[发明专利]一种粉末橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末橡胶的制备方法以及由该方法得到的粉末橡胶。

背景技术

传统上橡胶多以块状或片状物提供，近年来，由于橡胶加工技术的进步，几乎所有的通用和特种橡胶，均有其相对应的粉末橡胶品种。粉末橡胶的优点主要体现在加工性能上，可省去切胶工序，将其直接与配合剂混合进行挤出或注塑，从而减少设备投资，节约能耗，改善劳动条件。

粉末橡胶的生产方法一般分为两类，以块状橡胶为原料的冷冻机械粉碎法和以胶乳为原料的干燥法和共凝聚法。

机械粉碎法存在能耗大、成本高等缺点。凝聚法，如ZL93101142.6方法，乳液聚合完成后的丁腈橡胶胶乳需经低硬度食盐溶液预凝、高硬度食盐溶液絮凝、在经过硫酸镁或氯化钙溶液凝聚等分段凝聚等复杂过程，形成球化胶粒经过干燥、研磨过筛得到粒径为380μm以下的丁腈橡胶胶粉，该方法有生产效率低、能耗物耗大、成品杂质含量高等缺点。

传统的喷雾干燥法在乳液聚合完成后的聚合物胶乳中加入粘土、炭黑、氧化锌、氧化镁、石蜡等隔离剂，虽然获得粒径500nm以上且具有一定粒径分布的粉末橡胶，但无法获得更小的粒径且获得的粒径分布仍然不够理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够制备具有理想的粒径及粒径分布且操作简便的粉末橡胶的制备方法及由该方法制备的粉末橡胶。

本发明提供了一种粉末橡胶的制备方法，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使单体聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳喷雾干燥后得到粉末橡胶，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有惰性纳米颗粒，所述纳米惰性颗粒的表面具有亲水基团。

本发明还提供上述方法制备的粉末橡胶，所述粉末橡胶的粒径为100-500纳米。

本发明粉末橡胶的制备方法通过使乳液聚合在分散有惰性纳米颗粒的水中进行，使得采用本发明的粉末橡胶的制备方法，借助惰性纳米颗粒的硬模板作用，将乳胶粒子分隔并得到不同的粒径分布，然后在不额外添加隔离剂的情况下使用喷雾干燥法，可以得到粒径小于500纳米的粉末橡胶。进一步通过控制惰性纳米颗粒的用量，能够获得理想的粒径范围（例如平均粒径为200-480纳米）的粉末橡胶，该粉末橡胶能够直接与橡胶配合剂等混合使用，无须额外加入隔离剂进行喷雾造粒，避免了在喷雾过程中加入隔离剂而导致隔离效果不均等缺点，节省了生产投入，并且利于工业化生产。例如，对于制备粉末丁苯橡胶，实施例1-6通过在溶剂水中添加占单体重量0.5-5%的二氧化硅，可使得到的粉末丁苯橡胶的平均粒径在230-450纳米范围之内进行调控。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1的丁苯橡胶胶乳的透射电镜图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种粉末橡胶的制备方法，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使单体聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳经过喷雾干燥后得到粉末橡胶，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有惰性纳米颗粒，所述惰性纳米颗粒的表面具有亲水基团。采用本发明的方法可以在不额外添加隔离剂的情况下进行喷雾干燥后得到粉末橡胶。

在本发明中，所述惰性纳米颗粒是指在粉末橡胶的制备过程中不发生化学变化从而不对粉末橡胶的制备过程产生不利影响的大小为纳米级的颗粒。

所述惰性纳米颗粒在粉末橡胶的制备过程中不发生化学变化（化学惰性），即指惰性纳米颗粒不与单体、溶剂、引发剂、乳化剂等制备过程中添加的物质发生化学反应。