CN103694410A - 一种羧基丁腈胶乳的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种羧基丁腈胶乳的生产方法,由反应单体与阴离子乳化剂、非离子乳化剂在50~75℃下进行聚合反应制得羧基丁腈胶乳,聚合反应时间为6~8小时。本发明提供的方法具有聚合工艺平稳、反应速度快、转化率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,尤其涉及一种羧基丁腈胶乳的快速生产方法。
背景技术
羧基丁腈胶乳由于共聚物分子链上含有腈基与羧基,因而具有良好的耐油性、耐化学药品性和耐磨性,被广泛用作耐油耐磨浸渍制品。
通常在合成羧基丁腈胶乳时,都是采用间歇乳液聚合工艺,单体一次性加入聚合釜,反应过程中补加分子量调节剂等助剂,阶梯升温的方法来完成的。这些方法虽然也能制备羧基丁腈胶乳,但是往往存在起始反应温度波动较大、反应温度较难控制、反应时间长以及转化率较低等不足。
发明内容
技术问题
有鉴于此,本发明要解决的技术问题是,如何快速高转化生产羧基丁腈胶乳。
解决方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,由反应单体与阴离子乳化剂、非离子乳化剂在50~75℃下进行聚合反应制得羧基丁腈胶乳,聚合反应时间为6~8小时;
所述反应单体主要包括下述重量比物质:
C4~C5的脂肪族共扼二烯烃10~85wt%;
丙烯腈10~50wt%,
C3~C5的乙烯基不饱和羧酸1~10wt%;
阴离子乳化剂与非离子乳化剂为反应单体重量的0.2~8wt%;
所述阴离子乳化剂为C8~C20的烷基硫酸钠中的一种或多种化合物,所述非离子乳化剂为环氧乙烷分子数为8~15的聚氧乙烯酚基醚中的一种或多种化合物。
优选地,所述脂肪族共扼二烯烃为丁二烯、异戊二烯中的一种或多种化合物;
所述乙烯基不饱和羧酸为乙烯基不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种化合物。
优选地,所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基芳基醚磺酸钠中的一种或多种化合物;
所述非离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种化合物,所述壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数不大于10。
优选地,所述壬基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数为10,所述辛基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数为10。
优选地,羧基丁腈胶乳的生产方法,包括如下步骤:
(1)聚合釜抽真空,以反应单体重量比为100wt%计,加入脱盐水90~130wt%、阴离子乳化剂与非离子乳化剂0.2~8wt%、无机盐助剂0.2~0.8wt%、引发剂0.3~0.5wt%;
(2)聚合釜抽真空,用氮气置换,升温至50~75℃后采用连续进料方式加入反应单体,并加入分子量调节剂0.5~1.5wt%,水0.5~2wt%进行聚合反应,反应时间为6~8小时;
(3)反应完成后放温至65~75℃,熟化1~3小时后降温出料,并加入pH值调节剂、消泡剂,得羧基丁腈胶乳产物。
优选地,以反应单体重量比为100wt%计,
所述脱盐水加入量为110wt%;
所述阴离子乳化剂与非离子乳化剂为水溶液,主要包括下述重量比物质:
十二烷基硫酸钠0~0.9wt%,
环氧乙烷加成分子数不大于10的壬基酚聚氧乙烯醚0~0.7wt%,
十二烷基苯磺酸钠0~0.8wt%,
十二烷基芳基醚磺酸钠0.9~1.1wt%,
环氧乙烷加成分子数不大于10的辛基酚聚氧乙烯醚0.7wt%,
扩散剂0.1~0.2wt%;
所述反应单体主要包括下述重量比物质:
丙烯腈30~40wt%,
不饱和羧酸3~5wt%,
丁二烯0~65wt%,
十二烷基硫酸钠0.1~0.5wt%,
异戊二烯0~65wt%。
优选地,引发剂为热引发剂,如过硫酸按、过硫酸钠和过硫酸钾等。
优选地,聚合温度在55~73℃之间,聚合单体、部分乳化剂和引发剂采用连续加入方式。
有益效果
本发明实施例的方法具有聚合工艺平稳、反应速度快、转化率高等优点:
1、起始反应温度高,省去了脱除聚合单体中阻聚剂这一工序;
2、聚合单体采用连续进料方式,反应温度易于控制,避免了羧基丁腈胶乳制备时常见的飞温现象。
3、聚合反应速度快,转化率高。
具体实施方式
实施例1(以总单体加入量为100wt%计)
50L聚合釜中首先抽真空,当真空度达到-0.08MPa时,依次吸入脱盐水110wt%,乳化剂(十二烷基硫酸钠0.8wt%、壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.7wt%、十二烷基苯磺酸钠0.8wt%份和扩散剂NNO:0.2wt%)的水溶液,无机盐助剂0.5wt%,过硫酸铵0.4wt%,氮气置换后抽真空至-0.08MPa,然后开启搅拌并升温到60℃,连续均匀加入混合物(丙烯腈33wt%、分子量调节剂0.9wt%、不饱和羧酸4.0wt%、丁二烯63wt%、十二烷基苯磺酸钠0.2wt%和水1wt%),加料时间4小时,控制反应温度62℃,加完料后逐渐放温至75℃,熟化2小时后降温出料,加入适量氢氧化钾和消泡剂等助剂,胶乳技术指标见表1。
实施例2(以总单体加入量为100wt%计)
50L聚合釜中首先抽真空,当真空度达到-0.08MPa时,依次吸入脱盐水110wt%,乳化剂(十二烷基芳基醚磺酸钠1.1wt%、辛基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.7wt%、十二烷基苯磺酸钠0.4wt%和扩散剂NNO:0.2wt%)的水溶液,无机盐助剂0.5wt%,过硫酸钠0.4wt%,氮气置换后抽真空至-0.08MPa。,然后开启搅拌并升温到60℃,连续均匀加入混合物(丙烯腈35wt%、分子量调节剂1.1wt%、不饱和羧酸4.5wt%、异戊二烯60.5wt%、十二烷基硫酸钠0.2wt%和水1wt%),加料时间6小时,控制反应温度62℃,加完料后逐渐放温至73℃,熟化2小时后降温出料,加入适量氢氧化钾和消泡剂等助剂,胶乳技术指标见表1。
实施例3(以总单体加入量为100wt%计)
50L聚合釜中首先抽真空,当真空度达到-0.08MPa时,依次吸入脱盐水110wt%,乳化剂(十二烷基芳基醚磺酸钠0.9wt%、辛基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.7wt%、十二烷基硫酸钠0.5wt%和扩散剂NNO:0.1wt%)的水溶液,无机盐助剂0.4wt%,过硫酸钾0.4wt%,氮气置换后抽真空至-0.08MPa。,然后开启搅拌并升温到60℃,连续均匀加入混合物(丙烯腈33.5wt%、分子量调节剂1.1wt%、不饱和羧酸3.5wt%、异戊二烯33wt%、丁二烯30wt%、十二烷基硫酸钠0.2wt%和水1wt%),加料时间5小时,控制反应温度62℃,加完料后逐渐放温至72℃,熟化2小时后降温出料,加入适量氢氧化钾和消泡剂等助剂,胶乳技术指标见表1。
比较例1(以总单体加入量为100wt%计)
50L聚合釜中首先抽真空,当真空度达到-0.08MPa时,依次吸入脱盐水110wt%,乳化剂(十二烷基硫酸钠0.9wt%、壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.8wt%、十二烷基苯磺酸钠0.4wt%和扩散剂NNO:0.2wt%)的水溶液,无机盐助剂0.5wt%,丙烯腈35wt%、分子量调节剂1.0wt%、不饱和羧酸5wt%,氮气置换后抽真空至真空度达到-0.08MPa时,停止抽真空。加入丁二烯60wt%,最后加入引发剂溶液0.40wt%。开启搅拌并升温,控制反应温度27士1℃,维持反应9小时,加入第一次补加液(其中脱盐水5wt%,十二烷基芳基醚磺酸钠0.04wt%,辛基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.04wt%,十二烷基苯磺酸钠0.04wt%,),40分钟内放温至40土1℃,维持反应4小时.加入第二次补加液(其中脱盐水5wt%,十二烷基芳基醚磺酸钠0.04wt%,壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.04wt%,十二烷基苯磺酸钠0.04wt%,),40分钟内放温至50~55℃,维持反应4小时后降温出料,加入适量氢氧化钾和消泡剂等助剂,胶乳技术指标见表1。
比较例2
50L聚合釜中首先抽真空,当真空度达到-0.08MPa时,依次吸入脱盐水110wt%,乳化剂(十二烷基芳基醚磺酸钠0.8wt%、辛基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.7wt%、十二烷基硫酸钠0.7wt%和扩散剂NNO:0.2wt%)的水溶液,无机盐助剂0.4wt%,丙烯腈34wt%、分子量调节剂1.1wt%、不饱和羧酸3.5wt%,氮气置换后抽真空至真空度达到-0.08MPa时,停止抽真空。加入丁二烯62.5wt%,最后加入引发剂溶液0.40wt%。开启搅拌并升温,控制反应温度28士1℃,维持反应9小时,加入第一次补加液(其中脱盐水5wt%,十二烷基硫酸钠0.05wt%,壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.04wt%,十二烷基苯磺酸钠0.04wt%),40分钟内放温至40土1℃,维持反应4小时.加入第二次补加液(其中脱盐水5wt%,十二烷基硫酸钠0.05wt%,壬基酚聚氧乙烯醚(环氧乙烷分子数10)0.04wt%,十二烷基苯磺酸钠0.04wt%,),40分钟内放温至50~55℃,维持反应4小时后降温出料,加入适量氢氧化钾和消泡剂等助剂,胶乳技术指标见表1。
表1实施例1-3及比较例1-2实验结果
使用SH/T1154-92方法测定固含量;使用SH/T1152-92方法测定胶乳粘度,SH/T1150-92方法测定pH值,使用英国的AUTOSIZERⅠⅠC型粒径仪测Z均粒径;转化率为实测固含量与理论固含量的比率。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,由反应单体与阴离子乳化剂、非离子乳化剂在50~75℃下进行聚合反应制得羧基丁腈胶乳,聚合反应时间为6~8小时;
所述反应单体主要包括下述重量比物质:
C4~C5的脂肪族共扼二烯烃10~85wt%;
丙烯腈10~50wt%,
C3~C5的乙烯基不饱和羧酸1~10wt%;
阴离子乳化剂与非离子乳化剂为反应单体重量的0.2~8wt%;
所述阴离子乳化剂为C8~C20的烷基硫酸钠中的一种或多种化合物,所述非离子乳化剂为环氧乙烷分子数为8~15的聚氧乙烯酚基醚中的一种或多种化合物。
2.根据权利要求1所述的羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,
所述脂肪族共扼二烯烃为丁二烯、异戊二烯中的一种或多种化合物;
所述乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或多种化合物。
3.根据权利要求2所述的羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,
所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基芳基醚磺酸钠中的一种或多种化合物;
所述非离子乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种化合物,所述壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数不大于10。
4.根据权利要求2所述的羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,所述壬基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数为10,所述辛基酚聚氧乙烯醚的环氧乙烷加成分子数为10。
5.根据权利要求1至4任一所述的羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)聚合釜抽真空,以反应单体重量比为100wt%计,加入脱盐水90~130wt%、阴离子乳化剂与非离子乳化剂0.2~8wt%、无机盐助剂0.2~0.8wt%、引发剂0.3~0.5wt%;
(2)聚合釜抽真空,用氮气置换,升温至50~75℃后采用连续进料方式加入反应单体,并加入分子量调节剂0.5~1.5wt%,水0.5~2wt%进行聚合反应,反应时间为6~8小时;
(3)反应完成后放温至65~75℃,熟化1~3小时后降温出料,并加入pH值调节剂、消泡剂,得羧基丁腈胶乳产物。
6.根据权利要求5所述的羧基丁腈胶乳的生产方法,其特征在于,以反应单体重量比为100wt%计,
所述脱盐水加入量为110wt%;
所述阴离子乳化剂与非离子乳化剂为水溶液,主要包括下述重量比物质:
十二烷基硫酸钠0~0.9wt%,
环氧乙烷加成分子数不大于10的壬基酚聚氧乙烯醚0~0.7wt%,
十二烷基苯磺酸钠0~0.8wt%,
十二烷基芳基醚磺酸钠0.9~1.1wt%,
环氧乙烷加成分子数不大于10的辛基酚聚氧乙烯醚0.7wt%,
扩散剂0.1~0.2wt%;
所述反应单体主要包括下述重量比物质:
丙烯腈30~40wt%,
不饱和羧酸3~5wt%,
丁二烯0~65wt%,
十二烷基硫酸钠0.1~0.5wt%,
异戊二烯0~65wt%;
所述引发剂为过硫酸按、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种化合物。
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