CN101638453B - 改性丁苯吡胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性丁苯吡胶乳及其制备方法和应用，是以混合单体、引发剂、乳化剂、分散剂和水为原料制备的，引发剂的用量为混合单体重量的0.2～0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的1～2％，分散剂的用量为混合单体重量的2～4％，水用量为混合单体重量的95～105％；所述的混合单体的组分和重量百分比含量为：异戊二烯20～85％，丁二烯0～50％，苯乙烯或丙烯腈10～30％，2-乙烯基吡啶2～9％。本发明的改性丁苯吡胶乳，胶乳固含量、转化率高，胶乳粒子均匀，残余二烯烃含量低，无毒无气味，生产及使用操作简便安全，化学稳定性、耐热耐寒性能都优于传统的丁苯吡胶乳。生产成本相对较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性丁苯吡胶乳及其制备方法和应用。
背景技术
丁苯吡胶乳是一种主要用于浸渍帘子布和织物，广泛用于汽车轮胎、飞机轮胎、胶管、运输带、子口布等橡胶制品间的粘结，是橡胶制品中重要原料。
目前，广泛使用的胶乳是丁苯吡胶乳，是丁二烯、苯乙烯和2-乙烯基吡啶的三元共聚物。所述丁苯吡胶乳固含量低，胶乳粒子不均匀，需经一系列后处理工序，增加了生产成本。其化学稳定性、耐热耐寒性均较差，在极端天气情况下黏结力下降，不能满足有关方面的需要。在成本上，由于原料丁二烯的价格逐年上涨，远高于异戊二烯，所以传统的丁苯吡胶乳从产品成本方面已不再具有竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性丁苯吡胶乳及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关领域的需要。
本发明所述的改性丁苯吡胶乳是采用以混合单体、引发剂、乳化剂、分散剂和水为原料制备的，引发剂的用量为混合单体重量的0.2～0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的1～2％，分散剂的用量为混合单体重量的2～4％，水用量为混合单体重量的95～105％；
所述的混合单体的组分和重量百分比含量为：
异戊二烯 20～85％
丁二烯 0～50％
苯乙烯或丙烯腈 10～30％
2-乙烯基吡啶 2～9％
优选的引发剂的用量为混合单体重量的0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的2％，分散剂的用量为混合单体重量的4％，水用量为混合单体重量的100％；
所述的混合单体的组分和重量百分比含量为：
异戊二烯 50％
丁二烯 25％
苯乙烯或丙烯腈 20％
2-乙烯基吡啶 5％
所述的引发剂选自过硫酸铵或亚硫酸氢钠中的一种以上，乳化剂为十二烷基硫酸盐，如十二烷基硫酸钠，分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(通俗化学名AEO)。
本发明的改性丁苯吡胶乳的制备方法，包括如下步骤：
按上述配方，先将水、乳化剂和分散剂加入带搅拌的反应釜中乳化15～30分钟，然后加入苯乙烯或丙烯腈升温至30～40℃继续搅拌乳化15～30分钟，然后加入引发剂在50～70℃下反应2～3小时；随后降温至10～20℃，加入丁二烯、异戊二烯、2-乙烯基吡啶反应1～2小时，升温至30～40℃反应2～3小时，加入终止剂，停止反应，降温，获得改性丁苯吡胶乳。
所述终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠或多硫化钠，加入重量为混合单体重量的0.5～2％；
在生产中各种物料投放的次序是很重要的，先加入水、乳化剂、助乳化剂，然后再加入单体。引发剂易与其他物料作用，故一般是在后面加入，总聚合时间为6～10h，单体总转化率超过60％左右就要终止聚合。否则转化率过高，会使体系粘度过大，不易散热，由于游离基共聚反应是放热的，如局部过热则易引起凝胶产生支链结构，影响胶乳的质量。
本发明的改性丁苯吡胶乳，具有良好的弹性、耐磨性、耐热性，可用于浸渍帘子布和织物，广泛用于汽车轮胎，飞机轮胎，胶管，运输带、子口布等橡胶制品间的粘结，是橡胶制品中重要原料。
本发明的改性丁苯吡胶乳，胶乳固含量、转化率高，胶乳粒子均匀。残余二烯烃含量低，无毒无气味，生产及使用操作简便安全。粘度适中，表面张力小，成膜性好。酸性有利于对多种材料表面的浸润、流布和渗透，尤其对多孔性材料具有优良的粘附性。此外其化学稳定性、耐热耐寒性能都优于传统的丁苯吡胶乳。生产成本相对较低。与天然胶乳产品比较，由于不含蛋白质，因此不会腐败，且气味更低、纯度更高，耐老化性能和耐热性能皆优于天然胶乳。
具体实施方式
实施例1
首先将100g无离子水及重量含量为10％的十二烷基硫酸钠20g、重量含量为40％的脂肪醇聚氧乙烯醚16g加入反应釜中，搅拌乳化30分钟；
其次加入苯乙烯20克升温至40℃继续搅拌乳化30分钟；
然后加入重量含量为10％过硫酸铵3g，重量含量为10％的亚硫酸氢钠3g，升温至70±2℃反应3小时；随后降温至20±5℃，再加入异戊二烯50克、丁二烯25克、2-乙烯基吡啶5克，反应2小时后又升温至40±3℃，继续反应3小时；加入1.5g终止剂二甲基二硫代氨基甲酸钠，停止反应，降至室温出料，获得产品。
按照SH/T 1593-1609-1994标准对产品进行检测，结果如下：
| 品种项目 | 改性丁苯吡胶乳 |
| 外观 | 乳白半透明 |
| 固含量(％) | 40-50 |
| 残余二烯烃(％) | ＜0.3 |
| 粘度(厘泊) | ＞60 |
| 表面张力(达因/厘米) | 46±2 |
| 比重(克/厘米3) | 1.099 |
| 粒子直径(μm) | 0.05～0.1 |
| PH值 | 4.5±0.5 |
| 耐热性 | 90℃不分层 |
| 耐寒性 | -10℃以上稳定 |
| 贮存期 | 1～1.5年 |
实施例2
首先将100g无离子水及重量含量为10％的十二烷基硫酸钠20g、重量含量为40％的脂肪醇聚氧乙烯醚16g加入反应釜中，搅拌乳化30分钟；
其次加入苯乙烯20克升温至40℃继续搅拌乳化30分钟；
然后加入重量含量为10％过硫酸铵6g，重量含量为10％的亚硫酸氢钠6g，升温至70±2℃反应3小时；随后降温至20±5℃，再加入异戊二烯75克、2-乙烯基吡啶5克，反应3小时后又升温至40±3℃，继续反应3小时；加入1.5g终止剂二甲基二硫代氨基甲酸钠，停止反应，降至室温出料，获得产品。
按照SH/T 1593-1609-1994标准对产品进行检测，结果如下：
| 品种项目 | 改性丁苯吡胶乳 |
| 外观 | 乳白半透明 |
| 固含量(％) | 40-50 |
| 残余二烯烃(％) | ＜0.3 |
| 粘度(厘泊) | ＞70 |
| 表面张力(达因/厘米) | 56±2 |
| 比重(克/厘米3) | 1.10 |
| 粒子直径(μm) | 0.06～0.10 |
| PH值 | 5±0.5 |
| 耐热性 | 90℃不分层 |
| 耐寒性 | -10℃以上稳定 |
Claims (7)
1.改性丁苯吡胶乳，其特征在于，是以混合单体、引发剂、乳化剂、分散剂和水为原料制备的，引发剂的用量为混合单体重量的0.2～0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的1～2％，分散剂的用量为混合单体重量的2～4％，水用量为混合单体重量的95～105％；
所述的混合单体的组分和重量百分比含量为：
所述混合单体中所有组分的重量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的改性丁苯吡胶乳，其特征在于，引发剂的用量为混合单体重量的0.6％，乳化剂的用量为混合单体重量的2％，分散剂的用量为混合单体重量的4％，水用量为混合单体重量的100％；
所述的混合单体的组分和重量百分比含量为：
3.根据权利要求1或2所述的改性丁苯吡胶乳，其特征在于，所述的引发剂选自过硫酸铵或亚硫酸氢钠中的一种以上，乳化剂为十二烷基硫酸盐，分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求3所述的改性丁苯吡胶乳，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠。
5.根据权利要求1、2或3所述的改性丁苯吡胶乳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按配方，先将水、乳化剂和分散剂加入带搅拌的反应釜中乳化15～30分钟，然后加入苯乙烯升温至30～40℃继续搅拌乳化15～30分钟，然后加入引发剂在50～70℃下反应2～3小时；随后降温至10～20℃，加入丁二烯、异戊二烯、2-乙烯基吡啶反应1～2小时，升温至30～40℃反应2～3小时，加入终止剂二甲基二硫代氨基甲酸钠或多硫化钠，停止反应，降温，获得改性丁苯吡胶乳。
6.根据权利要求1、2或3所述的改性丁苯吡胶乳的应用，其特征在于，用于浸渍织物。
7.根据权利要求6所述的改性丁苯吡胶乳的应用，其特征在于，用于浸渍帘子布。
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Denomination of invention: Modified pyridine styrene butadiene rubber latex and preparation method and application thereof Effective date of registration: 20181207 Granted publication date: 20120509 Pledgee: Dongying Bank Co., Ltd. Petroleum University Branch Pledgor: DONGYING HEYI CHEMICAL CO., LTD. Registration number: 2018990001169 |
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Denomination of invention: Modified pyridine styrene butadiene rubber latex and preparation method and application thereof Effective date of registration: 20191120 Granted publication date: 20120509 Pledgee: Dongying Bank Co., Ltd. Petroleum University Branch Pledgor: DONGYING HEYI CHEMICAL CO., LTD. Registration number: Y2019990000551 |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 257500 Shengtuo fine chemical park, Kenli District, Dongying City, Shandong Province (east of Heyi road and north of Shengjing Road, Shengtuo Industrial Park) Patentee after: Shandong Heyi Gas Co., Ltd Address before: 257500 Fine Chemical Industrial Park, Shengtuo Town, Kenli County, Dongying, Shandong Patentee before: Dongying Heyi Chemical Co.,Ltd. |
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