CN110615863B - 一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶乳制备领域，具体公开了一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，包括水相配制、油相配制、助剂配制以及聚合四个步骤，所述助剂配制包括引发剂配制、终止剂配制。水相配制步骤为：在软水中依次加入水玻璃、液碱以及氯化钾。采用本发明的方法，可以制备出具有良好干粘性能的氯丁胶乳。

Description

一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法
技术领域
本发明属于胶乳制备领域，具体涉及了一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法。
背景技术
氯丁胶乳是一种高分子聚合物，属于氯丁橡胶制品中的一种。氯丁胶乳粘结力强，氯丁胶乳根据不同的使用需求可以分别用于干粘合和湿粘合，干粘合是指将试片上胶后将胶乳中的水分烘干，再升温趁热粘合完全，湿粘合是指将试片上胶后在湿润状态下粘合，再进行烘干实现粘合。
氯丁胶乳一般用作湿粘合，但湿粘合从粘接到粘接牢固有一个较长的时间过程，粘接效率低，有很多粘接材料需要优异的干粘性能。水玻璃能有效改善氯丁胶乳初粘性，从而使胶乳具有良好的干粘性。但如果在后期加入，由于氯丁胶乳在存贮过程中会释放氯化氢，水玻璃会形成絮状物，产生沉淀，降低了氯丁胶乳的稳定性，同时使用性能也急剧下降，因此要获得良好的干粘性能，只能即配即用。为了克服上述缺陷，申请人研发了一种干粘性能良好的氯丁胶乳制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法。
为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，包括水相配制、油相配制、助剂配制以及聚合四个步骤，所述助剂配制包括引发剂配制以及终止剂配制，水相配制步骤为：在软水中依次加入水玻璃、液碱以及氯化钾。
本基础方案的工作原理以及有益效果在于：
氯丁胶乳在储存过程中会释放氯化氢，使氯丁胶乳的PH值降低，加入水玻璃会形成絮状物，使胶乳稳定性下降，同时使用性能也急剧下降。而水玻璃是改善胶乳初粘性能的良好材料，因此一般在制作胶粘剂时才会把成品的氯丁胶乳和水玻璃混合，即配即用。
而本申请打破了常规做法，在配制水相时就加入水玻璃，即乳化阶段中水玻璃形成的絮状物会包裹在胶束表面，与胶束共同形成保护胶体，使其在后期存放过程中不会有絮状物产生。另外氯化钾作为电解质，可以使得形成的胶束更小，胶乳的颜色更白，稳定性更好。
进一步，聚合包括以下步骤：
S1、依次加入油相、水相进行搅拌；
S2、引发剂分多次添加；
S3、胶乳比重达到1.10以上时，将胶乳加入终止釜深转8-12小时，加入终止剂。
有益效果：引发剂多次加入，保证聚合反应持续、稳步进行。
进一步，第一次添加引发剂时，聚合温度低于22℃。
有益效果：在该温度下，可以使得聚合物结晶性更高。
进一步，聚合步骤中，在加入水相后，向聚合釜内加入防冻剂。
有益效果：本工艺中，防冻剂在聚合前期就加入，可以制造较高的固含量，避免后期加入时带入的水量过大。
进一步，引发剂配制原料为过硫酸钾溶液和铁氰化钾溶液。
有益效果：铁氰化钾为活化剂，活化剂加入可降低反应活化能，较低温度下即促进自由基的产生，便于引发聚合反应。
进一步，终止剂配制包括以下步骤：
S1、终止剂甲液配制
搅拌软水并将软水升温后，在软水内加入非离子乳化剂，非离子乳化剂溶解完全后降温，加入液碱溶解；
S2、终止剂乙液配制
依次加入苯、歧化松香乳化剂、防老化剂后进行搅拌；
S3、混合
终止剂甲液和终止剂乙液在40-45℃时混合乳化。
有益效果：终止剂分为甲液和乙液进行配制，可以形成较稳定的乳液，而在配制时加入非离子乳化剂，可以提供胶乳的稳定性。
进一步，油相配制步骤包括在氯丁二烯内加入调节剂，调节剂溶解后加入歧化松香乳化剂。
有益效果：通过调节剂的添加量可使得聚合物分子量在满足胶乳粘接性能要求的范围内。
进一步，非离子乳化剂为聚氧乙烯醚乳化剂溶液。
有益效果：乳化效果好，价格便宜方便配制。
进一步，防冻剂为尿素溶液。
有益效果：价格便宜方便配制。
进一步，聚合步骤后期，加入防老化剂。
有益效果：保证胶乳的耐老化性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
表1为实施例1～6中各原料组成设置，单位均为重量份：
表1
Figure BDA0002256358780000031
Figure BDA0002256358780000041
下面以实施例1为例，对一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法进行详细的说明。
一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，包括以下步骤：
A、水相配制
在水相配制槽中添加软水，在搅拌下向软水内依次加入水玻璃、氢氧化钠、氯化钾，同时用泵循环，使得添加物在软水中完全溶解，得到水相液。然后取样分析至合格，备用。
启动水相泵将配制好的水相液输送至水相计量槽中，达到要求用量时，关闭水相上料考克，停泵，然后用蒸汽升温至26-30℃，再补足稀释水(包括蒸汽冷凝水)，保证乳化的效果同时提高水相配制槽的利用率。
B、油相配制
用氮气将氯丁二烯压到油相配制槽内，然后开启搅拌，升温到16-18℃，加入调丁溶解15分钟，再加入歧化松香溶解25分钟。
C、助剂配制
C1、引发剂配制
过硫酸钾溶液配制：在干净的配制桶内，计量好软水升温到30-38℃加入过硫酸钾，搅拌溶解完全，备用。
铁氰化钾溶液配制：在干净的配制桶内，计量好软水在常温下加入铁氰化钾，搅拌溶解完全，备用。
C2、终止剂配制
终止剂甲液的配制：在终止剂配制槽内，加入软水，启动搅拌，升温到70-80℃，然后加入非离子乳化剂，本实施例中，非离子乳化剂选用聚氧乙烯醚乳化剂溶液，此外也可选用聚氧乙烯脂肪醇醚类乳化剂，溶解完后，降温至40-50℃然后加入氢氧化钠、溶解20分钟，备用。
终止剂乙液的配制：在干净的配制桶内，计量苯，再依次加入歧化松香、防老剂，本实施例中防老剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，搅拌溶解完全。
将配制好的终止剂乙液加入终止剂配制槽内甲液中，使甲液和乙液在40-45℃时混合乳化40-60分钟。
C3、防冻剂配制
在干净的配制桶内，计量好软水升温到45-60℃加入尿素，搅拌溶解完全，备用。
D、聚合
在检查设备完好后，先放油相，再放水相，计时搅拌10分钟，再将尿素溶液加入聚合釜内，再乳化20分钟。此时釜内温度控制在17-24℃，测PH值，然后加入第一次引发剂50升，温度必须小于22℃，聚合反应开始以后，每小时测量一次比重，当比重达1.060时，操作人员观测釜内的反应情况，若是聚合釜内的聚合速度较慢，则需要加入第二次引发剂。通过调节盐水，控制聚合温度，待比重达1.10以上，取样分析总固物含量，放入终止釜进行深转，深转是指深度转化，指在热保温的情况下，使得残留氯丁二烯单体进一步聚合，深转10小时，深转温度30-35℃，取样分析总固和残单，深转后，残留的氯丁二烯单体含量小于0.5％时，加入终止剂搅拌40分钟，取样测PH，待PH>11时，搅拌20分钟后，放入贮槽，待包装。
为充分说明实施例1-6制备的具有良好干粘性能的氯丁胶乳的干粘性能及稳定性能，另外列举两组对比例进行说明，对比例1-3：
对比例1为：国内同类型氯丁胶乳产品(型号：SN 5042)。
对比例2为：国外同类型氯丁胶乳产品(型号：Neprene572)。
对比例3为：与实施例1的区别在于：步骤A的水相配制中不添加水玻璃。
对上述实施例1-6和对比例1-3进行实验检测，检测方法及结果如下：
剥离强度测定：按照GB532-82《硫化橡胶与织物粘着强度测定法》进行干粘布-布剥离强度测定。
按合成胶乳高速机械稳定性的测定标准SH/T 1151-1992(1998年确认)，检测高速搅拌下产生的凝胶量，来考查氯丁胶乳稳定性，检测结果如下表2所示：
表2
Figure BDA0002256358780000051
Figure BDA0002256358780000061
根据上表2的检测结果可知：
1、实施例1-6制备得到了剥离强度较高，无凝胶产生的氯丁胶乳，尤其是实施例4，其剥离强度超过了国外同类氯丁胶乳产品，得到了价格低而性能良好的氯丁胶乳产品。
2、相较于国内同类型氯丁胶乳产品(对比例1)，其剥离强度低，同时还存在微量的凝胶，胶乳的稳定性有待改进，而对比例3中由于未添加水玻璃，得到的氯丁胶乳产品的剥离强度进一步下降。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，包括水相配制、油相配制、助剂配制以及聚合四个步骤，所述助剂配制包括引发剂配制以及终止剂配制，其特征在于：所述水相配制步骤为：在软水中依次加入水玻璃、液碱以及氯化钾；聚合步骤中，在加入水相后，向聚合釜内加入防冻剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述聚合包括以下步骤：
S1、依次加入油相、水相进行搅拌；
S2、引发剂分多次添加；
S3、胶乳比重达到1.10以上时，将胶乳加入终止釜深转8-12小时，加入终止剂。
3.根据权利要求2所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：
第一次添加引发剂时，聚合温度低于22℃。
4.根据权利要求3所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述引发剂配制原料为过硫酸钾溶液和铁氰化钾溶液。
5.根据权利要求4所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述终止剂配制包括以下步骤：
S1、终止剂甲液配制
搅拌软水并将软水升温后，在软水内加入非离子乳化剂，非离子乳化剂溶解完全后降温，加入液碱溶解；
S2、终止剂乙液配制
依次加入苯、歧化松香乳化剂、防老剂后进行搅拌；
S3、混合
终止剂甲液和终止剂乙液在40-45℃时混合乳化。
6.根据权利要求5所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述油相配制步骤包括在氯丁二烯内加入调节剂，调节剂溶解后加入歧化松香乳化剂。
7.根据权利要求6所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述非离子乳化剂为聚氧乙烯醚乳化剂溶液。
8.根据权利要求7所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述防冻剂为尿素溶液。
9.根据权利要求8所述的一种具有良好干粘性能的氯丁胶乳的制备方法，其特征在于：所述聚合步骤后期，加入防老化剂。
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