[发明专利]聚异戊二烯乳液及其橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚异戊二烯乳液及其橡胶的制备方法。具体是将异戊二烯由乳液聚合得到聚异戊二烯乳液，再经破乳聚集得到橡胶，属于高分子化学、高分子物理、胶体化学、橡胶物理与化学领域。

背景技术

异戊二烯是一种重要的不饱和共轭二烯，工业中制备异戊二烯有烯醛合成、异戊烷和异戊烯脱氢、乙烯炼制中产生C₅馏分分离、炔酮法等生产方法，其中C₅馏分分离法发展较快。工业上异戊二烯单体主要是通过溶液催化或离子聚合制备聚异戊二烯，用于替代天然橡胶。聚异戊二烯也可由乳液聚合制备成乳液，作为胶乳制品使用。当前聚异戊二烯乳液的制备方法是外乳化法，即以有机溶剂为介质，采用阴离子聚合、配位聚合等方法合成顺1，4-聚异戊二烯溶液，再将聚异戊二烯溶液与水、适量乳化剂经过高速搅拌乳化，脱除溶剂后浓缩而得。

CN 1324874A公开了一种获得具有高顺式1，4键含量的聚异戊二烯橡胶的方法，它是由单体异戊二烯、稀土金属的有机磷酸盐、烷基铝等在惰性有机烃溶剂中聚合而得。CN 85102250B公开了一种异戊二烯在稀土催化剂作用下通过本体聚合制备聚异戊二烯橡胶的方法。美国专利US 3285869公开了一种聚异戊二烯乳液的制备方法，即用Ziegler-Nata催化剂或锂催化剂通过溶液聚合得到聚异戊二烯溶液，然后和乳化剂溶液乳化分散后脱溶剂。美国专利US 3971746公开了一种羧化的聚异戊二烯乳液，它是在溶液聚合时引入0.03％～20％的羧基，改善了乳化后的稳定性。

上述涉及异戊二烯在合成橡胶方面的专利，其公开的制备方法均是在有机溶液中的离子聚合或配位聚合，属溶液聚合而得的聚异戊二烯橡胶(简称溶聚异戊胶)，该溶聚异戊胶制成的制品性能优良。但聚合过程需用大量有机溶剂做介质，不仅存在环境污染问题，安全隐患问题，而且有机溶剂脱除、回收工艺繁琐。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种聚异戊二烯橡胶乳液的制备方法。该制备方法制备乳液工艺过程控制容易，得到的聚异戊二烯橡胶乳液产品质量稳定。

本发明的另一个目的是提供一种聚合异戊二烯橡胶的制备方法。该制备方法是将聚异戊二烯橡胶乳液经凝聚、洗涤、干燥得到的生胶物理机械性能优良，可满足多种用途的需要，满足市场多元化的需求。

作为本发明第一方面的聚异戊二烯橡胶乳液的制备方法，是以异戊二烯为单体，以阴离子乳化剂、分散剂为乳化体系，采用氧化还原引发体系，在常压下经自由基乳液聚合得到稳定的聚异戊二烯橡胶乳液。

由于异戊二烯的纯度对聚合速率影响较大，因此，在本发明的聚异戊二烯橡胶乳液的制备方法中，异戊二烯单体的纯度要达到98％以上。

本发明选用具有较好乳化能力的阴离子型乳化剂，所述的阴离子型乳化剂包括但不限于：烷基硫酸盐，烷基磺酸盐，烷基苯磺酸盐，长链脂肪酸盐中的一种。所述的烷基硫酸盐优选为十二烷基硫酸钠。所述的烷基磺酸盐优选为十二烷基磺酸钠和琥珀酸烷基酯磺酸钠中的一种。所述的烷基苯磺酸盐优选为十二烷基苯磺酸钠。所述的长链脂肪酸盐优选为油酸钠、油酸钾，歧化松香酸钾皂中的一种。

所述阴离子型乳化剂的用量为异戊二烯单体总量的2～12wt％，优选的用量为4～10wt％。

本发明分散剂的加入可使聚合过程更加平稳，转化率高，乳液稳定，凝胶少，聚合效率提高。所述的分散剂选用缩合甲醛萘磺酸盐，该缩合甲醛萘磺酸盐有商品级的分散剂MF、分散剂NF和分散剂N。

所述分散剂用量为异戊二烯单体总量的0.05～1wt％，优选的用量为0.1～0.8wt％。

本发明采用的氧化还原引发体系中的氧化剂用量随选用种类有所不同，但用量应控制在异戊二烯单体总量的0.2-2wt％之间，优选用量为0.2-1wt％。还原剂用量随选用种类有所不同，但一般用量为异戊二烯单体总量的0.2-2wt％，优选的用量为0.2-1wt％。

所述氧化剂选用过氧化物，所述过氧化物采用过氧化酰类、过氧化氢类中的一种或两者混合。所述过氧化酰类为过氧化二苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化癸酰中的一种或两种以上的混合。优选为过氧化二苯甲酰。

所述过氧化氢类为过氧化氢、蒎烷过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化氢三异丙苯、过氧化氢叔丁基异丙苯、过氧化氢氯代二异丙苯中的一种或两者及两者以上的混合。优选为叔丁基过氧化氢、过氧化氢二异丙苯。

所述还原剂为亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫酸亚铁、氯化亚铁、抗坏血酸中的一种或两种及两种以上的混合。