阅读说明：本技术 一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法 (Preparation method of high-gel type bonding neoprene latex ) 是由 曾维亮 叶伟 戴祖宏 于凯华 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于橡胶生产领域,具体公开了一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法,包括水相配制、油相配制、助剂配制以及聚合四个步骤,所述助剂配制包括引发剂配制、终止剂配制以及乳化剂配制,乳化剂配制使用原料为非离子乳化剂,水相配制时也加入该非离子乳化剂,油相配制时加入歧化松香乳化剂。采用本发明的工艺,制备出的高凝胶型粘接氯丁胶乳性能更加优良。(The invention belongs to the field of rubber production, and particularly discloses a preparation method of high-gel bonded neoprene latex. The high-gel adhesive neoprene latex prepared by the process has better performance.)

一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法

技术领域

本发明属于橡胶生产领域，具体涉及了一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法。

背景技术

氯丁胶乳是一种高分子聚合物，属于氯丁橡胶制品中的一种。氯丁胶乳粘结力强，因此常常用于制作胶粘剂，能够粘接橡胶、皮革、织物、造革、塑料、木材、纸品、玻璃、陶瓷、混凝土、金属等多种材料，因此，氯丁橡胶胶粘剂也称“万能胶”。

按凝胶含量，可将氯丁胶乳分为中等凝胶、高凝胶和溶胶型三种类型，现有技术中高凝胶型胶乳的制备中一般加入较多的低分子乳化剂，在做粘接材料时，由于低分子的迁移会造成粘结时间较短，不符合粘接材料的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法，包括水相配制、油相配制、助剂配制以及聚合四个步骤，所述助剂配制包括引发剂配制、终止剂配制以及乳化剂配制，水相配制时亦加入非离子乳化剂，油相配制时加入歧化松香乳化剂。

本基础方案的工作原理以及有益效果在于：

在乳化时加入非离子乳化剂，非离子乳化剂参与胶束的形成，提供胶束水合层的厚度、电荷强度等表面性能。而现有技术中胶乳生产时会加入非离子乳化剂，但过多的非离子乳化剂加入乳液中会影响胶乳成膜速度和湿胶强度。我们的工艺中采用大组分的歧化松香加少量的非离子乳化剂，且没有其他合成乳化剂，有效避免了上述缺点。

进一步，非离子乳化剂为聚氧乙烯醚乳化剂溶液。

有益效果：聚氧乙烯醚有合适的HLB值，作为乳化剂，较少的用量即可形成稳定乳液。

进一步，水相配制步骤为在搅拌过程中依次加入液碱、碳酸钠、聚氧乙烯醚乳化剂至完全溶解。

有益效果：水相中加入碳酸钠，在聚合和贮存过程中时，碳酸钠可中和聚合反应过程中产生和氯丁胶乳储存时脱出的氯化氢，缓冲PH的下降，以维持聚合及储存期氯丁胶乳的稳定性。

进一步，终止剂配制包括以下步骤：

S1、终止剂甲液配制

搅拌软水并将软水升温后，在软水内加入液碱溶解；

S2、终止剂乙液配制

在搅拌过程中依次加入苯、歧化松香乳化剂、防老剂；

S3、混合

终止剂甲液和终止剂乙液在40-45℃时混合搅拌。

有益效果：终止剂分为甲液和乙液进行配制，在乙液配制时，通过苯作为溶剂溶解歧化松香和防老剂。然后再与甲液混合，形成稳定的终止剂乳液。

进一步，聚合包括以下步骤：

S1、依次加入油相、水相进行搅拌后添加乳化剂；

S2、添加引发剂和氨水；

S3、胶乳比重达到1.10以上时，将胶乳加入终止釜深转8-12小时，加入终止剂；

S4、加入防冻剂。

有益效果：聚合时加入氨水，可起到调节PH值、促进反应持续进行、保持乳液稳定的作用。

进一步，防冻剂为尿素溶液。

有益效果：效果好，价格便宜方便配制。

进一步，引发剂分多次加入。

有益效果：引发剂多次加入，保证聚合反应持续、稳步进行。

进一步，油相配制步骤包括在氯丁二烯内加入调节剂，调节剂溶解后加入歧化松香乳化剂。

有益效果：通过调节剂的添加量可初步影响凝胶和溶胶的含量。

进一步，引发剂内加入活化剂。

有益效果：活化剂加入可降低反应活化，以促进自由基的产生，便于引发聚合反应。

进一步，调节剂的添加量为0.3-0.6％。

有益效果：通过调节剂的量调节聚合物分子量，合适的分子量才有好的强度。过多或过少直接影响使用时的强度性能。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

表1为实施例1～6中各原料组成设置，单位均为重量份：

表1

下面以实施例1为例，对一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法进行详细的说明。

一种高凝胶型粘接氯丁胶乳的制备方法，包括以下步骤：

A、水相配制

水相配制槽中计量好软水，在搅拌下依次加入氢氧化钠(液碱)、碳酸钠、非离子乳化剂，本实施例中，非离子乳化剂选用聚氧乙烯醚乳化剂溶液，此外也可选用聚氧乙烯脂肪醇醚类乳化剂。同时用泵循环，使其完全溶解，然后取样分析至合格，即溶液中的物质都完全溶解，备用。

启动水相泵将配制合格的水相液输送至水相计量槽中，达到要求的用量时，关闭水相上料考克、停泵，然后用蒸汽升温至26-30℃，再补足稀释水(包括蒸汽冷凝水)。

B、油相配制

用氮气将氯丁二烯压到油相配制槽内，然后开启搅拌，升温到16-18℃，加入调节剂丁溶解15分钟，再加入歧化松香溶解20分钟。

C、助剂配制

C1、引发剂配制

第一次引发剂：

过硫酸钾溶液：在干净的配制桶内，计量好软水升温到30-38℃加入过硫酸钾，搅拌溶解完全，备用。

亚硫酸钠溶液：在干净的配制桶内，计量好软水在常温下加入亚硫酸钠，搅拌溶解完全，备用。

亚铁***溶液：在干净的配制桶内，计量好软水在常温下加入亚铁***，搅拌溶解完全，备用。

第二次引发剂：

在干净的配制桶内，计量好软水升温到30-38℃，加入过硫酸钾，搅拌溶解完全，备用。

第三次引发剂：

在干净的配制桶内，计量好软水升温到30-38℃，加入过硫酸钾，搅拌溶解完全，备用。

亚铁***溶液：计量好软水在常温下加入亚铁***，搅拌溶解完全，备用。

C2、终止剂配制：

终止剂乙液的配制：在干净的配制桶内，计量苯，再依次加入歧化松香、防老剂，本实施例中防老剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，搅拌溶解完全，备用。

终止剂甲液的配制：在配制槽内，加入软水，启动搅拌，升温到40-45℃，然后加入氢氧化钠(液碱)、溶解20分钟即成。

将甲液和乙液在40-45℃时混合搅拌乳化40-60分钟，保温40-45℃。

C3、防冻剂配制

在干净的配制桶内，计量好软水在升温到50-60℃下加入尿素，搅拌溶解完全，备用。

C4、乳化剂配制

聚氧乙烯醚乳化剂溶液的配制：在干净配制桶内，计量好软水升温到60-80℃，加入聚氧乙烯醚乳化剂，搅拌溶解完全，备用。

D、聚合

在检查设备、仪器、仪表完好后，先放油相，再放水相，计时搅拌10分钟，再将聚氧乙烯醚乳化剂溶液加入聚合釜内，再乳化20分钟，釜内温度控制在17-24℃，测PH值，然后加入第一次引发剂，此时釜内温度低于20℃，并加入工业氨水(3-5％)，前期温度在17-19℃,前期每1.5小时测量一次比重,当比重达1.060时，操作人员观测釜内的反应情况，若是聚合釜内的聚合速度较慢，则需要加入第二次和第三次引发剂和工业氨水。第二次引发剂是在反应中期加入，该期反应速度比较快，只用过硫酸钾就能维持聚合速度，第三次引发剂添加时由于氯丁二烯单体较少，为了维持聚合速度，故用过硫酸钾亚铁***配合使用。

聚合中后期温度在19-22℃，每0.5小时测量一次比重。通过调节-15℃盐水，控制聚合温度，待比重达1.10以上，取样分析总固物含量，放入终止釜进行深转，深转是指深度转化，指在热保温的情况下，使得残留氯丁二烯单体进一步聚合，深转温度25-30℃，深转10小时，每30分钟记录一次，取终止前样检测总固物含量，深转合格后，加入终止剂搅拌40分钟，取样检测游离氢氧化钠含量大于0.2％时，加入防冻剂，本实施例中防冻剂具体选用尿素溶液，搅拌20分钟后，放入贮槽，待包装。

上述聚合反应过程如下：

聚合反应用过硫酸钾作引发剂，亚硫酸钠作还原剂形成氧化还原反应引发体系，并加入亚铁***作活化剂，降低反应活化能促进自由基的产生，形成引发剂自由基R，并引发聚合反应，其反应可简单表示为：

R°+M→RM°

RM°+M→RM2°

……

RMn-1°+M→RMn°

上式中M为氯丁二烯单体。

为充分说明实施例1-6制备的高凝胶型粘接氯丁胶乳的优良性能，另外列举3组对比例进行说明，对比例1-3：

对比例1为：国内同类型氯丁胶乳产品(型号：SN5042)。

对比例2为：国外同类型氯丁胶乳产品(型号：C84)。

对比例3为：与实施例1的区别在于：步骤A中的水相配制中加入的是低分子乳化剂。

对上述实施例1-6和对比例1-3进行实验检测，检测方法及结果如下表2所示：

粘度的测定，按照GB2956-82《合成胶乳粘度测定法》进行。

表面张力的测定，按照GB2960-82《合成胶乳表面张力测定法》进行。

剥离强度测定：按照GB532-82《硫化橡胶与织物粘着强度测定法》进行。

表2

	粘度(mPa.s)	表面张力(N/m×10<sup>-3</sup>)	剥离强度(N/cm)
				实施例1	23.0	39.5	63.2
实施例2	21.8	38.2	62.3
				实施例3	20.5	39.2	61.5
实施例4	22.4	37.5	65.4
				实施例5	21.5	38.0	64.1
实施例6	20.3	37.8	63.6
				对比例1	20.6	38.6	58.2
对比例2	22.6	39.4	61.3
				对比例3	19.2	36.6	54.2

通过上述实验结果，可知：

1、实施例1-6制得的高凝胶性氯丁胶乳的粘度高，表面张力大，同时剥离强度高。尤其是实施例1制得的氯丁胶乳，其各项性能已超过了对比例2(国外同类型的氯丁胶乳)。

2、而对比例3相较于实施例1-6的氯丁胶乳，由于水相配制时采用的是低分子乳化剂，使得制备的氯丁胶乳中由于低分子的迁移造成粘接时间短，从而使得氯丁胶乳的粘度、表明张力与剥离强度均有所降低。

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。