專利名稱：一種人造膠乳的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機化學品制備領(lǐng)域，具體地說是涉及一種利用乳化劑復配體系生產(chǎn)一種人造膠乳的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚異戊二烯膠乳是指合成聚異戊二烯顆粒分散于水介質(zhì)中所形成的穩(wěn)定的膠體分散體系。合成聚異戊二烯與天然橡膠在分子結(jié)構(gòu)上幾乎完全相同，物理性能接近于天然橡膠；聚異戊二烯膠乳性能也與天然膠乳相似。天然膠乳來自于橡膠樹，其主要成分為橡膠烴和水，還含有蛋白質(zhì)、類脂化合物、酶類等非橡膠成分。聚異戊二烯膠乳不含有非橡膠成分，純度更高，質(zhì)量均一，不會引起蛋白質(zhì)過敏，適于制造與人體肌膚接觸的產(chǎn)品，如用于制造醫(yī)用手套、避孕套等。聚異戊二烯乳化法是目前國際上制備聚異戊二烯膠乳的主要方法。這種方法是先將橡膠溶解于有機溶劑中，然后將乳化劑、水、橡膠溶液進行乳化，得到水包油型的乳液，再通過蒸餾去除有機溶劑，得到稀膠乳，經(jīng)過濃縮操作得到理想濃度的人造膠乳。乳化法生產(chǎn)聚異戊二烯膠乳時，乳化劑的選擇至關(guān)重要。乳化劑的選擇不僅影響著膠乳的生產(chǎn)工藝也同時影響著膠乳的性能。陰離子乳化劑歷史悠久、產(chǎn)量大，價格低，所以早先的膠乳生產(chǎn)都是采用陰離子的乳化劑進行生產(chǎn)。US3250737/ US 6329444/ US6075073 /W02008074513A1/US20090281211公開了一種使用陰離子乳化劑松香酸鉀制備聚異戊二烯膠乳的方法。US3971746公開了一種使用陰離子乳化劑油酸鉀制備聚異戊二烯膠乳的方法。US3285869/ US 3215649公開了一種將陰離子乳化劑松香酸鉀、油酸鉀、脂肪酸鹽復配后制備聚異戊二烯膠乳的方法。雖然使用陰離子乳化劑可以得到聚異戊二烯的膠乳，但是這種膠乳的粒子表面只分布一層負電荷，膠乳粒子之間靠電荷之間的相互排斥作用得到隔離，這種體系的膠乳粒子之間相互的結(jié)合傾向很大，在蒸除溶劑的過程中會有較多的橡膠粒子相互結(jié)合而破乳，所得產(chǎn)品的存儲穩(wěn)定性也較差。而且由于陰離子乳化劑都有較好的發(fā)泡性能，所以在蒸除溶劑的操作過程中產(chǎn)生較多的泡沫，這就增加了操作的難度，延長了蒸餾時間，降低了生產(chǎn)效率。由于非離子乳化劑具有相對穩(wěn)定性較高的特點，人們開始使用陰離子乳化劑和非離子乳化劑進行復配來制備膠乳。US2947715公開了一種采用陰離子乳化劑十二烷基硫酸鈉與非離子乳化劑Triton X-100進行復配制備人造膠乳的方法。非離子乳化劑的加入使得膠乳粒子表面不僅有一層負電荷，而且有非離子的水合層。這就使得膠乳的穩(wěn)定性有所提升，但是泡沫較多的問題仍沒有解決。
隨著高分子科學的發(fā)展，高分子乳化劑越來越受到人們的重視。相對小分子乳化劑而言它具有很多優(yōu)點，因為它的分子量較大，與橡膠的親和性好，而且一個分子上往往有多個親水性基團，同時高分子乳化劑在界面上有較好的吸附性，這兩點使它具有較好的乳化能力，而高分子乳化劑降低表面張力的能力較差，這就使得它與陰離子乳化劑和非離子乳化劑相比有較低的起泡性，可以大大減少泡沫的產(chǎn)生。同時高分子乳化劑還有很好的穩(wěn)定膠乳的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種利用乳化劑復配體系生產(chǎn)ー種人造膠乳的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該人造膠乳的生產(chǎn)方法包括先取18 20重量份數(shù)的異戊橡膠或順丁橡膠溶于180 190重量份數(shù)的環(huán)烷烴或脂肪烴中，配制成橡膠溶液；將O. 2 3. 2重量份數(shù)作為陰離子乳化劑的烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、松香酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽或月桂酸鹽的ー種或兩種以上任意比例混合，將O. I 2. 8重量份數(shù)作為非離子乳化劑的失水山梨醇脂類、聚氧こ烯失水山梨醇脂類或聚氧こ烯烷基酚醚類以及將O. 05 2. 4重量份數(shù)作為高分子乳化劑聚丙烯酸鹽類或聚丙烯酸酯類溶解于150 160重量份數(shù)的去離子水中并用氫氧化鉀將pH值調(diào)整為9 13，而制成乳化劑水溶液；將上述橡膠溶液和乳化劑水溶液以I :0. 5 2. O重量份數(shù)比同時倒入攪拌器中進行強力機械攪拌，形成宏觀均相的預乳化混合液；預乳化后的乳液先用高速乳化機以線速度10m/s乳化5分鐘，再用線速度16m/s乳化10分鐘，然后靜置3 4小時后過濾除去上層漂 浮物；將乳化后的乳液在30 90°C下進行常壓蒸餾，待去除75 80%的溶劑后再進行減 壓蒸餾，溫度30 90°C，負壓-O. 01 -O. IMPa，直到溶劑全部除去；待稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在8000r/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65 68%的膠乳，膠乳粒徑為400nm即為成品。本發(fā)明所述的環(huán)烷烴為正戊烷、異戊烷、環(huán)已烷或正已烷；而脂肪烴為苯。乳化劑總量占橡膠質(zhì)量的5%_20%，其中陰離子乳化劑占總?cè)榛瘎┑?0%_80%，非離子乳化劑占乳化劑總量10%-70%，高分子乳化劑占總?cè)榛瘎?%-60%。陰離子乳化劑在水中形成帶有電荷的離子對，通過乳化工藝使得膠粒的表面帶有負電荷，從而使膠乳粒子在電荷斥力的作用下能穩(wěn)定的存在于水中。本發(fā)明所使用的陰離子乳化劑包括但不限于烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、松香酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽、月桂酸鹽中的ー種或兩種以上任意比例混合；所述的烷基硫酸鹽優(yōu)選為十二烷基硫酸鈉；所述的烷基磺酸鹽優(yōu)選為十二烷基磺酸鈉；所述的烷基苯磺酸鹽優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉；所述的松香酸鹽優(yōu)選為歧化松香酸鉀；所述的油酸鹽優(yōu)選為油酸鉀或油酸鈉。非離子乳化劑的特點是在溶液中不是以離子狀態(tài)存在，所以它的穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)存在的影響，也不易受酸、堿的影響，與其他類型表面活性劑能混合使用，相容性好，在固體表面上不發(fā)生強烈吸附。本發(fā)明所使用的非離子乳化劑包含但不限于失水山梨醇脂類、聚氧こ烯失水山梨醇脂類、聚氧こ烯烷基酚醚類；所述的失水山梨醇脂類優(yōu)選為失水山梨醇單油酸脂(SpanSO);所述的聚氧こ烯失水山梨醇脂類優(yōu)選為聚氧こ烯(20)失水山梨醇單硬脂酸脂(Tween60);所述的聚氧こ烯燒基酹醚類優(yōu)選為聚氧こ烯(8)辛基苯基醚(Triton X-100)。高分子乳化劑由于分子量比較大，與橡膠相類似，所以與橡膠的相溶性比小分子好，可以更好的分布在橡膠顆粒的表面，使得乳液更加穩(wěn)定。而且高分子乳化劑且有起泡力低，可以減少泡沫的生成。本發(fā)明所使用的高分子乳化劑包含但不限于聚丙烯酸鹽類。所述的聚丙烯酸鹽類優(yōu)選為聚丙稀酸鈉或聚丙稀酸鉀；其中的聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸鈉分子量為I萬-20萬。本發(fā)明制備的聚異戊ニ烯膠乳有如下特點I、本發(fā)明與自由基乳液聚合所得膠乳相比，結(jié)構(gòu)可控，順式含量高且物理性能優(yōu)異。，與乳液聚合得到的膠乳相比，斷裂伸長率提高20%。拉伸強度提高13%。斷裂伸長率達到650%。拉伸強度18Mpa。2、本發(fā)明的膠乳與天然膠乳相比不含有蛋白質(zhì)、類脂化合物、酶類等非橡膠成分，純度更高，質(zhì)量均一，不會引起蛋白質(zhì)過敏，適于制造與人體肌膚接觸的產(chǎn)品，如用于制造醫(yī)用手套、避孕套等。3、膠乳粒徑分布窄，使得由本膠乳制備的膠乳產(chǎn)品膜厚一致性好。膠乳制品性能優(yōu)異。4、由本發(fā)明方法制備的順丁膠乳斷裂伸長率達到650%。拉伸強度18Mpa。性能優(yōu)
巳 下面將通過實例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準。
具體實施例方式實例I :
稱取20g異戍橡膠溶于180g環(huán)已燒中，配制成10 wt%的橡膠溶液；將0. 80g十二燒基硫酸鈉、0. 15g Span 80和0. 05g聚丙烯酸鉀溶解于150g去離子水中并用氫氧化鉀將PH值調(diào)整為9 13范圍內(nèi)；將橡膠溶液和乳化劑水溶液一同倒入圓底燒瓶進行強力機械攪拌，形成宏觀均相混合液。預乳化后的乳液先用高速乳化機以線速度lOm/s乳化5分鐘，再用線速度16m/s乳化10分鐘，然后靜置3h后過濾除去上層漂浮物。將乳化好的乳液在30-90°C下進行常壓蒸餾，等到去除80% (大部分)溶劑后再進行減壓蒸餾，溫度30-90°C，壓力-0.01- -0. IMPa，直到溶劑全部除去。等到稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在SOOOr/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65%的膠乳。膠乳粒徑為400nm。實例2
先取18 20千克的順丁橡膠溶于180 190千克的苯中，配制成橡膠溶液；將0. 2
3.2千克作為陰離子乳化劑的十二烷基磺酸鈉、油酸鈉各自占二分之一的比例混合，將0. I 2. 8千克作為非離子乳化劑的聚氧乙烯(20)失水山梨醇單硬脂酸脂(Tween60)及將0. 05 2. 4千克作為高分子乳化劑聚丙烯酸鉀溶解于150 160千克的去離子水中并用氫氧化鉀將pH值調(diào)整為9 13，而制成乳化劑水溶液；將上述橡膠溶液和乳化劑水溶液以I :0. 5 2. 0重量份數(shù)比同時倒入攪拌器中進行強力機械攪拌，形成宏觀均相的預乳化混合液；預乳化后的乳液先用高速乳化機以線速度lOm/s乳化5分鐘，再用線速度16m/s乳化10分鐘，然后靜置3 4小時后過濾除去上層漂浮物；將乳化后的乳液在30 90°C下進行常壓蒸餾，待去除75 80%的溶劑后再進行減壓蒸餾，溫度30 90°C，負壓-0. 01 -0. IMPa，直到溶劑全部除去；待稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在8000r/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65 68%的膠乳，膠乳粒徑為400nm即為成品。實例3
先取18 20千克的異戊橡膠溶于180 190千克的環(huán)已烷中，配制成橡膠溶液；將
0.2 3. 2千克作為陰離子乳化劑的十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、岐化松香酸鉀各自占三分之一的比例混合，將O. I 2. 8千克作為非離子乳化劑的聚氧こ烯(8)辛基苯基醚(Triton X-100)及將O. 05 2. 4千克作為高分子乳化劑聚丙烯酸鉀溶解于150 160千克的去離子水中并用氫氧化鉀將PH值調(diào)整為9 13，而制成乳化劑水溶液；將上述橡膠溶液和乳化劑水溶液以I :0. 5 2. O重量份數(shù)比同時倒入攪拌器中進行強力機械攪拌，形成宏觀均相的預乳化混合液；預乳化后的乳液先用高速乳化機以線速度lOm/s乳化5分鐘，再用線速度16m/s乳化10分鐘，然后靜置3 4小時后過濾除去上層漂浮物；將乳化后的乳液在30 90°C下進行常壓蒸餾，待去除75 80%的溶劑后再進行減壓蒸餾，溫度30 90で，負壓_0.01 -O. IMPa，直到溶劑全部除去；待稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在8000r/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65 68%的膠乳，膠乳粒徑為400nm即為成品。實施例3-6及對比實施例的方法和步聚同實施例1，所涉及乳化劑的用量和比例
如表一所不。表一各種表面活性劑的復配方案
權(quán)利要求
1.ー種人造膠乳的生產(chǎn)方法，該方法包括先取18 20重量份數(shù)的異戊橡膠或順丁橡膠溶于180 190重量份數(shù)的環(huán)烷烴或脂肪烴中，配制成橡膠溶液；將O. 2 3. 2重量份數(shù)作為陰離子乳化劑的烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、松香酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽或月桂酸鹽的ー種或兩種以上任意比例混合，將O. I 2. 8重量份數(shù)作為非離子乳化劑的失水山梨醇脂類、聚氧こ烯失水山梨醇脂類或聚氧こ烯烷基酚醚類以及將O. 05 2. 4重量份數(shù)作為高分子乳化劑聚丙烯酸鹽類或聚丙烯酸酯類溶解于100 160重量份數(shù)的去離子水中并用氫氧化鉀將PH值調(diào)整為9 13，而制成乳化劑水溶液；將上述橡膠溶液和乳化劑水溶液以I :0. 5 2. O重量份數(shù)比混合并同時倒入攪拌器中進行強力機械攪拌，形成宏觀均相的預乳化混合液；預乳化后的乳液先用高速乳化機以線速度lOm/s乳化5分鐘，再用線速度16m/s乳化10分鐘，然后靜置3 4小時后過濾除去上層漂浮物；將乳化后的乳液在30 90°C下進行常壓蒸餾，待去除75 80%的溶劑后再進行減壓蒸餾，溫度30 90で，負壓_0.01 -O. IMPa，直到溶劑全部除去；待稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在8000r/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65 68%的膠乳，膠乳粒徑為400nm即為成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述作為制成乳化劑水溶液的陰離子乳化劑占總?cè)榛瘎┑?0%-60%，非離子乳化劑占乳化劑總量10%-50%，高分子乳化劑占總?cè)榛瘎?%-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是環(huán)烷烴為正戊烷、異戊烷、環(huán)已烷或正已烷；脂肪烴為苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的烷基硫酸鹽為十二燒基硫酸納。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉；所述的烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的松香酸鹽為歧化松香酸鉀或歧化松香酸鈉；所述的油酸鹽為油酸鉀或油酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的失水山梨醇脂類為失水山梨醇單油酸脂(SpanSO )。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的聚氧こ烯失水山梨醇脂類為聚氧こ烯(20)失水山梨醇單硬脂酸脂(TweeneO)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的聚氧こ烯烷基酚醚類優(yōu)選為聚氧こ烯(8)辛基苯基醚(Triton X-100)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造膠乳的生產(chǎn)方法，其特征是所述的聚丙烯酸鹽類或聚丙烯酸酯類為聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸鈉以及聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸鈉，其中的聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸鈉分子量為I萬-20萬。
全文摘要
一種人造膠乳的生產(chǎn)方法，該方法包括先取一定量的異戊橡膠或順丁橡膠溶于環(huán)烷烴或脂肪烴中配成橡膠溶液，一定量的陰離子乳化劑、非離子乳化劑和高分子乳化劑溶于去離子水中并調(diào)整pH值9～13制成乳化劑水溶液；將一定量的橡膠溶液和乳化劑水溶液混合并進行強力攪拌，形成宏觀均相的預乳化混合液；預乳化后的乳液先用乳化機以線速度10m/s乳化，再用線速度16m/s乳化，靜置后過濾除去上層漂浮物；將乳化后的乳液進行常壓蒸餾，待去除在部溶劑后進行減壓蒸餾，直到溶劑全部除去；待稀膠乳的溫度降到室溫后用離心機在8000r/min的條件下進行離心操作，得到固含量為65～68%的膠乳，膠乳粒徑為400nm即為成品。
文檔編號C08L9/10GK102702395SQ20121018415
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者孫育成, 張函, 武小華, 苗麗娜, 裴素明, 趙敏, 陶俊 申請人:遼寧和運合成橡膠研究院有限公司