CN113501915B - 一种改性羧基丁腈胶乳及其制备方法 - Google Patents
一种改性羧基丁腈胶乳及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种改性羧基丁腈胶乳及其制备方法,属于胶乳领域,制备方法包括:制备反应基乳:将去离子水、己二酸在700‑800rpm转速下搅拌4‑6min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,制得反应基乳;制备种子胶乳:将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,滴加2,3‑二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应40‑50min,制得种子胶乳;制备改性羧基丁腈胶乳:将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2‑2.5小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌10‑20min,冷却至常温。制得的羧基丁腈胶乳性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及胶乳领域,具体地,涉及一种改性羧基丁腈胶乳及其制备方法。
背景技术
羧基丁腈胶乳系阴离子型高分子聚合物乳液。该胶乳分子量和粒径分布较均匀,耐油、耐溶剂、耐酸碱,可与硫磺、金属氧化物交联,其稳定性优于天然胶乳。其制品对皮肤无过敏反应,耐尖锐物剌划,定伸拉力优于天然胶乳的制品。
专利CN201510679217.4公开了一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法,该胶乳采用丁苯胶乳做种子的乳液聚合工艺,部分单体滴加,以丁二烯和丙烯腈为主要单体,采用不饱和羧酸,并辅以多双键型交联单体等功能单体,聚合时采用复合乳化体系,即反应型乳化剂和少量阴离子乳化剂,过硫酸盐为引发剂,烷基硫醇为分子量调节剂,以及其它助剂,反应温度为40~60℃,转化率98%以上。该胶乳生产过程中滴加的原料,采用超声波均化器或高压均质机分散,形成50~500nm的稳定的细乳液,然后滴加到反应釜中。用该法生产的羧基丁腈胶乳,粒径大小为100~120nm,流动性好,粘度适中,优良的机械稳定性和化学稳定性,韧性、粘结强度大大提高,尤其适用于浸渍手套,手术手套,耐磨材料等应用。
专利CN202010876480.3公开了一种手套用羧基丁腈胶乳及生产制得的手套,聚合单体为:丁二烯40%~50%、含羧基的第三单体10%~20%、丙烯腈40%~50%;含羧基的第三单体为40~60%丙烯酸、40~60%甲基丙烯酸。通过使用丙烯酸和甲基丙烯酸混合物作为含羧基的第三单体,能够在较低的生产时间的情况下获得更高的羧基含量。该申请还提供一种由羧基丁腈胶乳制备得到的手套。
专利CN201510152547.8公开了一种浸渍无纺布用羧基丁腈胶乳及其制备方法,所述羧基丁腈胶乳由包括以下重量份的原料共聚制备而得,所述胶乳的pH为8~11:α,β-烯键式不饱和腈单体30~55份、共轭二烯单体40~60份、C3~C5的乙烯基不饱和羧酸3~8份、环戊二烯基硅烷3~4份、乳化剂3.2~4.4份、引发剂0.3~1份、分子量调节剂0.5~1.5份、pH缓冲液0.2~0.5份、脱盐水90~130份,所述乳化剂为阴离子乳化剂、聚氧乙烯醚非离子型乳化剂、季胺盐两性乳化剂中的一种或几种。该发明所述的浸渍无纺布用羧基丁腈胶乳机械强度、耐磨耗性和耐水性优异。
现有技术的羧基丁腈胶乳固含量低,残留有机物含量高,凝固物含量高,用于制备无衬里薄型手套,机械性能较差,耐老化程度较差,抗菌效果不佳。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供一种改性羧基丁腈胶乳及其制备方法,所述羧基丁腈胶乳的制备方法工艺较为简单,所制得的羧基丁腈胶乳性能优异,固含量高,残留有机物含量低,凝固物含量低,用于制备无衬里薄型手套,机械性能好,耐老化,抗菌效果显著。
本发明提供一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤1、制备反应基乳:将去离子水、己二酸依次导入基乳反应罐中,开启搅拌,在700-800rpm转速下搅拌4-6min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,升温至30-35℃,在200-280rpm转速下搅拌10-15min,制得反应基乳;
所述的去离子水、己二酸、异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,以重量份计,配比为:去离子水1800 -2000份、己二酸50-60份、异丙醇30-40份、苯甲酸钠10-17份、双乙酰酒石酸单甘油酯4-6份。
步骤2、制备种子胶乳:将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,用氮气排空釜内空气,将温度升至36-38℃,开启搅拌,转速300-350rpm,滴加2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应40-50min,制得种子胶乳。所述丁二烯、甲基丙烯酸、2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵的加入量,质量比为(300-320):(70-80):(29-35):(7-8)。
步骤3、制备改性羧基丁腈胶乳:将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将聚合反应釜抽真空再充入氮气进行置换,聚合反应釜内压力控制在0.30-0.32兆帕,开启搅拌,转速500-540rpm,升温至40-42℃,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2-2.5小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌10-20min,冷却至常温,然后将所得胶乳经35-40kHz的超声处理20-25min,得到改性羧基丁腈胶乳。所述反应基乳、种子胶乳的质量比为(20-25):(1-1.5)。所述丙烯腈的用量为反应基乳质量的15-18%,所述丁二烯的用量为反应基乳质量的30-38%,所述第三单体的用量为反应基乳质量的4-7%;所述醋酸乙烯的用量为反应基乳质量的2-2.5%,木质素磺酸钠的用量为反应基乳质量的3-3.3%;所述壬基酚聚氧乙烯醚的用量为反应基乳质量的4.2-4.5%。
所述的第三单体由甲基丙烯酸和4-羟基-2-丁烯酸按照4:1的质量比混合而成。
本发明具备以下有益效果:
(1)本发明制备的改性羧基丁腈胶乳,固含量在46-48%(质量分数),黏度为80-85mpa.s,表面张力为25-30 mN/m,残留有机物含量为0.015-0.02‰(质量分数),凝固物含量为0.006-0.007‰(质量分数)。
(2)采用本发明制备的改性羧基丁腈胶乳进行制备无衬里薄型手套,弹性大,耐老化,且具有显著的抗菌效果。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,进一步阐述本发明。
实施例1一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法
包括以下步骤:
(1)将去离子水、己二酸依次导入基乳反应罐中,开启搅拌,在700rpm转速下搅拌6min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,升温至30℃,在280rpm转速下搅拌10min,制得反应基乳。
所述的去离子水、己二酸、异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,以重量份计,配比为:去离子水1800份、己二酸50份、异丙醇30份、苯甲酸钠17份、双乙酰酒石酸单甘油酯4份。
(2)将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,用氮气排空釜内空气,将温度升至36℃,开启搅拌,转速300rpm,滴加2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应40min,制得种子胶乳。所述丁二烯、甲基丙烯酸、2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵的加入量,质量比为300:80:29:7。
(3)将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将聚合反应釜抽真空再充入氮气进行置换,聚合反应釜内压力控制在0.30兆帕,开启搅拌,转速500rpm,升温至40℃,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌20min,冷却至常温,然后将所得胶乳经35kHz的超声处理20min,得到改性羧基丁腈胶乳。所述反应基乳、种子胶乳的质量比为20:1。所述丙烯腈的用量为反应基乳质量的15%,所述丁二烯的用量为反应基乳质量的38%,所述第三单体的用量为反应基乳质量的5%;所述醋酸乙烯的用量为反应基乳质量的2.5%,木质素磺酸钠的用量为反应基乳质量的3%;所述壬基酚聚氧乙烯醚的用量为反应基乳质量的4.2%。
所述的第三单体由甲基丙烯酸和4-羟基-2-丁烯酸按照4:1的质量比混合而成。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳固含量在46.5%,黏度为84mpa.s,表面张力为26mN/m,残留有机物含量为0.018‰(质量分数),凝固物含量为0.007‰(质量分数)。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳制备无衬里薄型手套,手套厚度0.15mm,经检测,手套耐磨性能为2级,抗切割性能为1级,抗穿透性能:1级。手套经过70℃、168h老化后,检测其老化前后的机械性能(检测样品宽度为10mm),结果如下:老化前拉断力为14.7N,老化前拉断伸长率为882%,老化后拉断力为9.2N,老化后拉断伸长率为775%。检测其抑菌性能,手套表面大肠杆菌:未检出,白色念珠菌:未检出,金黄色葡萄球菌:未检出。
实施例2一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法
包括以下步骤:
(1)将去离子水、己二酸依次导入基乳反应罐中,开启搅拌,在760rpm转速下搅拌5min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,升温至33℃,在260rpm转速下搅拌12min,制得反应基乳。
所述的去离子水、己二酸、异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,以重量份计,配比为:去离子水1900份、己二酸54份、异丙醇36份、苯甲酸钠14份、双乙酰酒石酸单甘油酯5份。
(2)将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,用氮气排空釜内空气,将温度升至37℃,开启搅拌,转速330rpm,滴加2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应45min,制得种子胶乳。所述丁二烯、甲基丙烯酸、2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵的加入量,质量比为310:75:32:7.5。
(3)将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将聚合反应釜抽真空再充入氮气进行置换,聚合反应釜内压力控制在0.31兆帕,开启搅拌,转速520rpm,升温至41℃,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌15min,冷却至常温,然后将所得胶乳经38kHz的超声处理22min,得到改性羧基丁腈胶乳。所述反应基乳、种子胶乳的质量比为23:1.2。所述丙烯腈的用量为反应基乳质量的17%,所述丁二烯的用量为反应基乳质量的35%,所述第三单体的用量为反应基乳质量的6%;所述醋酸乙烯的用量为反应基乳质量的2.2%,木质素磺酸钠的用量为反应基乳质量的3.1%;所述壬基酚聚氧乙烯醚的用量为反应基乳质量的4.4%。
所述的第三单体由甲基丙烯酸和4-羟基-2-丁烯酸按照4:1的质量比混合而成。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳固含量在48%,黏度为80 mpa.s,表面张力为30mN/m,残留有机物含量为0.015‰(质量分数),凝固物含量为0.006‰(质量分数)。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳制备无衬里薄型手套,手套厚度0.15mm,经检测,手套耐磨性能为2级,抗切割性能为1级,抗穿透性能1级。手套经过70℃、168h老化后,检测其老化前后的机械性能(检测样品宽度为10mm),结果如下:老化前拉断力为15.1N,老化前拉断伸长率为895%,老化后拉断力为9.9N,老化后拉断伸长率为785%。检测其抑菌性能,手套表面大肠杆菌:未检出,白色念珠菌:未检出,金黄色葡萄球菌:未检出。
实施例3一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法
包括以下步骤:
(1)将去离子水、己二酸依次导入基乳反应罐中,开启搅拌,在800rpm转速下搅拌4min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,升温至35℃,在200rpm转速下搅拌15min,制得反应基乳;
所述的去离子水、己二酸、异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,以重量份计,配比为:去离子水2000份、己二酸60份、异丙醇40份、苯甲酸钠10份、双乙酰酒石酸单甘油酯6份;
(2)将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,用氮气排空釜内空气,将温度升至38℃,开启搅拌,转速350rpm,滴加2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应50min,制得种子胶乳。所述丁二烯、甲基丙烯酸、2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵的加入量,质量比为320:70:35:8;
(3)将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将聚合反应釜抽真空再充入氮气进行置换,聚合反应釜内压力控制在0.32兆帕,开启搅拌,转速540rpm,升温至42℃,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2.5小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌10min,冷却至常温,然后将所得胶乳经40kHz的超声处理25min,得到改性羧基丁腈胶乳。所述反应基乳、种子胶乳的质量比为25: 1.5。所述丙烯腈的用量为反应基乳质量的18%,所述丁二烯的用量为反应基乳质量的30%,所述第三单体的用量为反应基乳质量的7%;所述醋酸乙烯的用量为反应基乳质量的2%,木质素磺酸钠的用量为反应基乳质量的3.3%;所述壬基酚聚氧乙烯醚的用量为反应基乳质量的4.5%。
所述的第三单体由甲基丙烯酸和4-羟基-2-丁烯酸按照4:1的质量比混合而成。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳固含量在46%,黏度为85 mpa.s,表面张力为25mN/m,残留有机物含量为0.02‰(质量分数),凝固物含量为0.007‰(质量分数)。
采用本实施例制备的改性羧基丁腈胶乳制备无衬里薄型手套,手套厚度0.15mm,经检测,手套耐磨性能为2级,抗切割性能为1级,抗穿透性能:1级。手套经过70℃、168h老化后,检测其老化前后的机械性能(检测样品宽度为10mm),结果如下:老化前拉断力为14.5N,老化前拉断伸长率为890%,老化后拉断力为9.8N,老化后拉断伸长率为780%;检测其抑菌性能,手套表面大肠杆菌:未检出,白色念珠菌:未检出,金黄色葡萄球菌:未检出。
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;使用SHT 1156-2014 方法测定表面张力;使用SH-T 1760-2007方法测定残留物和凝固物。
对手套的检测方法为GB10213-2006。
除特殊说明外,本发明对产品性能的检测,均采用行业常规检测方法进行检测。除特殊说明外,本发明所述的比值均为质量比,所述的百分数均为质量百分数。
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 (2)
1.一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、制备反应基乳:将去离子水、己二酸在700-800rpm转速下搅拌4-6min;搅拌后,依次加入异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,制得反应基乳;步骤2、制备种子胶乳:将丁二烯、甲基丙烯酸依次加入反应釜中,滴加2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵,反应40-50min,制得种子胶乳;步骤3、制备改性羧基丁腈胶乳:将反应基乳、种子胶乳依次导入聚合反应釜,将丙烯腈、丁二烯、第三单体加入聚合反应釜中,将聚合反应釜抽真空再充入氮气进行置换,聚合反应釜内压力控制在0.30-0.32兆帕,开启搅拌,转速500-540rpm,升温至40-42℃,连续滴加醋酸乙烯、木质素磺酸钠,持续反应2-2.5小时,加入壬基酚聚氧乙烯醚,搅拌10-20min,冷却至常温;将所得胶乳进行超声处理,制得成品;所述的第三单体由甲基丙烯酸和4-羟基-2-丁烯酸按照4:1的质量比混合而成;
所述制备反应基乳步骤中,所述的去离子水、己二酸、异丙醇、苯甲酸钠、双乙酰酒石酸单甘油酯,以重量份计,配比为:去离子水1800 -2000份、己二酸50-60份、异丙醇30-40份、苯甲酸钠10-17份、双乙酰酒石酸单甘油酯4-6份;
所述制备种子胶乳步骤中,所述丁二烯、甲基丙烯酸、2,3-二羟基丁二酸、过硫酸铵的质量比为(300-320):(70-80):(29-35):(7-8);
所述制备改性羧基丁腈胶乳步骤中,反应基乳、种子胶乳的质量比为(20-25):(1-1.5)。
2.根据权利要求1所述的一种改性羧基丁腈胶乳的制备方法,其特征在于:所述制备改性羧基丁腈胶乳步骤中,所述的超声处理:采用的超声频率为35-40kHz,超声处理的时间为20-25min。
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GR01 | Patent grant | ||
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