[發(fā)明專利]一種聚異戊二烯膠乳的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410492206.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104292473B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸軍;裴素明;池水媛;黃丹丹;王巖;劉婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧和運(yùn)合成橡膠研究院有限公司
• 主分類號(hào): C08J3/05
• 分類號(hào): C08J3/05;C08L9/00;C08K5/42;C08K5/098;C08C1/10;C08C1/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成膠乳的制備方法，尤其涉及一種具有較高機(jī)械穩(wěn)定性能的聚異戊二烯膠乳的制備方法。

背景技術(shù)

天然膠乳具有易于成膜，制品彈性大以及皮膚親和性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)用手套、避孕套和導(dǎo)尿管等醫(yī)用制品的生產(chǎn)。但天然膠乳中含有少量的蛋白質(zhì)成分，其制品與人體接觸極易引起過(guò)敏反應(yīng)，危害人體健康。此外，受氣候和種植條件的限制，國(guó)內(nèi)的天然膠乳無(wú)論是產(chǎn)量以及總體性能均遜于東南亞諸國(guó)的天然膠乳。以避孕套為例，?95%以上的國(guó)內(nèi)廠家選用的原料為進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)天然膠乳。人造聚異戊二烯膠乳的化學(xué)成分與天然膠乳相同，僅含有少量的表面活性劑和防老劑等，不含有致敏性的蛋白質(zhì)成分，被視為天然膠乳的替代品。目前，聚異戊二烯膠乳的制備方法有乳液聚合法和異戊橡膠溶解乳化法兩種，而異戊橡膠溶解乳化法工藝流程簡(jiǎn)單可控，更易于放大生產(chǎn)。

US?2009/0281211?A1公開(kāi)了一種人造膠乳的制備方法，該方法提供開(kāi)了一種用于制備聚異戊二烯膠乳的連續(xù)/半連續(xù)式乳化工藝。以松香皂類為乳化劑，有機(jī)烴溶解聚異戊二烯橡膠制備膠液為油相，油水比（體積比）為1.5-2.5。采用均質(zhì)器通過(guò)二階段均質(zhì)實(shí)現(xiàn)乳化，再經(jīng)溶劑脫除后，制得平均粒徑為0.5-2.0μm的聚異戊二烯膠乳。其中一階段均質(zhì)乳化的線速度為8-16?m/s，二階段均質(zhì)乳化的線速度為16-35?m/s。該方法制備的膠乳分子量損失較大，二階段乳化結(jié)束后，聚合物分子量損失為6%?-?18%。這一方面可能是由于乳化工藝不當(dāng)造成的，另一方面是乳化劑濃度偏低且油水比較高時(shí)，制備較小平均粒徑的水性膠乳需要更高的剪切速度，高剪切力作用容易造成分子鏈斷鏈。以上原因相互作用，最終導(dǎo)致乳化過(guò)程中聚合物分子量的損失較高。US2011/0112217公開(kāi)了一種聚異戊二烯膠乳的制備方法，采用兩級(jí)或多級(jí)方式逐步脫除O/W乳液中的烴溶劑進(jìn)而制得膠乳。為了抑制脫溶劑泡沫的形成，需要加入消泡劑。同時(shí)需為泡沫層預(yù)留出50%左右的蒸發(fā)容器高度以防止沖料，蒸發(fā)容器的有效體積利用率較低，僅為20%左右。CN?103030820?A提供了一種醫(yī)用聚異戊二烯膠乳的制備方法，乳化劑的用量較高，其相對(duì)于干膠的質(zhì)量比為30%?-?40%，其中非離子乳化劑占50%左右，油水比（質(zhì)量比）在1.0以下，所制得膠乳可以滿足刺激和致敏性的要求。該方法中，乳化劑用量偏高，將不可避免的導(dǎo)致膠乳浸漬制品中殘留較高的乳化劑，增加制品的后處理成本。同時(shí)乳化劑用量偏高也將推高聚異戊二烯膠乳的價(jià)格，強(qiáng)化對(duì)天然膠乳的價(jià)格劣勢(shì)。相應(yīng)的，膠乳濃縮過(guò)程產(chǎn)生的乳清廢水中表面活性劑殘留量也較高，為難處理的高COD廢水，帶來(lái)環(huán)境危害。此外，該乳化劑體系中非離子乳化劑比重較高，直接降低離子沉積過(guò)程中的膠凝速度，不利于膠乳浸漬制品生產(chǎn)效率的提高。

合成膠乳在輸送，存儲(chǔ)和配合等過(guò)程中受到攪拌帶來(lái)的剪切力作用，會(huì)對(duì)膠乳產(chǎn)生強(qiáng)烈的去穩(wěn)定效應(yīng)，損害膠乳的性能。為了抵抗這種高剪切作用帶來(lái)的去穩(wěn)定作用，膠乳必須具備相當(dāng)?shù)臋C(jī)械穩(wěn)定性能，否則極易產(chǎn)生膠凝，影響膠乳的使用。而目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于合成聚異戊二烯膠乳的機(jī)械穩(wěn)定度的研究鮮有報(bào)道。

綜上所述，優(yōu)化工藝，降低乳化劑以及其他助劑的用量，實(shí)現(xiàn)乳清回用以減少?gòu)U水排放，制備出高機(jī)械穩(wěn)定性能的聚異戊二烯膠乳，既是經(jīng)濟(jì)效益的需要，又是膠乳生產(chǎn)行業(yè)履行節(jié)能減排義務(wù)的題中之義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種在較低的乳化劑用量下制備具有較高機(jī)械穩(wěn)定性能的聚異戊二烯膠乳的方法，該方法同時(shí)可實(shí)現(xiàn)低分子量損失，乳清中乳化劑的回用以及膜分離脫除溶劑。

本發(fā)明的目標(biāo)通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

所述制備方法包括如下步驟：

（1）飽和烷烴在50-60℃下溶解異戊橡膠，溶解時(shí)間為18-24?h，配制濃度為8.0-15.0%的膠液；將主乳化劑、助乳化劑和穩(wěn)定劑加入去離子水中，配制乳化劑水溶液，乳化劑水溶液中主乳化劑濃度為1.0-5.0%，助乳化劑濃度為0-2.0%，穩(wěn)定劑濃度為0.05-0.15%，再用氫氧化鉀或磷酸二氫鉀調(diào)節(jié)乳化劑水溶液的pH值到10.0-12.0；所述的主乳化劑為12-20碳鏈的烷基苯磺酸鹽、松香皂、烷基硫酸鈉、醇醚羧酸鹽中的至少一種，助乳化劑為司班系列、吐溫系列、聚氧乙烯醚系列中的至少一種，穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸或和月桂酸鉀；

（2）?將膠液按油水比0.5-2.5加入乳化劑水溶液中，利用機(jī)械攪拌預(yù)混10-40?min后泵入乳化罐中，利用剪切機(jī)在剪切線速度為3.0-15.0m/s、剪切時(shí)間為10-30min的條件下進(jìn)行高剪切作用制得O/W型聚合物乳液；