CN115975219B - 一种丁基胶乳、丁基胶乳制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种丁基胶乳，包括：丁基橡胶10～20重量份；纳米补强填料0～20重量份；乳化剂1～6.5重量份；助乳化剂0.05～1重量份；稳定剂0.05～2重量份。与现有技术相比，本发明通过预先将纳米填料与丁基橡胶胶液共混后再进行乳化，同时优化乳化剂配比，不仅增加了纳米填料的分散性，同时也提高补强填料与丁基橡胶之间的混合均匀性，避免补强填料后期加入导致的混合不均匀或破乳现象的产生，实现对丁基胶乳制品的补强，并且片层状填料分散在丁基橡胶基体中，可以明显延长气体、病毒、溶剂等物质的渗透路径，对有害物质的阻隔作用增强，提高了胶乳制品的防渗透性能。

Description

一种丁基胶乳、丁基胶乳制品及其制备方法
技术领域
本发明属于胶乳材料技术领域，尤其涉及一种丁基胶乳、丁基胶乳制品及其制备方法。
背景技术
胶乳手套目前广泛应用于医疗、实验室、工业生产等领域，是防护医护人员或操作人员的一道重要屏障，胶乳手套的强度和防渗透性能直接关乎手套耐久性与佩戴者的人身安全。丁基橡胶(IIR)是异丁烯和少量异戊二烯共聚产物，丁基橡胶分子主链上有密集的侧甲基，阻碍了分子链的运动，因此IIR具有优异的气密性和耐腐蚀性能，是轮胎内胎的主要原料之一。丁基胶乳是一种人造合成胶乳，保持了丁基橡胶优异的性能，由丁基胶乳制成的胶乳手套有着优异的防渗透和耐腐蚀性能，在防护制品、防水涂料等领域有广阔的应用前景。但丁基橡胶强度不如天然橡胶，因此丁基胶乳制品强度较低，使用过程中容易破损，难以满足使用要求，需要对丁基胶乳进行补强才能满足使用需求。
通过在橡胶中加入某些物质提高橡胶制品的拉伸强度、断裂伸长率、耐磨性等性能，延长其使用寿命，称为橡胶的补强。干橡胶在加工过程中通过混炼加入补强填料，通过强机械剪切使填料与橡胶之间均匀结合，实现橡胶补强。与干橡胶制品补强不同，胶乳制品的强度还与胶乳本身的稳定性有关，低稳定性的胶乳体系在成型加工过程中容易破乳形成缺陷，影响制品性能。因此补强填料不能直接加入到胶乳中，需要把补强填料提前制成水分散体才能加入到胶乳中，否则会破坏胶乳的表面，引起胶乳的失稳破乳；另一方面，胶乳制品在加工过程中不经过强机械剪切，补强填料难以与橡胶基体结合，影响填料的分散均匀性；另外还需要提高胶乳的整体稳定性，避免补强填料的加入影响稳定性。
公开号为CN109503963A的中国专利公开了一种丁基胶乳及其制备方法和用其制备的手套的制备方法，公开号为CN113831558A的中国专利公开了一种水性丁基无内衬手套的制备方法，这两篇专利均提出利用丁基橡胶优异的气密性制作丁基胶乳手套，但并未涉及到丁基胶乳手套的补强，而丁基胶乳手套强度低于天然胶乳手套或丁腈胶乳手套，使用过程中容易破损，使用寿命低，难以满足使用要求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种丁基胶乳、丁基胶乳制品及其制备方法，该丁基胶乳具有较好的机械稳定性，且得到的丁基胶乳制品具有较高的强度与防渗透性能。
本发明提供了一种丁基胶乳，包括：
优选的，所述纳米补强填料选自纳米炭黑、纳米白炭黑、纳米纳米粘土、纳米短纤维与纳米碳酸钙中的一种或多种；
所述乳化剂选自油酸钾、歧化松香酸钾皂、十二烷基苯磺酸钠与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种；
所述助乳化剂选自OP-10、司班系列与吐温系列中的一种或多种；
所述稳定剂选自碱金属盐类化合物与碱；所述盐类化合物与碱的阳离子相同。
优选的，所述乳化剂选自油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠；所述油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(1～3)：1；
所述碱金属盐类化合物与碱的质量比为1：(1.5～3)。
优选的，所述丁基胶乳的固含量为50％～60％；所述丁基胶乳的平均粒径为0.5～1μm。
本发明还提供了一种上述的丁基胶乳的制备方法，由丁基橡胶纳米复合材料胶液经乳化剂溶液乳化、蒸馏、离心浓缩后得到；
所述丁基橡胶纳米复合材料胶液包括丁基橡胶、纳米补强填料与有机溶剂；
所述乳化剂溶液包括乳化剂、助乳化剂、稳定剂与水。
优选的，所述丁基橡胶纳米复合材料胶液中丁基橡胶的质量浓度为10％～20％；
所述乳化剂溶液中乳化剂的质量浓度为1％～5％；
所述丁基橡胶纳米复合材料胶液与乳化剂溶液的质量比为1：(0.8～1.5)。
优选的，所述乳化的转速为4000～7000rpm；所述乳化的时间为10～50min；
所述蒸馏为减压蒸馏；所述蒸馏的温度为70℃～90℃；所述蒸馏的压力为20～45kPa；
所述离心浓缩的转速为7000～10000rpm；所述离心浓缩的时间为20～40min。
本发明还提供了一种丁基胶乳制品，包括：
优选的，包括以下步骤：
S)将丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，经熟成、浸渍、胶膜干燥与硫化后得到丁基胶乳制品。
优选的，所述步骤S)具体为：
丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，熟成，得到熟成后的胶乳；
将浸渍凝固剂的模具浸渍熟成后的胶乳，胶膜干燥，沥滤后烘干，硫化后脱模，得到丁基胶乳制品。
本发明提供了一种丁基胶乳，包括：丁基橡胶10～20重量份；纳米补强填料0～20重量份；乳化剂1～6.5重量份；助乳化剂0.05～1重量份；稳定剂0.05～2重量份。与现有技术相比，本发明通过预先将纳米填料与丁基橡胶胶液共混后再进行乳化，同时优化乳化剂配比，不仅增加了纳米填料的分散性，同时也提高补强填料与丁基橡胶之间的混合均匀性，避免补强填料后期加入导致的混合不均匀或破乳现象的产生，实现对丁基胶乳制品的补强，并且片层状填料分散在丁基橡胶基体中，可以明显延长气体、病毒、溶剂等物质的渗透路径，对有害物质的阻隔作用增强，提高了胶乳制品的防渗透性能。
实验表明，本发明制备的丁基胶乳手套性能如下：丁基胶乳手套厚度0.05～0.2mm，拉伸强度25～35MPa，拉断伸长率700％～900％；丁基胶乳手套透气率＜6.5×1010m2·s-1·Pa-1。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种丁基胶乳，包括：丁基橡胶10～20重量份；纳米补强填料0～20重量份；乳化剂1～6.5重量份；助乳化剂0.05～1重量份；稳定剂0.05～2重量份。
在本发明中，所述丁基橡胶的数均分子量优选为100000～150000，更优选为110000～130000，再优选为120000；所述丁基橡胶的重均分子量优选为550000～650000；在本发明提供的实施例中，所述丁基橡胶的含量具体为10重量份、15重量份或20重量份。
所述纳米补强填料在丁基胶乳中的含量优选为3～20重量份，更优选为3～15重量份；在本发明提供的实施例中，所述纳米补强填料在丁基胶乳中的含量具体为5重量份、15重量份、10重量份或3重量份；所述纳米补强填料的种类为本领域技术人员熟知的补强填料即可并无特殊的限制，本发明中优选为纳米炭黑、纳米白炭黑、纳米纳米粘土、纳米短纤维与纳米碳酸钙中的一种或多种；所述纳米短纤维优选为纳米纤维素。
所述乳化剂在丁基胶乳中的含量优选为2～6.25重量份，更优选为3～6.25重量份，再优选为4～6.25重量份，最优选为4.5～6.25重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述乳化剂在丁基胶乳中的含量具体为4.5重量份、5.76重量份、6.25重量份或5重量份；所述乳化剂优选为油酸钾、歧化松香酸钾皂、十二烷基苯磺酸钠与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种，更优选为油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠；所述油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠的质量比优选为(1～3)：1，更优选为(1.5～2.5)：1，再优选为(1.5～2)：1。
所述助乳化剂在丁基胶乳中的含量优选为0.05～0.8重量份，更优选为0.05～0.625重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述助乳化剂在丁基胶乳中的含量具体为0.075重量份、0.625重量份、0.0625重量份或0.05重量份；所述助乳化剂的种类为本领域技术人员熟知的助乳化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为OP-10、司班系列与吐温系列中的一种或多种；所述司班系列优选为span-80。
所述稳定剂在丁基胶乳中的含量优选为0.1～2重量份，更优选为0.5～2重量份，再优选为0.8～1.75重量份，最优选为1～1.728重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述稳定剂在丁基胶乳中的含量具体为1.35重量份、1.728重量份、1.4375重量份或1.15重量份；所述稳定剂优选为碱金属盐类化合物与碱；所述盐类化合物与碱的阳离子相同，优选为钠离子和/或钾离子；所述碱金属盐类化合物优选为钠盐和/或钾盐，更优选为磷酸二氢钠和/或磷酸二氢钾；所述碱优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述碱金属盐类化合物与碱的质量比优选为1：(1.5～3)，更优选为1：(1.5～2.5)，再优选为1：(1.5～2)。
本发明提供的丁基胶乳的固含量优选为50％～60％；所述丁基胶乳的残余溶剂含量优选小于100ppm；所述丁基胶乳的平均粒径优选为0.5～1μm，更优选为0.54～0.94μm，。
本发明提供的丁基胶乳根据国标SH/T 1151.1-2019测得机械稳定性0.5％～1.2％，更优选为0.6％～1.1％，再优选为0.65％～1.02％；保存六个月后胶乳中无明显凝胶块，平均粒径略有增加，优选为0.5～1.2μm。
本发明还提供了一种上述丁基胶乳的制备方法，由丁基橡胶纳米复合材料胶液经乳化剂溶液乳化、蒸馏、离心浓缩后得到；所述丁基橡胶纳米复合材料胶液包括丁基橡胶、纳米补强填料与有机溶剂；所述乳化剂溶液包括乳化剂、助乳化剂、稳定剂与水。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可，其中所述丁基橡胶、纳米补强填料、乳化剂、助乳化剂与稳定剂的种类及含量均同上所述，在此不再赘述。
在本发明中，所述丁基橡胶纳米复合材料胶液包括丁基橡胶、纳米补强填料与有机溶剂；所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为正己烷、环己烷与正戊烷中的一种或多种；所述丁基橡胶纳米复合材料胶液中丁基橡胶的质量浓度优选为10％～20％；所述丁基橡胶纳米复合材料胶液优选按照以下方法制备：将丁基橡胶与纳米补强填料溶解于有机溶剂中，搅拌即可得到丁基橡胶纳米复合材料胶液；所述搅拌的时间优选为5～10h。
在本发明中，所述乳化剂溶液包括乳化剂、助乳化剂、稳定剂与水；所述乳化剂溶液中乳化剂的质量浓度为1％～5％，更优选为2％～5％，再优选为3％～5％，再优选为4％～5％，最优选为4.5％～5％；所述乳化剂溶液优选按照以下方法制备：将乳化剂、助乳化剂与稳定剂溶解于水中，得到乳化剂溶液；所述水优选为去离子水。
将丁基橡胶纳米复合材料胶液经乳化剂溶液乳化；所述丁基橡胶纳米复合材料胶液与乳化剂溶液的质量比优选为1：(0.8～1.5)，更优选为1：(0.8～1.25)，再优选为1：(1～1.28)；在本发明提供的一些实施例中，所述丁基橡胶纳米复合材料胶液与乳化剂溶液的质量比具体为1：1、1：1.25或1：1.28；所述乳化优选为高剪切乳化；所述乳化的转速优选为4000～7000rpm更优选为5000～7000rpm；所述乳化的时间优选为10～50min，更优选为20～50min，再优选为30～50min。
乳化后进行蒸馏，通过蒸馏可除去有机溶剂；所述蒸馏优选为减压蒸馏；所述蒸馏的温度优选为70℃～90℃，更优选为75℃～85℃，再优选为80℃；所述蒸馏的压力优选为20～45kPa，更优选为25～40kPa，再优选为25～35kPa，最优选为27～30kPa；所述蒸馏的时间优选为2～5h，更优选为2～4h，再优选为3h；在蒸馏的过程中优选通过加入消泡剂抑制泡沫产生。
蒸馏后，进行离心浓缩，得到丁基胶乳；所述离心浓缩的转速优选为7000～10000rpm，更优选为7000～9000rpm；所述离心浓缩的时间优选为20～40min，更优选为20～30min。
本发明通过预先将纳米填料与丁基橡胶胶液共混后再进行乳化，同时优化乳化剂配比，不仅增加了纳米填料的分散性，同时也提高补强填料与丁基橡胶之间的混合均匀性，避免补强填料后期加入导致的混合不均匀或破乳现象的产生，实现对丁基胶乳制品的补强，并且片层状填料分散在丁基橡胶基体中，可以明显延长气体、病毒、溶剂等物质的渗透路径，对有害物质的阻隔作用增强，提高了胶乳制品的防渗透性能。
本发明还提供了一种丁基胶乳制品，包括：上述的丁基胶乳100重量份；硫磺0.5～3重量份；氧化锌2～5重量份；促进剂1～2重量份。
本发明提供的丁基胶乳制品优选为丁基胶乳手套。
本发明提供的丁基胶乳制品中硫磺的含量优选为1～3重量份，更优选为1.5～3重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述丁基胶乳制品中硫磺的含量具体为3重量份、1.5重量份或2.5重量份。
本发明提供的丁基胶乳制品中氧化锌的含量优选为2～4重量份，更优选为2～3重量份。
本发明提供的丁基胶乳制品中促进剂的含量优选为1～1.6重量份；所述促进剂优选为促进剂EZ和/或促进剂BZ，更优选为促进剂EZ和促进剂BZ；所述促进剂EZ和促进剂BZ的质量比优选为(0.5～2)：1，更优选为(0.8～1.5)：1，再优选为(1～1.3)：1，最优选为(1～1.2)：1。
按照本发明，所述丁基胶乳制品优选还包括防老剂；所述防老剂在丁基胶乳制品中的含量优选为0.5～2重量份，更优选为0.5～1.5重量份，再优选为0.5～1.2重量份，再优选为0.5～1重量份，最优选为0.5～0.7重量份；所述防老剂的种类为本领域技术人员熟知的防老剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为防老剂MB。
按照本发明，所述丁基胶乳制品优选还包括表面活性剂；所述表面活性剂在丁基胶乳制品中的含量优选为2～3重量份，更优选为2～2.5重量份，再优选为2重量份；所述表面活性剂的种类为本领域技术人员熟知的表面活性剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。
按照本发明，所述丁基胶乳制品优选还包括碱性稳定剂；所述碱性稳定剂在丁基胶乳制品中的含量优选为0.5～2重量份，更优选为0.5～1重量份，再优选为0.5重量份；所述碱性稳定剂为本领域技术人员熟知的碱性稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钾。
本发明还提供了一种上述丁基胶乳制品的制备方法，包括以下步骤：S)将丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，经熟成、浸渍、干燥与硫化后得到丁基胶乳制品。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
将丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，优选还加入防老剂、表面活性剂与碱性稳定剂中的一种或多种；所述丁基胶乳、硫磺、氧化锌、促进剂、防老剂、表面活性剂与碱性稳定剂均同上所述，在此不再赘述。
混合后熟成，得到熟成后的胶乳；所述熟成的温度优选为30℃～40℃；所述熟成的时间优选为8～15h，更优选为10～12h。
将浸渍凝固剂的模具浸渍熟成后的胶乳；所述模具优选先预热，然后浸渍凝固剂，干燥后得到浸渍凝固剂的模具；所述预热的温度优选为70℃～90℃；所述预热的时间优选为1～3min；所述凝固剂优选为氯化钙溶液；所述氯化钙溶液中氯化钙的质量浓度优选为30％～36％；所述浸渍凝固剂的时间优选为3～5s，更优选为4s；所述干燥的温度优选为80℃～100℃；所述干燥的时间优选为5～8min；所述浸渍熟成后的胶乳的次数优选为1～3次，更优选为1～2次；每次浸渍熟成后的胶乳的时间优选为3～5s，更优选为4s。
浸渍熟成后的胶乳后，胶膜干燥；所述胶膜干燥的温度优选为80℃～100℃；所述胶膜干燥的时间优选为7～10min。
胶膜干燥后优选进行沥滤，更优选反复浸入温水中进行沥滤；所述温水的温度优选为60℃～80℃，更优选为65℃～75℃，再优选为70℃；所述沥滤的时间优选为30～45min。
沥滤后烘干；所述烘干的温度优选为80℃～100℃；所述烘干的时间优选为7～10min。
最后经硫化后脱模，即可得到丁基胶乳制品；所述硫化的温度优选为90℃～110℃；所述硫化的时间优选为50～60min。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种丁基胶乳、丁基胶乳制品及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售；实施例及对比例中所用丁基橡胶的数均分子量为120000；实施例中所用的纳米白炭黑来源于湖北汇富纳米材料有限公司；纳米纤维素来源于湖北汇富纳米材料有限公司；纳米粘土来源湖北汇富纳米材料有限公司；实施例中丁基胶乳根据国标SH/T 1151.1-2019测得机械稳定性。
实施例1
使用正己烷溶解丁基橡胶，制成质量分数10％的胶液；使用月桂醇醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠(二者并用比1.5：1)作为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为4.5％(乳化剂水溶液中乳化剂的质量浓度)，并加入0.075％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.9％的氢氧化钾。取2.5kg胶液加入到2.5kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度6000rpm，乳化时间30min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量14.3％，残余溶剂含量57ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量55.2％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径0.54μm，机械稳定性0.65％，满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄3、氧化锌3、促进剂EZ 0.85、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
实施例2
使用正己烷溶解丁基橡胶，并加入10％的纳米白炭黑制成质量分数10％的胶液；使用月桂醇醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠(二者并用比1.5：1)作为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为4.5％(乳化剂水溶液中乳化剂的质量浓度)，并加入0.075％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.9％的氢氧化钾。取2.5kg胶液加入到2.5kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度6000rpm，乳化时间30min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量14.3％，残余溶剂含量45ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量54.3％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径0.71μm，机械稳定性0.72％，满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄3、氧化锌3、促进剂EZ 0.85、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
实施例3
使用正己烷溶解丁基橡胶，并加入15％的纳米纤维素制成质量分数15％的胶液；使用月桂醇醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠(二者并用比1.5：1)作为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为4.5％(乳化剂水溶液中乳化剂的质量浓度)，并加入0.5％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.9％的氢氧化钾。取2.5kg胶液加入到3.2kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度5000rpm，乳化时间40min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力27KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量15.6％，残余溶剂含量32ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速9000rpm，离心时间20min，得到固含量55.6％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径0.94μm，机械稳定性0.81％，满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄1.5、氧化锌2.5、促进剂EZ 0.5、促进剂BZ 0.5、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入90℃的烘箱中预热1.5min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度100℃，烘干时间5min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度90℃，烘干时间8min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间60min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
实施例4
使用正己烷溶解丁基橡胶，并加入5％的纳米粘土制成质量分数15％的胶液；使用油酸钾与十二烷基苯磺酸钠(二者并用比2：1)作为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为5％(乳化剂水溶液中乳化剂的质量浓度)，并加入0.05％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.7％的氢氧化钾。取10kg胶液加入到12.5kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度7000rpm，乳化时间50min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量13.4％，残余溶剂含量63ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量52.1％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径0.67μm，机械稳定性1.02％，满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄2.5、氧化锌3、促进剂EZ 0.5、促进剂BZ 0.5、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度95℃，烘干时间6min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度80℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间35min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度100℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度100℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
实施例5
使用正己烷溶解丁基橡胶，并加入3％的纳米粘土制成质量分数15％的胶液；使用油酸钾与十二烷基苯磺酸钠(二者并用比2：1)作为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为5％(乳化剂水溶液中乳化剂的质量浓度)，并加入0.05％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.7％的氢氧化钾。取10kg胶液加入到12.5kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度7000rpm，乳化时间50min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量13.4％，残余溶剂含量63ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量52.1％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径0.83μm，机械稳定性0.95％，满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄1.5、氧化锌2、促进剂EZ 0.75、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.7、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入80℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度90℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度90℃，烘干时间8min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度100℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
对比例1
使用实施例1制备的丁基胶乳。
将100g纳米白炭黑与2g扩散剂NF、0.2g氢氧化钾、97.8g去离子水混合加入到球磨机中研磨24h制备白炭黑的水性分散体。
将水性分散体白炭黑与水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB、稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、白炭黑10、硫黄3、氧化锌3、促进剂EZ 0.85、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
对比例2
使用正己烷溶解丁基橡胶，并加入10％的白炭黑制成质量分数10％的胶液；使用月桂醇醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠作(二者并用比1：1)为主乳化剂配制乳化剂水溶液，乳化剂用量为2％，并加入0.035％的助乳化剂span-80，0.25％的磷酸二氢钾，0.9％的氢氧化钾。取2.5kg胶液加入到2kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度6000rpm，乳化时间30min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量14.3％，残余溶剂含量32ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量54.3％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径1.02μm，机械稳定性2.34％，基本满足使用要求。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄3、氧化锌3、促进剂EZ 0.85、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
对比例3
使用正己烷溶解丁基橡胶，制成质量分数10％的胶液；使用油酸钾为主乳化剂，乳化剂用量为4.5％，并加入0.075％的助乳化剂span-80，0.45％的磷酸二氢钾，0.9％的氢氧化钾。取2.5kg胶液加入到2.5kg乳化剂水溶液中，使用高剪切乳化设备进行剪切乳化，乳化速度6000rpm，乳化时间30min。乳化后的乳液转移至减压蒸馏釜内，蒸馏压力30KPa，蒸馏温度80℃，通过消泡剂抑制泡沫产生，减压蒸馏3h后取出，此时胶乳固含量14.3％，残余溶剂含量45ppm。采用离心机对胶乳进行离心处理，离心机转速7000rpm，离心时间30min，得到固含量54.3％的浓缩丁基胶乳，胶乳平均粒径1.03μm，机械稳定性3.5％，胶乳贮存稳定性不达标。
将水性分散体硫黄、氧化锌、促进剂EZ、促进剂BZ、防老剂MB与稳定剂SDBS、稳定剂KOH加入到丁基胶乳中，各组分用量如下(按照干比计算)：丁基胶乳100、硫黄3、氧化锌3、促进剂EZ 0.85、促进剂BZ 0.75、防老剂MB 0.5、稳定剂SDBS 2、稳定剂KOH 0.5。
丁基胶乳手套制备：
(1)熟成：将加入各种配合助剂的丁基胶乳在30℃下进行熟成，熟成时间10h；
(2)模具预热：使用干净无污染的模具，放入70℃的烘箱中预热3min；
(3)浸凝固剂：取出预热后的模具，浸渍凝固剂(氯化钙含量35％的浸渍凝固剂)，浸渍时间4s；
(4)凝固剂烘干：模具浸完凝固剂后，放置于高温烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间8min；
(5)浸渍胶乳：取出烘干后的模具，浸渍胶乳，浸渍两次，每次浸渍4s；
(6)胶膜干燥：模具浸完胶乳后，放置于烘箱中烘干，烘箱温度85℃，烘干时间10min；
(7)沥滤：将干燥后的模具取出，反复浸入70℃温水中数次，沥滤时间45min；
(8)烘干：沥滤完成后将模具放回烘箱中继续干燥，烘箱温度90℃，干燥时间为8min；
(9)硫化：干燥完全后继续在烘箱中进行硫化，硫化温度110℃，硫化时间50min；
(10)脱模：将硫化完成后的手套从模具上脱下，进行性能测试。
表1丁基胶乳手套性能测试

Claims (8)

1.一种丁基胶乳，其特征在于，包括：
所述纳米补强填料选自纳米炭黑、纳米白炭黑、纳米粘土、纳米短纤维与纳米碳酸钙中的一种或多种；
所述助乳化剂选自OP-10、司班系列与吐温系列中的一种或多种；
所述稳定剂选自碱金属盐类化合物与碱；所述盐类化合物与碱的阳离子相同；
所述乳化剂选自油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠；所述油酸钾、歧化松香酸钾皂与月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种和十二烷基苯磺酸钠的质量比为(1～3)：1；
所述碱金属盐类化合物与碱的质量比为1：(1.5～3)。
2.根据权利要求1所述的丁基胶乳，其特征在于，所述丁基胶乳的固含量为50％～60％；所述丁基胶乳的平均粒径为0.5～1μm。
3.一种权利要求1所述的丁基胶乳的制备方法，其特征在于，由丁基橡胶纳米复合材料胶液经乳化剂溶液乳化、蒸馏、离心浓缩后得到；
所述丁基橡胶纳米复合材料胶液包括丁基橡胶、纳米补强填料与有机溶剂；
所述乳化剂溶液包括乳化剂、助乳化剂、稳定剂与水。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丁基橡胶纳米复合材料胶液中丁基橡胶的质量浓度为10％～20％；
所述乳化剂溶液中乳化剂的质量浓度为1％～5％；
所述丁基橡胶纳米复合材料胶液与乳化剂溶液的质量比为1：(0.8～1.5)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乳化的转速为4000～7000rpm；所述乳化的时间为10～50min；
所述蒸馏为减压蒸馏；所述蒸馏的温度为70℃～90℃；所述蒸馏的压力为20～45kPa；
所述离心浓缩的转速为7000～10000rpm；所述离心浓缩的时间为20～40min。
6.一种丁基胶乳制品，其特征在于，包括：
7.一种权利要求6所述的丁基胶乳制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S)将丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，经熟成、浸渍、胶膜干燥与硫化后得到丁基胶乳制品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S)具体为：
丁基胶乳、硫磺、氧化锌与促进剂混合，熟成，得到熟成后的胶乳；
将浸渍凝固剂的模具浸渍熟成后的胶乳，胶膜干燥，沥滤后烘干，硫化后脱模，得到丁基胶乳制品。
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