[发明专利]一种大粒径纤维素改性乳胶材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种大粒径纤维素改性乳胶材料的制备方法，具体涉及合成橡胶技术领域，该方法包括以下步骤：S1、将热活化纤维素溶液、乳化剂、电解质、引发剂、聚合反应单体与脱盐水共混，获得小粒径纤维素改性乳胶材料；S2、将步骤S1获得的小粒径纤维素改性乳胶材料与二氧化碳气体、碱液共混,获得大粒径纤维素改性乳胶材料。本发明通过采用天然的热活化纤维素对乳胶进行改性处理，充分利用纤维素多孔、表面积占比大的物理结构，以及使用二氧化碳作为附聚剂附聚小粒径胶乳，最终制备出机械强度及抗撕裂度性能大的大粒径胶乳材料。

技术领域

本发明属于合成橡胶领域，具体涉及到一种大粒径纤维素改性乳胶材料的制备方法。

背景技术

大粒径聚合物胶乳广泛应用于合成橡胶、造纸、合成树脂等领域。现有技术中，大粒径胶乳的生产周期较长，如大粒径丁二烯胶乳的制备时间最长可以达到几十个小时，严重限制了工业生产效率，也提高了大粒径胶乳的生产成本。附聚法制备大粒径胶乳是目前工业上制备大粒径胶乳的常见方法，附聚法是将小粒径胶乳通过物理或者化学手段直接附聚成大粒径胶乳，此方法周期短，生产效率高。

专利CN201911021450.8公开了一种二氧化碳附聚制备大粒径乳胶的方法，通过利用二氧化碳在水中形成碳酸，碳酸进一步电离出氢离子的原理降低胶乳的pH值，进而压缩乳胶粒子表面双电荷厚度，促进乳胶粒子进行附聚，最终制备出大粒径胶乳，但是研究发现该方法制备的大粒径乳胶的机械强度及抗撕裂度性能较低,乳胶材料拉伸强度一般为15~40Mpa，抗撕裂度一般为30~50KN/m。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提出一种大粒径纤维素改性乳胶材料的制备方法，通过采用天然的热活化纤维素对乳胶进行改性处理，目的在于提高乳胶材料的机械强度及抗撕裂度性能，同时确保纤维素改性乳胶材料制备及使用过程中安全无副作用。

为实现上述目的，本发明提供了一种大粒径纤维素改性乳胶材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将热活化纤维素溶液、乳化剂、电解质、引发剂、聚合反应单体与脱盐水共混，获得小粒径纤维素改性乳胶材料；

S2、将步骤S1获得的小粒径纤维素改性乳胶材料与二氧化碳气体、碱液共混,获得大粒径纤维素改性乳胶材料。

优选的，制备所述热活化纤维素溶液的方法包括以下步骤：

1）将聚合度DP为500~1500的纤维素置于150~250℃环境加热30~60min，得到热活化纤维素物料；

2）配制6~8wt%氢氧化钠、3~5wt%尿素、1~5wt%氧化锌含量的水溶剂；

3）将步骤1）中获得的所述热活化纤维素物料分散于步骤2）中获得的所述水溶剂中，置于﹣18~﹣50℃环境冷冻5h~48h，解冻后得到所述热活化纤维素溶液。

优选的，步骤1）中所述的纤维素为棉浆纤维素、木浆纤维素、竹浆纤维素或者甘蔗浆纤维素；步骤3）中所述热活化纤维素物料和所述水溶剂的质量比为20-55:100。

优选的，各原料按质量计为：

1~10份热活化纤维素溶液、1～6份乳化剂、5～10份电解质、2～6份引发剂、10~30份聚合反应单体、60～80份脱盐水、50~200份二氧化碳气体、5~20份碱液。其中，碱液可以使用10～40 wt%的NaOH。

优选的，步骤S1中的反应条件是：各原料放至于温度为60~80℃、真空度为50~500Pa、压力为0.5~1Mpa的环境条件下中共混5~10h；

步骤S2中的反应条件是：各原料在温度为60~80℃、真空度为100~500Pa、压力为1~2Mpa环境条件下共混5~10min。