阅读说明：本技术 一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法 (Preparation method of mercaptan-regulated adhesive chloroprene rubber ) 是由 雒雄雄 刘慧彬 沈凯燕 高文龙 王禄 于 2018-07-04 设计创作，主要内容包括：本发明属粘接型氯丁橡胶制备技术领域,提供一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法,以氯丁二烯为聚合单体、硫醇为调节剂,以特定配比进行的低温乳液聚合反应,改变乳化剂加入方式后,即松香皂化后直接加入水相,减少物料溶解时间,可直接起到乳化作用,克服了乳化剂反应不完全利用率低等问题,改善了产品质量稳定性。制得的粘接型氯丁橡胶,高结晶性、粘接性及可接枝等优点,质量好、性能更稳定；降低产品中终止剂残留,使其接枝性能尤为突出,能更好的与其它单体进行接枝反应,尤其是甲基丙烯酸甲酯,耐老化性能非常好,克服了国内生产的同类产品无法接枝等难题,广泛应用于胶粘剂等相关行业产品中,满足下游客户的新需求。(The invention belongs to the technical field of preparation of adhesive chloroprene rubber, and provides a preparation method of adhesive chloroprene rubber regulated by mercaptan. The prepared adhesive chloroprene rubber has the advantages of high crystallinity, adhesiveness, grafting and the like, and has good quality and more stable performance; the residual terminating agent in the product is reduced, the grafting performance is particularly outstanding, the product can better perform grafting reaction with other monomers, particularly methyl methacrylate, the aging resistance is very good, the problems that similar products produced in China cannot be grafted and the like are solved, the product is widely applied to products of related industries such as adhesives and the like, and the new requirements of downstream customers are met.)

一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法

技术领域

本发明属于粘接型氯丁橡胶制备技术领域，具体地说涉及一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法。

背景技术

氯丁橡胶是氯丁二烯单体的高分子聚合物。低温氯丁橡胶因具有很好结晶性而表现出优异的粘接性能，因此广泛应用于胶粘剂领域。我国是鞋类、箱包类制品的大国，该类氯丁橡胶的需求较大，因此，开发高性能粘接型氯丁橡胶满足客户需求成为当务之急。

目前，国内生产的氯丁橡胶，结晶性较差、产品枝化严重、无法接枝、外观色泽黄，不能满足下游客户需求。

国外生产氯丁橡胶生产技术较为先进，由于氯丁橡胶生产放热较多，因此，其主要是通过提高乳液聚合过程中的水相比例来帮助散热，且将常用的乳化剂歧化松香，以歧化松香钾或钠盐的方式加入。此外，他们或通过在不同阶段加入不同比例的调节剂，或在反应的不同阶段采用不同的反应温度来进行控制，或在引发剂中加入一定量的调节剂，或在乳化过程中加入一定量的中性乳化剂，而且其转化率通常控制在70％左右。上述方法得到的产品质量较好，但上述操作使得生产工艺繁琐复杂。

申请号为201010562326.5，发明名称为一种粘接型氯丁橡胶的制备方法，该专利公开了一种粘接型氯丁橡胶的制备方法，包括如下步骤：1)将氯丁二烯、硫醇和主乳化剂完全溶解，制得油相；然后与水相混合乳化；乳化完全后，调节体系温度至5～20℃的反应温度下，连续加入自由基引发剂，引发聚合反应；2)在聚合反应转化率达到70％～75％时，加入终止剂停止反应；脱除未反应的单体，调节pH至5～7，经冷冻凝胶、水洗、干燥，制得粘接型氯丁橡胶。本发明的制备方法，其配方及工艺流程简单方便，可以方便的制得粘接型氯丁橡胶，且所得产品具有高结晶性、粘接性及可接枝性，质量好、性能稳定，克服了以前国内生产的同类产品无法接枝等难题，满足了下游客户的新需求。但是在制备方法中油相应用了主乳化剂，主乳化剂为固态，溶解过程需要较长时间，且乳化剂需在水油相混合反应后，最终起到乳化作用，这使得最终获得的产品质量稳定性存在不稳定因素，粘接性能难以达到理想状态，且产品中稳定剂残留量偏高，对产品的接枝性能影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法，该方法工艺流程简单，能够制得具有良好的结晶性、粘接性、可接枝的氯丁橡胶。

为了实现上述目的，本发明的一种硫醇调节的粘接型氯丁橡胶的制备方法，其包括如下步骤：

1)将氯丁二烯和硫醇混合溶解，制得油相；然后与水相混合乳化；所述油相以重量份计含有100份氯丁二烯和0.05～0.2份硫醇；所述水相以重量计包括2～5份乳化剂、0.3～0.6份助乳化剂、0.1～0.5份强碱、0.2～0.6份亚硫酸钠和105～150份软水；水相与油相的重量比为1.05～1.5∶1，乳化温度为15～25℃；乳化完全后，调节体系温度至5～20℃的反应温度下，连续加入自由基引发剂，引发聚合反应；

2)在聚合反应转化率达到70％～75％时，加入终止剂停止反应；脱除未反应的单体，调节pH至5～7，经冷冻凝胶、水洗、干燥，制得粘接型氯丁橡胶。

其中，所述硫醇优选为正十二烷基硫醇。

本发明制备方法以硫醇作为调节剂，其用量对于最终产品的质量具有重要影响，直接决定产品的性能，因此本发明中硫醇的用量控制在0.05～0.2重量份，优选使用正十二烷基硫醇。

本发明中所述水相以重量计包括2～5份主乳化剂、0.3～0.6份助乳化剂、0.1～0.5份强碱、0.2～0.6份亚硫酸钠和105～150份软水。

所述主乳化剂优选歧化松香钾皂、助乳化剂优选为β-萘磺酸甲醛缩合钠盐，所述强碱优选为氢氧化钾。

本发明中所述水相与所述油相的重量比为1.05～1.5∶1，乳化温度为15～25℃。

为使制得的粘接型氯丁橡胶具有良好的结晶性，本发明的聚合反应温度为5～20℃，优选为5～15℃。

本发明中所述自由基引发剂为过硫酸钾和/或蒽醌-2-磺酸钠(银盐)的软水溶液；其中，所述过硫酸钾的质量浓度为0.1～5％，所述蒽醌-2-磺酸钠(银盐)的质量浓度为0.1～5％。所述引发剂的用量根据聚合反应的速率进行适当调节。

本发明中所述终止剂按重量份计由1.5～4份甲苯、0.1～0.5份十二烷基硫酸钠、0.1～0.5份β-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.1～0.5份阻聚剂、0.1～0.5份抗氧剂、0.8～3份软水组成。其中，阻聚剂用于终止聚合反应，抗氧剂用于防止变质。

其中，阻聚剂可选用吩噻嗪、二乙基羟胺、N-异丙基羟胺的一种或几种。

另外，抗氧剂可选用抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂300、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂MB、抗氧剂264中的一种或几种。

上述制备方法在脱除未反应的单体后，优选用30％的醋酸溶液调节pH至5～7。

本发明制备方法是以氯丁二烯为聚合单体、硫醇为调节剂，以特定配比进行的低温乳液聚合反应，其所采用的聚合反应配方及工艺流程简单方便，改变乳化剂加入方式后，即松香皂化后直接加入水相，减少了物料溶解时间，加入的乳化剂无需反应可直接起到乳化作用，克服了乳化剂反应不完全利用率低等问题，改善了产品质量稳定性。采用本发明制得的粘接型氯丁橡胶，其重均分子量为400000～1000000、数均分子量为200000～500000，分子量分布为2～3，所得产品具有高结晶性、粘接性及可接枝等优点，质量好、性能更稳定；采用本发明方法制得的氯丁橡胶，调整了终止剂配比，降低了产品中终止剂残留，使其接枝性能较之前尤为突出，能够更好的与其它单体进行接枝反应，尤其是甲基丙烯酸甲酯，且耐老化性能也非常好，克服了以前国内生产的同类产品无法接枝等难题，能够广泛应用于胶粘剂等相关行业产品中，满足了下游客户的新需求。

具体实施方式

以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.12g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含有98.31g软水、8.92g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为2份)、0.19g氢氧化钾、0.4gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.32g亚硫酸钠的水相。在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度10℃下，用1％的过硫酸钾为引发剂引发聚合，在转化率达到70％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂吩噻嗪为0.1g，抗氧剂1010为0.3g。终止后减压脱除未反应单体，用30％的醋酸溶液调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥，制得粘接型氯丁橡胶。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为49.8、布氏粘度(5％甲苯溶液)为32.4、剥离强度为112N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为1564，接枝后粘度为3721。

实施例2

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.15g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含有133.27g软水、22.3g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为5份)、0.48g氢氧化钾、0.6gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.7g亚硫酸钠的水相。在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度10℃下，用质量浓度为1％的过硫酸钾为引发剂引发聚合，在转化率达到75％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂N-异丙基羟胺为0.45g，抗氧剂1076为0.5g。终止后减压脱除未反应单体，用30％的醋酸溶液调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥，制得粘接型氯丁橡胶。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为52.3、布氏粘度(5％甲苯溶液)为33.8、剥离强度为111N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为2004，接枝后粘度为4021。

实施例3

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.1g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含有124.97g软水、13.38g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为3份)、0.29g氢氧化钾、0.3gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.6g亚硫酸钠的水相。

在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度10℃下，用过硫酸钾和蒽醌-2-磺酸钠为引发剂引发聚合，在转化率达到70％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂二乙基羟胺为0.5g，抗氧剂2246为0.34g。终止后减压脱除未反应单体，用30％的醋酸溶液调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为50.1、布氏粘度(5％甲苯溶液)为37.2、剥离强度为130N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为1976，接枝后粘度为4014。

实施例4

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.08g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含有106.62g软水、17.84g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为4份)、0.38g氢氧化钾、0.6gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.2g亚硫酸钠的水相。在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度10℃下，用过硫酸钾和蒽醌-2-磺酸钠的混合溶液为引发剂引发聚合反应，在转化率达到70％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂二乙基羟胺为0.44g，抗氧剂264为0.1g。终止后减压脱除未反应单体，调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为51.9、布氏粘度(5％甲苯溶液)为38.2、剥离强度为119N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为2032，接枝后粘度为4789。

实施例5

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.2g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含133.29g水、15.61g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为3.5份)、0.34g氢氧化钾、0.5gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.2g亚硫酸钠的水相。在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度5℃下，用过硫酸钾和蒽醌-2-磺酸钠的混合溶液为引发剂引发聚合，在转化率达到70％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂二乙基羟胺为0.29g，抗氧剂MB为0.1g。终止后减压脱除未反应单体，调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为43.1、布氏粘度(5％甲苯溶液)为28、剥离强度为109N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为989，接枝后粘度为2474。

实施例6

在反应容器中，在氮气保护下加入100g氯丁二烯单体和0.05g正十二烷基硫醇。在搅拌的同时再加入含115.63g水、12.49g歧化松香钾皂(固含量25%，折干松香为2.8份)、0.27g氢氧化钾、0.5gβ-萘磺酸甲醛缩合钠盐、0.45g亚硫酸钠的水相。在20℃下乳化完毕后，调节体系温度至反应温度20℃下，用过硫酸钾和蒽醌-2-磺酸钠的混合溶液为引发剂引发聚合，在转化率达到70％时，加入终止剂停止聚合反应，其中终止剂中阻聚剂二乙基羟胺为0.1g、吩噻嗪0.1g，抗氧剂1010为0.2g、抗氧剂1076为0.2g辅配。终止后减压脱除未反应单体，调pH值5-7，冷冻凝胶，水洗，干燥。

经检测，该粘接型氯丁橡胶的门尼粘度为54、布氏粘度(5％甲苯溶液)为40、剥离强度为136N·cm^-1。采用甲苯、丙酮为溶剂，甲基丙烯酸甲酯为接枝单体进行接枝检测，接枝前布氏粘度为2442，接枝后粘度为5120。

数据表1

数据表2

由数据表一可见，用本发明专利方法制备的干胶，指标性能稳定，接枝成功率可达100%。而专利201010562326.5中并未提供接枝数据。数据表二显示，改变乳化剂加入方式后，乳化剂均可在8min以内溶解，而传统油相溶解方式均大于15min；乳化时间可缩短至15min，而传统油溶乳化剂乳化时间要大于30min，大大缩短了配料及乳化时间。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。