一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及丁苯膠乳生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁苯膠乳是由丁二烯和苯乙烯經(jīng)過乳液聚合得到的一種固含量為30%_50%的水性溶液，由不同比例的苯乙烯和丁二烯經(jīng)乳液聚合而成。根據(jù)苯乙烯含量、乳化劑和聚合溫度等的不同，而有多種品種，其性能和用途也不同。
[0003]乳化劑是現(xiàn)有乳液聚合系統(tǒng)中主要組份之一，雖然它并不參加化學(xué)反應(yīng)，但是在乳液聚合過程中起著相當(dāng)重要的作用，總的來說乳化劑可以降低表面張力和界面張力、乳化、分散、增溶、發(fā)泡等多種作用，不同的乳化劑的作用各不相同。乳化劑包括陽離子型、陰離子型和非離子型，根據(jù)種類的不同，需要與不同的單體配比，乳化劑在丁苯膠乳的制備過程中的主要作用是形成和穩(wěn)定初始聚合物的種子，并能保證乳液聚合的順利進(jìn)行，乳化劑用量對微乳液聚合穩(wěn)定性、聚合反應(yīng)速率、乳液粒子大小、乳液成膜性、耐水性均有較大影響，特別是乳化劑用量在臨界束濃度以下，更需要找到一個(gè)合適的用量，以保證聚合反應(yīng)正常進(jìn)行?？偠灾鶕?jù)所需丁苯膠乳的品種不同，需要的乳化劑的種類和用量均不相同，因此乳化劑的添加種類和用量不好掌握，容易對丁苯膠乳最終的質(zhì)量造成影響，乳化劑是丁苯膠乳制備過程中的一個(gè)不可控因素，使丁苯膠乳制備工藝復(fù)雜，制備難度增大。而且乳化劑容易殘留在丁苯膠乳成品中，難以去除，要得到固體聚合物時(shí)，后處理較復(fù)雜，需經(jīng)過凝聚、洗滌、脫水、干燥等工序，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)在反應(yīng)釜內(nèi)加入混合單體總重量的40%，升溫至78_80°C，同時(shí)用占混合單體總重量1.7的有機(jī)酸調(diào)節(jié)PH至3，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.2%-0.8%的添加劑和占混合單體總重量0.1%_0.5%的第一段引發(fā)劑，滴加完成后，保溫反應(yīng)40-50min，至混合單體轉(zhuǎn)化率為60%;其中所述混合單體各組分重量百分比為:苯乙烯35%-60%，丁二烯35%-60%，羥甲基丙烯酰胺1%-5% ；
2)將剩余的混合單體加入步驟I)所得的混合液中，并升溫至81°C_83°C，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.6%-0.9%的第二段引發(fā)劑和占混合單體總重量0.1%~0.2%的助催化劑，保溫反應(yīng)4-5h，直至單體完全轉(zhuǎn)化；
3)用堿性化合物將PH調(diào)至7.5，將溫度降至室溫，即得成品丁苯膠乳。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述有機(jī)酸為丙烯酸和衣康酸中的任意一種或兩種組合。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述添加劑為乙二胺四乙酸二鈉和叔十二烷基硫醇中的任意一種或兩種組合。叔十二烷基硫醇作為分子量調(diào)節(jié)劑可有效調(diào)節(jié)分子量，減少支化凝膠。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一段引發(fā)劑為質(zhì)量濃度5%_7%的過硫酸銨。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二段引發(fā)劑為質(zhì)量濃度7.2%_7.5%的過硫酸銨。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述助催化劑為質(zhì)量濃度1.5%~1.9%的氫氧化鈉。
[0011 ]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，堿性化合物為質(zhì)量濃度18 % -20 %的氫氧化鈉。
[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
1、本發(fā)明不添加乳化劑，工藝操作簡單、節(jié)約成本，混合單體中的羥甲基丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，具有自交聯(lián)的作用，使線型的分子之間產(chǎn)生化學(xué)鍵，將線型分子相互連在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高丁苯膠乳成品的強(qiáng)度和彈性。
[0013]2、第一段聚合中，混合單體總轉(zhuǎn)化率在60%就終止聚合，避免轉(zhuǎn)化率過高，使體系粘度過大，不易散熱，由于游離基共聚反應(yīng)是放熱的，如果局部過熱則易引起凝膠產(chǎn)生支鏈結(jié)構(gòu)，影響丁苯膠乳的質(zhì)量，分兩段聚合，所得丁苯膠乳穩(wěn)定性好，粒徑易控。
[0014]3、聚合過程中溫度較高，這樣使所得丁苯膠乳的粒徑均勻。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]實(shí)施例1
一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法，包括以下步驟:
1)在反應(yīng)釜內(nèi)加入混合單體總重量的40%，升溫至78°C，同時(shí)用占混合單體總重量1.7%的丙烯酸調(diào)節(jié)PH至3，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.2%的乙二胺四乙酸二鈉，占混合單體總重量0.1%,質(zhì)量濃度為5 %的過硫酸銨，滴加完成后，保溫反應(yīng)40min，至混合單體轉(zhuǎn)化率為60% ;其中所述混合單體各組分重量百分比為:苯乙烯35%，丁二烯60% ;羥甲基丙烯酰胺5%;
2)將剩余的混合單體加入步驟I)所得的混合液中，并升溫至81°C，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.6%,質(zhì)量濃度為7.2 %的過硫酸銨，占混合單體總重量0.1%,質(zhì)量濃度為1.5%的氫氧化鈉，保溫反應(yīng)4h，直至單體完全轉(zhuǎn)化；
3)用質(zhì)量濃度為18%的氫氧化鈉將PH調(diào)至7，將溫度降至室溫，即得成品丁苯膠乳。
[0017]所得成品丁苯膠乳的質(zhì)量指標(biāo):固含量47.2%，粘度200mPa.s，機(jī)械穩(wěn)定性0.045%，拉伸強(qiáng)度 29.13Mpa4^585-116nm0
[0018]實(shí)施例2
一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法，包括以下步驟:
I)在反應(yīng)釜內(nèi)加入混合單體總重量的40%，升溫至80°C，同時(shí)用占混合單體總重量2%的丙烯酸調(diào)節(jié)PH至3，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.8%的乙二胺四乙酸二鈉，占混合單體總重量0.5%,質(zhì)量濃度為7 %的過硫酸銨，滴加完成后，保溫反應(yīng)50min，至混合單體轉(zhuǎn)化率為60%;其中所述混合單體各組分重量百分比為:苯乙烯60%，丁二烯35%;羥甲基丙烯酰胺5%; 2)將剩余的混合單體加入步驟I)所得的混合液中，并升溫至83°C，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.9%,質(zhì)量濃度為7.5 %的過硫酸銨，占混合單體總重量0.2%,質(zhì)量濃度為1.9%的氫氧化鈉，保溫反應(yīng)5h，直至單體完全轉(zhuǎn)化；
3)用質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉將PH調(diào)至8，將溫度降至室溫，即得成品丁苯膠乳。
[0019]所得成品丁苯膠乳的質(zhì)量指標(biāo):固含量50%，粘度238mPa.S，機(jī)械穩(wěn)定性0.052%，拉伸強(qiáng)度 25.52Mpa，粒徑88-121nm0
[0020]實(shí)施例3
一種不添加乳化劑制備丁苯膠乳的方法，包括以下步驟:
1)在反應(yīng)釜內(nèi)加入混合單體總重量的40%，升溫至79°C，同時(shí)用占混合單體總重量1.75 %的丙烯酸調(diào)節(jié)PH至3，邊攪拌邊滴加占混合單體總重量0.5 %的乙二胺四乙酸二鈉，占混合單體總重量0.3%,質(zhì)量濃度為6 %的過硫酸銨，滴加完成后，保溫反應(yīng)45min，至混合單體轉(zhuǎn)化率為60% ;其中所述混合單體各組分重量百分比為:苯乙烯49%，丁二烯50% ;羥甲基丙烯酰胺I<