[发明专利]一种制备聚异戊二烯橡胶胶乳的方法

说明书

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种制备聚异戊二烯橡胶胶乳的方法。所述制备聚异戊二烯橡胶胶乳的方法包括以下步骤：(1)合成含有有机溶剂的聚异戊二烯橡胶溶液；(2)加入水、乳化剂和pH值缓冲剂，在机械力的作用下使所得混合液乳化，并在该乳化的过程中将乳液的pH值控制在9‑13，得到聚异戊二烯橡胶乳液；(3)连续通过浓缩器和带刮板的薄膜蒸发器，其中，所述浓缩器的内部设置有静态除沫器和/或动态除沫器，所述带刮板的薄膜蒸发器的内部同时设置有静态除沫器和动态除沫器；并且，将得到的聚异戊二烯橡胶乳液中的至少部分循环至薄膜蒸发器的入口。该方法能够大大提高胶乳的制备效率，得到性能稳定的聚异戊二烯橡胶胶乳。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种制备聚异戊二烯橡胶胶乳的方法。

背景技术

天然胶乳制品具有弹性大、蠕变小、拉伸强度大、拉断伸长率高、成膜性好等，在胶乳制品领域占主导地位。天然胶乳所制备的胶乳制品虽然性能优异，但由于其中含少量蛋白质，一部分人尤其是经常接触天然胶乳制品的人容易产生过敏反应或其它不良反应(例如刺激性皮炎)，从而带来痛苦或难受的症状。

为了解决天然胶乳导致的过敏问题，同时为了解决天然胶乳的来源及成本方面的问题，开发合成胶乳用以替代天然胶乳已成为生产胶乳制品的一种十分必要的途径。

在合成胶乳中，性能与天然胶乳最为接近的是聚异戊二烯胶乳，其顺式结构含量为92～99％，因其结构与天然胶乳最为接近，故又称为“合成天然胶乳”。由于合成聚异戊二烯胶乳中不含任何蛋白质，故替代天然胶乳可很好的避免天然胶乳制品导致人体过敏的问题，而且聚异戊二烯胶乳杂质含量少、气味小、胶乳均匀性好、纯度高，非常适合应用于与人体接触的胶乳制品领域。

制备聚异戊二烯胶乳的方法有两种：一种是以乳液聚合直接制备聚异戊二烯胶乳；另一种是先合成聚异戊二烯橡胶溶液，再对橡胶溶液进行乳化以制备合成乳液。第一种方法制备的胶乳粒径小、分布窄、稳定性好，但乳液聚合所使用的助剂种类多，工艺废水对环境污染大，尤其是得到的橡胶乳液杂质及凝胶含量高，无法制备高性能胶乳，而第二种方法制备的胶乳生产工艺简单、无工业废水，胶乳综合性能好、杂质含量少、气味小、胶乳均匀性好、纯度高，非常适合应用于与人体接触的胶乳制品领域。

聚异戊二烯橡胶按聚合体系可分为三大品种：钛系聚异戊二烯橡胶、稀土聚异戊二烯橡胶和有机锂聚异戊二烯橡胶。钛系聚异戊二烯橡胶基于配位聚合原理，以TiCl₃为主催化剂通过溶液聚合制得，其优点是分子量高、顺式1,4结构含量高达96～98％，缺点是分子量分布宽，易结晶，凝胶含量高，尤其是灰分含量较高；稀土聚异戊二烯橡胶基于配位聚合原理，以有机酸钕盐如环烷酸钕、异辛酸钕、新癸酸钕为主催化剂通过溶液聚合制得，其优点是聚合工艺简单，成胶质量稳定、凝胶及灰分含量低，顺式1,4含量高达94～99％，缺点是催化剂较为昂贵、稀土催化剂在最终产品中仍有少量残留；有机锂聚异戊二烯橡胶，基于阴离子聚合原理，以烷基锂为引发剂通过溶液聚合制得，有机锂聚异戊二烯橡胶堪称是最纯净的聚异戊二烯橡胶，其优点是分子参数及结构可控，无单体残留(转化率100％)，制品无色、均匀，无凝胶，纯度高、无气味。在聚异戊二烯橡胶中稀土及锂系聚异戊二烯橡胶更适合制备聚异戊二烯橡胶乳液，锂系聚异戊二烯橡胶制备聚异戊二烯橡胶乳液性能更优。

在美国专利US2009281211A1中涉及到一种人造胶乳的制备方法，它是将含有机溶剂的橡胶溶液与水、乳化剂等混合乳化后形成水包油型乳液，去除乳液中的有机溶剂得到粒径为0.2～2.0μm的橡胶乳液，然后将橡胶乳液浓缩得到最终的橡胶乳液。本发明没有提到脱除有机溶剂及浓缩胶乳的方法及设备。

中国专利CN102702395A公开了一种聚异戊二烯胶乳及人造胶乳的制备方法，该专利首先制备橡胶溶液，再向橡胶溶液中加入水、乳化剂经过乳化形成水包油型乳液，然后静置过滤除去上层漂浮物，然后常压蒸馏、减压蒸馏以脱除乳液中的有机溶剂，再将乳液离心提浓后得到浓缩的胶乳。该申请采用常规的方法及设备脱除橡胶乳液中的有机溶剂及部分水，脱除溶剂及水的效率低，胶乳在干燥设备中的停留时间长，导致设备的生产效率低。