[发明专利]采用稀土聚异戊二烯胶液直接制备胶乳的方法

摘要

本发明公开了一种采用稀土聚异戊二烯胶液直接制备胶乳的方法，该方法包括以下四个步骤：稀土聚异戊二烯胶液的制备、聚异戊二烯胶液的乳化、聚异戊二烯胶乳的溶剂脱除、聚异戊二烯胶乳的浓缩，该方法以稀土配合物为催化剂进行溶液配位聚合，可以制备具有较高顺式1,4-结构含量的聚异戊二烯胶液。本发明所公开的制备稀土聚异戊二烯胶乳的方法工艺流程简洁，所制备的胶乳综合性能优良，产品纯净，不含人体过敏物质，可应用于医药、生命等对乳胶制品安全性和综合性能要求更高的领域。

主权项

一种采用聚异戊二烯胶液直接制备聚异戊二烯胶乳的方法，其特征在于该方法包括以下四个步骤：聚异戊二烯胶液的制备、聚异戊二烯胶液的乳化、聚异戊二烯胶乳的溶剂脱除、聚异戊二烯胶乳的浓缩；步骤一：聚异戊二烯胶液的制备是采用溶液配位聚合方法、以稀土配合物为引发剂引发异戊二烯单体聚合，直到单体全部转化；具体过程如下：（1）稀土配合物的制备：在惰性气体保护下，向干燥的引发剂反应器中，依次加入A、C、D、B，各组分的摩尔比为：B:A=5～25:1，C:A=0～9:1，D:A=5～30:1；在10℃－80℃下反应0.5h－24h，得到用于制备稀土聚异戊二烯橡胶的稀土配合物；惰性气体选自氮气、氩气；其中：A选自稀土钕羧酸盐、稀土钕膦酸盐或烷氧基钕中的一种或几种混合物；B选自三烷基铝、氢化烷基铝中的一种或几种混合物；C选自氯代烷、氯代硅烷、氯代烷基铝、倍半烷基氯化铝中的一种或几种混合物；D选自丁二烯、异戊二烯、间戊二烯中的一种或两种混合物。（2）在惰性气体保护下，向干燥除氧的聚合反应器中加入有机溶剂和异戊二烯单体，单体浓度为8‑40g/mL，然后加入上述步骤（1）制备的稀土配合物，稀土配合物用量为Nd/单体的摩尔比为1×10^‑4‑4×10^‑3，稀土聚异戊二烯的重均分子量为5×10⁴‑80×10⁴，聚合温度为0℃－100℃，聚合反应时间为0.5h－24h；得到稀土聚异戊二烯胶液；有机溶剂为饱和烷烃、芳烃或环烷烃中的一种或几种的混合物；惰性气体选自氮气、氩气；步骤二：聚异戊二烯胶液的乳化是步骤一制备的聚异戊二烯胶液直接与乳化剂水溶液通过高速剪切方法进行乳化；具体过程如下：乳化剂由主乳化剂、助乳化剂、稳定剂组成，主乳化剂一般选自阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂中的一种或几种乳化剂的混合物；助乳化剂一般选自非离子型乳化剂中的一种或几种乳化剂的混合物；稳定剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾中的一种或几种稳定剂的混合物；在带有高速剪切搅拌的胶液乳化器中加入去离子水，依次加入主乳化剂、助乳化剂、稳定剂，根据需要使用碱氢氧化物来调节乳液的pH值，再加入去离子水以使水相质量达到油水比要求；在乳化温度下，采用高速剪切机剪切搅拌上述配制好的乳化剂，剪切转速在3000rpm‑4000rpm，乳化剂混合均匀后，缓慢加入聚异戊二烯胶液，加入速度以保证乳化均匀为宜，聚异戊二烯胶液加料完成后在此转速下继续搅拌至乳化完全，调高剪切转速到6000rpm‑7000rpm继续搅拌至均化完成，关闭高速剪切机，乳化过程完成；主乳化剂的用量为水相质量百分数的1.0%‑5.0%，助乳化剂的用量为主乳化剂质量百分数的5%‑15%，稳定剂的用量为水相质量百分数的0.01%‑0.05%；乳化温度为10℃‑35℃，油水比质量比为0.5‑2.0；乳液的pH为10‑12；胶乳平均粒径在430nm‑550nm之间；步骤三：聚异戊二烯胶乳的溶剂脱除是采用蒸馏的方法脱除溶剂，采用常压蒸馏、减压蒸馏中的一种或两种方法的组合方式在带有搅拌的蒸馏器中进行；具体过程如下：将聚异戊二烯胶乳放入到蒸馏器中，打开搅拌，进行常压蒸馏，当蒸出液滴流速明显变慢后，大部分溶剂被蒸出，此时打开真空系统，开始减压蒸馏，当蒸出液滴流速明显变慢后，结束溶剂脱除，制得聚异戊二烯稀胶乳；常压蒸馏温度为35℃‑85℃，减压蒸馏温度为35℃‑85℃、真空度为表压0.05MPa‑0.07MPa，蒸馏温度高于聚异戊二烯胶液溶剂的沸点2℃‑6℃，搅拌速度在200rpm‑400rpm范围之间；步骤四：聚异戊二烯胶乳的浓缩是采用高速离心的方法来完成；具体过程如下：采用高速离心的方法对脱除溶剂后的聚异戊二烯稀胶乳进行浓缩，将脱除溶剂后的聚异戊二烯稀胶乳放入高速离心机中，设定离心转速和离心时间，打开高速离心机开始浓缩至离心结束，视聚异戊二烯稀胶乳浓度及最终浓缩胶乳的固含量要求确定离心转速与离心时间，最终浓缩聚异戊二烯胶乳的固含量质量百分数在40%‑80%之间，离心转速为3000‑5000rpm，离心时间为1‑10min。