度及引发剂的作用下进行聚合反应，最终得到氟橡胶乳液。
[0004]对于通过化学合成方法制备氟橡胶胶乳，专利技术人认为存下以下技术问题：
[0005]1.化学合成方法制备氟橡胶胶乳，其具有小分子单体及聚合物残余，技术难度大，对设备要求严苛且工艺复杂的不足；
[0006]2，氟橡胶因其密度高与水密度差大，在水相中极易沉降，而C
‑
F键与表面活性剂亲油端不易形成相互作用，因此现有技术通过采用干胶乳化制备的氟橡胶乳液稳定性差，易分层；
[0007]3.氟橡胶胶乳的制备工艺中经常会用到乳化剂；如专利申请号为CN201510504112.5，专利名称为一种用作织物整理剂的纳米乳胶及其相反转制备方法的专利，其在纳米乳胶制备过程中使用了乳化剂；乳化剂的使用不仅会对环境造成危害，对人体眼睛、皮肤、呼吸系统也容易产生刺激。
[0008]因此，如何解决上述技术问题，研究一种制备简单且绿色高效的氟橡胶胶乳的生产技术，以及获得一种稳定性好的氟橡胶胶乳产品，是目前本领域急需解决的技术问题。
[0009]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0010]针对上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种制备氟橡胶胶乳的组合物、氟橡胶胶乳和制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0011]本专利技术设计构思的核心在于：
[0012]1.皮克林乳液(Pickering乳液)是一种特殊的乳液，它是一种由粒径微小的固体颗粒在液体界面上组成的一种稳定的乳化系统，其一般采用固体颗粒乳化橡胶胶液制备而成；
[0013]2、纤维素纳米晶是一种主要是从天然纤维中提取出的纳米级的一维棒状材料，其来源丰富、可再生、可降解；通过研究发现，纤维素纳米晶是比较合适的固体颗粒乳化剂；其具备两亲性，直径为5nm
‑
20nm，长度200nm
‑
400nm，高长径比的纳米尺寸使纤维素纳米晶不可逆地吸附在油水界面处，将油相包裹在内形成致密的单层界面层；
[0014]3.可用硫酸酸解法、Tempo氧化法、过硫酸铵法、高锰酸钾氧化法等制得带磺酸根或羧酸根的纤维素纳米晶，磺酸根或羧酸根的引入可以使纤维素纳米晶型的表面带有负电荷，从而使其更易于在水中分散稳定，从而增强乳液的稳定性；
[0015]4.进一步研究发现，纤维素纳米晶因自身颗粒之间较强的作用力，总是倾向于聚集，可通过化学方法对纤维素纳米晶进行疏水改性修饰以加强纤维素纳米晶与基体之间的作用，阻止相邻液滴之间的碰撞和聚结，提高乳液稳定性；
[0016]5.同时，结合空穴稳定机理，在体系中加入聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、酪素和明胶等一种或多种吸水树脂形成空穴作用，空穴效应能够抑制纤维素纳米晶粒子的解吸，阻止纤维素纳米晶粒子从圆形胶乳界面上逸出；一旦纤维素纳米晶粒子逸出，空穴效应将压迫它回到界面上去；空穴效应对在空气/水界面形成更稳定的颗粒层起着重要作用。
[0017]本专利技术提供了以下技术方案：
[0018]一种制备氟橡胶胶乳的组合物，包括质量比为1
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2.2：1的含氟胶液和乳化剂；
[0019]乳化剂的原料组成按质量份数计，包括纤维素纳米晶悬浮液5
‑
8份和吸水树脂2.2
‑
4.8份；其中，纤维素纳米晶悬浮液中，纤维素纳米晶带有磺酸根或羧酸根并进行疏水改性。
[0020]优选的，所述纤维素纳米晶悬浮液中，纤维素纳米晶的含量为1wt％
‑
5wt％，粒径长度为200nm
‑
400nm，直径为5nm
‑
20nm。
[0021]一种氟橡胶胶乳，由上述所述的制备氟橡胶胶乳的组合物制备而成。
[0022]一种氟橡胶胶乳的制备方法，包括以下步骤：
[0023]配制含氟胶液；
[0024]选择带磺酸根或羧酸根的纤维素纳米晶进行疏水改性，并配置纤维素纳米晶悬浮液；
[0025]将配制好的纤维素纳米晶悬浮液与吸水树脂混合制备乳化剂；
[0026]将配制好的含氟胶液、乳化剂混合乳化制备粗胶乳；
[0027]将配制好的粗胶乳进行脱除溶剂处理获得氟橡胶胶乳。
[0028]优选的，配制含氟胶液具体包括：
[0029]选取主链或侧链的碳原子上含有氟原子的高分子弹性体进行小块切割，并将切割好的小块放入反应釜中；
[0030]向反应釜中加入丙酮、甲苯和乙酸乙酯的一种或者多种混合溶液，在室温下进行搅拌配置含氟胶液；具体的，室温下搅拌时间为6h
‑
8h；含氟胶液的质量浓度为20％
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40％。
[0031]优选的，配制纤维素纳米晶悬浮液具体包括：
[0032]以体积比为9∶1的乙醇与去离子水进行混合制备混合液A；
[0033]在混合液A中加入冰醋酸进行混合制备混合液B，并调节混合液B的pH值范围在4
‑
5；
[0034]在混合液B中加入改性剂KH550、KH560和KH570的一种或多种进行混合并超声处理制备水解液；优选的，改性剂用量相对于纤维素纳米晶悬浮液质量的6％
‑
8％。
[0035]将带有磺酸根或羧酸根的纤维素纳米晶加入水解液中，在65℃
‑
80℃水浴中搅拌改性；并在3.5h
‑
5.5h后转移到透析袋中，用蒸馏水浸泡，每隔一段时间换一次蒸馏水，直至溶液为中性获得纤维素纳米晶悬浮液。
[0036]纤维素纳米晶因自身颗粒之间较强的作用力，总是倾向于聚集；通过疏水改性可以加强纤维素纳米晶与基体之间的作用，增强其在疏水溶液中的分散稳定性，提高乳液稳定性。
[0037]优选的，将配制好的纤维素纳米晶悬浮液与吸水树脂混合制备乳化剂具体包括：
[0038]将纤维素纳米晶悬浮液5
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8份和吸水树脂2.2
‑
4.8份混合搅拌，制备乳化剂。
[0039]优选的，纤维素纳米晶悬浮液中纤维素纳米晶的含量为1wt％
‑
5wt％，粒径长度为200nm
‑
400nm，直径为5nm
‑
20nm。
[0040]1wt％
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氟橡胶胶乳的组合物，其特征在于，包括质量比为1
‑
2.2：1的含氟胶液和乳化剂；乳化剂的原料组成按质量份数计，包括纤维素纳米晶悬浮液5
‑
8份和吸水树脂2.2
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4.8份；其中，纤维素纳米晶悬浮液中，纤维素纳米晶带有磺酸根或羧酸根并进行疏水改性。2.根据权利要求1所述的制备氟橡胶胶乳的组合物，其特征在于，所述纤维素纳米晶悬浮液中，纤维素纳米晶的含量为1wt％
‑
5wt％，粒径长度为200nm
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400nm，直径为5nm
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20nm。3.一种氟橡胶胶乳，其特征在于，由权利要求1或2所述的制备氟橡胶胶乳的组合物制备而成。4.一种氟橡胶胶乳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配制含氟胶液；选择带磺酸根或羧酸根的纤维素纳米晶进行疏水改性，并配置纤维素纳米晶悬浮液；将配制好的纤维素纳米晶悬浮液与吸水树脂混合制备乳化剂；将配制好的含氟胶液、乳化剂混合乳化制备粗胶乳；将配制好的粗胶乳进行脱除溶剂处理获得氟橡胶胶乳。5.根据权利要求4所述的氟橡胶胶乳的制备方法，其特征在于，配制含氟胶液具体包括：选取主链或侧链的碳原子上含有氟原子的高分子弹性体进行小块切割，并将切割好的小块放入反应釜中；向反应釜中加入丙酮、甲苯和乙酸乙酯的一种或者多种混合溶液，在室温下进行搅拌配置含氟胶液。6.根据权利要求4所述的氟橡胶胶乳的制备方法，其特征在于，配制纤维素纳米晶悬浮液具体包括：以体积比为9∶1的乙醇与去离子水进行混合制备混合液A；在混合液A中加入冰醋酸进行混合制备混合液B，并调节混合液B的pH值范围在4
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5；在混合液B中加入改性剂KH550、KH560和KH570...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建明，张立颖，韩艳春，段咏欣，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：