一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法
阅读说明：本技术 一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法 (Preparation method of neoprene latex for engineering waterproofing ) 是由 叶伟 戴祖宏 曾维亮 于凯华 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及氯丁胶乳技术领域,具体公开了一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法,包括以下步骤：称量氯化铝粉末,加水搅拌至溶解；在水相配制槽内加入水,在搅拌作用下依次加入氢氧化钠、盐类和乳化剂得水相,将氯化铝溶液与水相混合；将氯丁二烯送入油相配制槽内,加入调节剂,搅拌使调节剂溶解；在配制槽内加入水,乳化剂和碳酸钠,搅拌溶解得甲液,在配制槽内加入软水,加入防老剂和吩噻嗪,搅拌溶解得乙液,将甲液和乙液混合乳化30～45min得终止剂；聚合釜中先加入油相,后加入水相,搅拌乳化,加入引发剂开始聚合,当总固物合格后,放入终止釜深转,后加入终止剂,搅拌30～35min制得成品胶乳；采用本发明的制备方法可制得稳定性高、防水性能良好的阳离子氯丁胶乳。(The invention relates to the technical field of neoprene latex, and particularly discloses a preparation method of neoprene latex for engineering waterproofing, which comprises the following steps: weighing aluminum chloride powder, adding water and stirring until the aluminum chloride powder is dissolved; adding water into a water phase preparation tank, sequentially adding sodium hydroxide, salts and an emulsifier under the stirring action to obtain a water phase, and mixing an aluminum chloride solution with the water phase; feeding chloroprene into an oil phase preparation tank, adding a regulator, and stirring to dissolve the regulator; adding water, an emulsifier and sodium carbonate into a preparation tank, stirring and dissolving to obtain a first solution, adding soft water into the preparation tank, adding an anti-aging agent and phenothiazine, stirring and dissolving to obtain a second solution, and mixing and emulsifying the first solution and the second solution for 30-45 min to obtain a terminator; adding an oil phase into a polymerization kettle, adding a water phase, stirring and emulsifying, adding an initiator to start polymerization, putting the polymerization kettle into a termination kettle to perform deep rotation after the total solids are qualified, adding a terminator, and stirring for 30-35 min to obtain a finished latex; the cationic neoprene latex with high stability and good waterproof performance can be prepared by adopting the preparation method.)
技术领域
本发明涉及氯丁胶乳技术领域，特别涉及一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法。
背景技术
氯丁胶乳是以氯丁二烯在乳液中聚合而成。氯丁胶乳由于采用的乳化剂、引发剂、调节剂、终止剂、辅助单基物和聚合条件的不同，可以生产许多不同特性和用途的品种以适应不同制品的需要。氯丁胶乳大体可分为阴性胶乳和阳性胶乳两大类别。国产氯丁胶乳有适合制造工业手套和其它浸渍制品的通用型氯丁胶乳，有适合制造海绵类制品的浓缩氯丁胶乳和可用以制造气象气球及低温特性要求制品的耐寒氯丁胶乳。这些胶乳都属于阴性胶乳。
氯丁胶乳应用于胶粘剂，多为阴离子胶乳，适用于纸张、棉布、纤维、皮革、木材的粘接。不适用于工程防水材料。阴离子氯丁胶乳的胶乳粒子带负电核，有利于和带有正电核的被粘物(如纸张、棉布、纤维、皮革、木材等)粘合。工程用的材料，如水泥、玻璃及具有高价金属离子的材料，因表面带负电核，与阴离子胶乳粒子表面电核相同，吸附性差。因此，阴离子胶乳不适用于工程防水材料。
基于上述问题，我司研发了一种工程防水用的阳离子氯丁胶乳的制备方法，该方法能够制备得到稳定性良好，且防水性好的阳离子氯丁胶乳。
发明内容
本发明提供了一种稳定性良好，工程防水用氯丁胶乳的制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法，包括以下步骤：
步骤1配制氯化铝溶液：称量氯化铝粉末，加水搅拌，使氯化铝完全溶解；
步骤2配制水相：在水相配制槽内加入水，在搅拌作用下依次加入氢氧化钠、盐类和乳化剂得水相，将步骤1配制的氯化铝溶液与水相混合；
步骤3配制油相：将氯丁二烯送入油相配制槽内，调节温度后，加入调节剂，搅拌使调节剂溶解；
步骤4配制终止剂：在配制槽内加入水，升温至40～45℃后加入乳化剂和碳酸钠，搅拌溶解得甲液，在配制槽内加入软水，升温至75～85℃后加入防老剂和吩噻嗪，搅拌溶解得乙液，将甲液和乙液混合乳化30～45min得终止剂，乳化温度为75～80℃；
步骤5聚合：聚合釜中先加入步骤2制得的油相，再加入步骤1制得的水相，搅拌乳化20～25min，乳化温度为34～38℃，加入引发剂开始聚合，当总固物大于49％后，放入终止釜深转，深转时间为8～9h，深转温度为40～50℃，后加入步骤3制得的终止剂，搅拌30～35min制得成品胶乳。
本技术方案的技术原理和效果在于：
1、采用本方法制得的氯丁胶乳稳定性高，在做成工程用粘接剂的过程中，不会产生凝胶的现象，同时制成的粘接剂防水效果好。
2、本方案中由于部分氯化铝与水相中的氢氧化钠反应形成了氢氧化铝的絮状物，而絮状物能够对胶乳起到保护作用，同时氯化铝在胶乳的体系中可电离，还起到电解质的作用。
进一步，所述步骤1～4中加入的水均为不含钙、镁的软水。
有益效果：采用软水可避免在配制和聚合过程中引入不必要的钙、镁杂质，从而影响胶乳的质量。
进一步，所述步骤2中氯化铝溶液完全溶解到水相中后，通入蒸汽，使水相升温至45～55℃。
有益效果：乳化前对水相升温，保证与油相乳化后乳液温度可以使引发剂产生自由基，引发聚合反应。
进一步，所述步骤2和步骤4中采用的乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基溴化铵。
有益效果：乳化剂采用十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基溴化铵能够使得胶乳粒子带上正电荷，从而制得稳定性高的阳离子氯丁胶乳。
进一步，所述步骤3中采用氮气压送氯丁二烯。
有益效果：采用氮气压送氯丁二烯能够隔绝空气中氧气对胶乳的不良影响。
进一步，所述步骤3中采用的调节剂为二异丙基黄原酸酯和硫。
有益效果：二异丙基黄原酸酯和硫作为调节剂能够使聚合物有满足要求的分子量范围。
进一步，所述步骤4中采用的防老化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
有益效果：采用上述三种防老化剂均能达到良好的防老化作用。
进一步，所述步骤5中采用的引发剂为双氧水。
有益效果：双氧水在作为引发剂时，双氧水中含有的过氧基(—O—O—)，在受热后—O—O—键断裂，***成两个相应的自由基HO.，从而引发氯丁二烯单体聚合。
进一步，所述步骤5中制得的成品胶乳静止30min以上，过滤后进行包装。
有益效果：为保证最终成品胶乳的质量，将制备过程中可能出现的凝胶进行过滤处理。
进一步，所述步骤5制得的成品胶乳在25～30℃下贮存。
有益效果：在25～30℃温度下贮存能够保证成品胶乳的质量，防止过高和过低的温度对其产生不良影响。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1～5为制备氯丁胶乳所需原料的组成，以重量份计，如下表1所示：
表1为实施例1～5氯丁胶乳制备所用原料的组成
以制备实施例1为例，对氯丁胶乳制备方法进行详细的说明，一种工程防水用氯丁胶乳的制备方法，包括以下步骤：
步骤1配制氯化铝溶液：
将称量好的氯化铝(即三氯化铝)，加入配制桶内，不断搅拌下缓慢加入软水(不含钙、镁等离子)，使氯化铝溶解完全，冷却至常温后，备用。
步骤2配制水相：
在水相配制槽计量好软水后，在搅拌作用下依次加入称量好的氢氧化钠、盐类和十二烷基三甲基氯化铵制得水相，将配制好的氯化铝溶液倒入水相液中，同时用泵循环，使加入水相配制槽中的物质溶解完全。
在水相配完后，将水相用泵打入水相计量槽，通入蒸汽升温至45～55℃，本实施例中将水相温度升温至50℃。
步骤3配制油相：
用氮气将氯丁二烯压送到油相配制槽内，调节温度(夏天：≤16℃，冬天：16～18℃)，加入称量好的调丁(二硫化二异丙基黄原酸酯)和硫，搅拌溶解20分钟即可。
步骤4配制终止剂：
甲液配制：在配制槽内加入软水，升温至40～45℃时，本实施例中升温至40℃，加入称量好的十二烷基三甲基氯化铵和碳酸钠，搅拌溶解30分钟即可。
乙液配制：在配制槽中计量好软水，升温至75～85℃时，加入防老剂264(即2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)和吩噻嗪(即硫化二苯胺)，搅拌溶解30分钟即可。
终止剂乳化：将配好的甲液和乙液，搅拌混合，乳化30分钟，控制并保持其温度在75～80℃。
步骤5聚合：
聚合釡接料前，先全面检查无误后，再通知油相岗位放料，先放油相，然后放入水相，温度保持在34～38℃，搅拌乳化20分钟，加入准确计量的引发剂双氧水后即开始聚合反应，通过调节盐水的量以控制聚合温度，前期每1.5小时测量一次比重，后期每0.5小时测量一次比重，待乳液比重达1.098时取样分析总固物含量，当总固物含量超过49％时，放入终止釡深转，深转8小时，深转温度为40-50℃，每30分钟记录一次，然后取终止前样，固含量达到要求后，即可加入步骤4配制的终止剂，搅拌30分钟放入包装贮槽待包装。
成品胶乳经中控分析合格后，静止30分钟以上，然后过滤，装桶待验，取样检查合格后入库。成品胶乳在25～30℃下贮存。
上述聚合反应过程如下：
上式中M代表氯丁二烯单体，双氧水作为引发剂时，双氧水含有的过氧基(—O—O—)，受热后—O—O—键断裂，***成两个相应的自由基HO.，从而引发单体聚合。
为充分说明实施例1～4制备的阳离子氯丁胶乳的优良的稳定性和防水性，另外列举两组对比例进行说明，对比例1～2：
对比例1为：同类型氯丁胶乳产品(型号：LK-50)。
对比例2为：与实施例1的区别在于，步骤2的水相中未添加氯化铝。
对比例3为：与实施例1的区别在于，步骤4中甲液配制时使用的乳化剂为非阳离子乳化剂。
对上述实施例1～4和对比例1～3进行实验检测：
1、稳定性检测
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为实施例1～4和对比例1～3氯丁胶乳的稳定性
编号
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
对比例1
对比例2
对比例3
凝胶量
无
无
无
无
微量
少量
少量
结合表2可知，实施例1～4得到的氯丁胶乳在实验过程中并无凝胶发生，即稳定性好，在制备成粘接剂的过程中不会因产生凝胶而影响粘接剂的质量和效果，而相较于对比例1～3，市场上同类型的氯丁胶乳的稳定性略次于本申请中得到的氯丁胶乳，而对比例2由于未加入氯化铝，无保护胶体产生，因此稳定性较差。
2、透水性检测
将实施例1-4和对比例1-3的氯丁胶***由用户按同一配方制成桥面用粘接剂，将粘结剂均匀涂在牛皮纸上，待其完全固化后用路面渗水仪检测30min后牛皮纸的透水情况，试验结果如下表3所示：
表3为实施例1～4和对比例1～3的氯丁胶乳制成的粘接剂的透水性结果
编号
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
对比例1
对比例2
对比例3
透水性
无透水现象
无透水现象
无透水现象
无透水现象
无透水现象
轻微透水
轻微透水
由上表3可知，实施例1-4制备的氯丁胶乳在使用时，不会出现透水现象，而对比例2～3均出现轻微的透水情况。
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。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。