本發(fā)明涉及有機(jī)高分子化合物的制備，特別是涉及一種粒徑可控的丁苯膠乳的制備方法。
背景技術(shù)：
丁苯膠乳在合成膠乳中占主導(dǎo)地位，其產(chǎn)量占合成橡膠總產(chǎn)量的17％～20％。丁苯膠乳具有橡膠的韌性，所以作為增強(qiáng)劑被廣泛應(yīng)用于造紙、涂料、紡織、建筑和粘合劑等各個(gè)領(lǐng)域。但是隨著造紙工業(yè)、地毯工業(yè)、建材行業(yè)和紡織行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)丁苯膠乳的需求量日益增加，年產(chǎn)量可達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸，同時(shí)對(duì)丁苯膠乳的功能化要求也越來(lái)越高。
一般乳液聚合方法難以對(duì)粒徑進(jìn)行調(diào)控，得到的丁苯膠乳的粒徑相對(duì)較小，為提高固含量，進(jìn)一步附聚或者濃縮時(shí)，其粘度也會(huì)隨之增大，甚至失去流動(dòng)性。中國(guó)專利CN201310091472.8公開(kāi)了一種高固含量丁苯膠乳的制備方法，但該技術(shù)方案存在粘度大、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種粒徑大小、比率可以調(diào)控，且粒徑分布寬的丁苯膠乳，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的制備方法所存在的不足之處。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種粒徑可控的丁苯膠乳的制備方法，具體包括以下步驟：
1)提供原料，所述原料包括以下重量份配比的組份：
其中所述種子膠乳A與所述種子膠乳B的粒徑不同；
2)聚合釜抽真空后，投入所述原料配比重量份的種子膠乳A、種子膠乳B、軟水、復(fù)合乳化劑、分子量調(diào)節(jié)劑、電解質(zhì)、引發(fā)劑、以及所述重量份一半劑量的丁二烯、所述重量份一半劑量的苯乙烯形成混合液，調(diào)節(jié)混合液的pH至8～9，攪拌升溫至50℃～65℃進(jìn)行反應(yīng)；
3)當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余重量份的丁二烯和苯乙烯，同時(shí)調(diào)節(jié)pH至8～9，繼續(xù)于步驟2)所述條件下反應(yīng)直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH值至8～9，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
優(yōu)選的，所述原料包括以下重量份配比的組份：
優(yōu)選的，所述種子膠乳A是粒徑40～70nm的丁苯膠乳粒子，所述種子膠乳B是粒徑70～100nm的丁苯膠乳粒子。
優(yōu)選的，所述種子膠乳A和種子膠乳B分別由3～7重量份的丁二烯和8～15重量份的苯乙烯在0.5～1.5重量份的乳化劑條件下通過(guò)乳液聚合制得。
優(yōu)選的，所述復(fù)合乳化劑的組成和配比為：
拉開(kāi)粉：烷基芳基磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉：松香皂＝1：0.5～1.5：2～4：2～4。
優(yōu)選的，步驟2)中，是調(diào)節(jié)所述混合液的pH至8.5，攪拌升溫至55℃～60℃進(jìn)行反應(yīng)。
優(yōu)選的，步驟2)和步驟3)中，通過(guò)加入pH緩沖劑進(jìn)行反應(yīng)體系的pH調(diào)節(jié)；所述pH緩沖劑是磷酸鈉。
優(yōu)選的，所述引發(fā)劑是過(guò)硫酸鉀、叔丁基過(guò)氧化氫中的至少一種。
優(yōu)選的，所述分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基硫醇。
優(yōu)選的，所述電解質(zhì)是磷酸鉀。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明的制備方法采用兩種粒徑不同的種子膠乳，從而得到粒徑不同且可控的膠乳粒子。
(2)本發(fā)明的制備方法采用分批加入丁二烯和苯乙烯單體，得到粒徑分布寬的膠乳粒子。
(3)通過(guò)本發(fā)明的方法制備的丁苯膠乳粒徑可控且粒徑分布寬，有利于后續(xù)的濃縮和附聚，從而得到高固含量(≧60％)、流動(dòng)性好的丁苯膠乳，其具有成膜速度快、干燥貯存及運(yùn)輸過(guò)程中的能耗低等優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步拓寬丁苯膠乳的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；但本發(fā)明的一種粒徑可控的丁苯膠乳的制備方法不局限于實(shí)施例。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例1得到的丁苯膠乳的粒徑分布圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
分別將5份丁二烯和10份苯乙烯在0.9份乳化劑條件下進(jìn)行乳液聚合，控制聚合條件，以分別得到粒徑為40nm的丁苯種子膠乳A以及粒徑為70nm的丁苯種子膠乳B。將2份烷基芳基磺酸鈉、3份十二烷基硫酸鈉(化學(xué)式為C12H25Na)、2份拉開(kāi)粉(化學(xué)式為(C4H9)2C10H5SO3Na)以及3份松香皂混合得到復(fù)合乳化劑。將種子膠乳A 2份、種子膠乳B 2份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑0.8份、電解質(zhì)磷酸鉀0.2份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.3份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽0.5份、苯乙烯15份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中，抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯35份，通過(guò)pH緩沖劑磷酸鈉調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至60～65℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯35份和苯乙烯15份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5?？刂品磻?yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至8.5，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
實(shí)施例2
種子膠乳和復(fù)合乳化劑的制備方法請(qǐng)參考實(shí)施例1。將粒徑為40nm的丁苯種子膠乳A 4份、粒徑為70nm的丁苯種子膠乳B 4份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑0.8份、電解質(zhì)磷酸鉀0.2份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.3份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽0.5份、苯乙烯15份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中，抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯35份，調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至60～65℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯35份和苯乙烯15份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5?？刂品磻?yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至8.5，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
實(shí)施例3
種子膠乳和復(fù)合乳化劑的制備方法請(qǐng)參考實(shí)施例1。將粒徑為60nm的丁苯種子膠乳A 2份、粒徑為90nm的丁苯種子膠乳B 2份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑0.8份、電解質(zhì)磷酸鉀0.2份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.3份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽0.5份、苯乙烯22份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中。抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯28份，調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至60～65℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯28份和苯乙烯22份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5?？刂品磻?yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至9.0，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
實(shí)施例4
種子膠乳和復(fù)合乳化劑的制備方法請(qǐng)參考實(shí)施例1。將粒徑為70nm的丁苯種子膠乳A 2份、粒徑為100nm的丁苯種子膠乳B 2份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑0.8份、電解質(zhì)磷酸鉀0.2份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.3份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽0.5份、苯乙烯20份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中。抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯30份，調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至55～60℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯30份和苯乙烯20份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5。控制反應(yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至9.0，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
實(shí)施例5
種子膠乳和復(fù)合乳化劑的制備方法請(qǐng)參考實(shí)施例1。將粒徑為40nm的丁苯種子膠乳A 3份、粒徑為100nm的丁苯種子膠乳B 4份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑0.8份、電解質(zhì)磷酸鉀0.2份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.3份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽0.5份、苯乙烯20份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中。抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯30份，調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至55～60℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯30份和苯乙烯20份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5?？刂品磻?yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至8.5，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
實(shí)施例6
種子膠乳和復(fù)合乳化劑的制備方法請(qǐng)參考實(shí)施例1。將粒徑為40nm的丁苯種子膠乳A 3份、粒徑為100nm的丁苯種子膠乳B 4份、溶劑軟水200份、復(fù)合乳化劑1.6份、分子量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0.5份、電解質(zhì)磷酸鉀0.3份、引發(fā)劑叔丁基過(guò)氧化氫1.5份、苯乙烯20份加入到帶有攪拌裝置的聚合反應(yīng)釜中。抽真空至-0.05MPa，充入丁二烯30份，調(diào)節(jié)體系pH＝8.5。在不斷攪拌的條件下，升溫至55～60℃。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％時(shí)，加入剩余的丁二烯30份和苯乙烯20份，同時(shí)調(diào)節(jié)pH＝8.5。控制反應(yīng)條件和進(jìn)程，直至單體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，通過(guò)閃蒸脫除殘余單體，調(diào)節(jié)pH至8.5，出料，得到目標(biāo)丁苯膠乳。
上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種粒徑可控的丁苯膠乳的制備方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。