本發(fā)明涉及一種羧基丁苯膠乳,屬于乳液聚合技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
乳液聚合是單體借助乳化劑和機(jī)械攪拌,使單體分散在水中形成乳液,再加入引發(fā)劑引發(fā),按膠束機(jī)理或低聚物機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒,并在其中進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法。近年來隨著乳液聚合技術(shù)的發(fā)展,乳液聚合過程對商品聚合物的生產(chǎn)具有越來越大的重要性,在許多聚合物如合成橡膠、合成塑料、合成樹脂涂料、粘合劑、絮凝劑、抗沖擊共聚物的生產(chǎn)中,乳液聚合已成為主要的方法之一。
羧基丁苯膠乳是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助劑,通過乳液聚合生成的共聚物,是一種帶有藍(lán)紫色光澤的乳白色水分散體。羧基丁苯膠乳具有結(jié)膜強(qiáng)度和粘接力較高,穩(wěn)定性、流動(dòng)性俱佳,填充量大,成模性好,機(jī)械、化學(xué)與凍融穩(wěn)定性優(yōu)異,與顏料、填料相容性好等特點(diǎn),其用途包括造紙、地毯、紡織、飾品(炭雕及塑料花)、建筑裝飾行業(yè)(改性水泥砂漿、木材膠、改性瀝青、油田鉆井)等。
現(xiàn)有工藝中羧基丁苯膠乳的乳液聚合過程在同一釜中進(jìn)行,當(dāng)反應(yīng)到達(dá)保溫階段時(shí),單體液滴基本消失,殘余單體大部分溶脹于乳膠?;蛉苡谒?,此時(shí)大分子鏈的支化和交聯(lián)加劇,在這個(gè)階段極易產(chǎn)生凝膠,大塊凝膠作為膠渣而從乳液中析出,帶來產(chǎn)率降低,乳化劑用量增加,產(chǎn)品膠渣含量高,環(huán)境處理負(fù)擔(dān)增加,乳膠粒的粒徑分布變寬,體系膠體的流動(dòng)性和穩(wěn)定性下降等一系列不良影響;此外,現(xiàn)有的工藝中,每生產(chǎn)一釜膠乳,都有反應(yīng)釜溫度降低再升高的過程,產(chǎn)生的能耗高。
目前,世界各國都在進(jìn)行羧基丁苯膠乳聚合工藝方面的研究,以求改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的一些不足,實(shí)現(xiàn)羧基丁苯膠乳的高功能化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的乳化劑用量高,產(chǎn)品膠渣含量高,分子量不均勻的技術(shù)問題,提供一種乳化劑用量低,產(chǎn)品雜質(zhì)含量少,分子量更均勻的羧基丁苯膠乳。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種羧基丁苯膠乳,采用以下生產(chǎn)方法生產(chǎn)得到,該方法的聚合過程在兩個(gè)聚合釜分別進(jìn)行,主要的反應(yīng)在第一反應(yīng)容器中進(jìn)行,粒子直徑增加和分子穩(wěn)定生長過程在第二反應(yīng)容器中進(jìn)行,具體工藝如下:
制備原料:以質(zhì)量份數(shù)計(jì),包括:100份聚合單體、0.9-1.05份乳化劑、50-180份去離子水、0.3-0.9份分子量調(diào)節(jié)劑、0.3-1.5份引發(fā)劑;
聚合過程:
(1)第一反應(yīng)容器抽真空后,將攪拌均勻的原料配方中70-80%的去離子水、20-40%除丁二烯以外的聚合單體、20-40%的乳化劑和20-40%的分子量調(diào)節(jié)劑的混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,并用氮?dú)鈱?5-25%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)加熱第一反應(yīng)容器中的物料,待溫度升高到65-70℃,加入25-30%的引發(fā)劑,停止加熱;
(4)往第一反應(yīng)容器中分次或者以滴加方式加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用氣體壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定值之后,加入終止劑,調(diào)整ph值,完成聚合。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述步驟(3)中加熱第一反應(yīng)容器中物料的方法為向第一反應(yīng)容器內(nèi)通入蒸汽。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述步驟(3)中所述水蒸汽的通入量為2000-3000kg/h,所述引發(fā)劑在0.2-0.3h內(nèi)加入完畢,并在加入過程中保持水蒸汽通入。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述步驟(5)中的氣體為水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w,其中水蒸汽和氮?dú)怏w積比為0.1-0.2:1。
進(jìn)一步,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述水蒸汽的溫度為145-175℃。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述步驟(4)中剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在2-4小時(shí)內(nèi)投入。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述乳化劑為脂肪酸皂、歧化松香酸皂、烷基硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚以及失水山梨醇脂肪酸酯中的一種或多種。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過氧化苯甲酰、過氧化乙酸、偶氮二異丁腈、偶氮二氰基戊酸以及偶氮二異丙基咪唑啉中的一種或多種。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇。
優(yōu)選地,本發(fā)明的羧基丁苯膠乳,所述終止劑為對苯二酚、對叔丁基鄰苯二酚、木焦油的一種。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明羧基丁苯膠乳的聚合方法,其聚合過程在兩個(gè)聚合釜分別進(jìn)行,主要的反應(yīng)在第一反應(yīng)容器中進(jìn)行,粒子直徑增加和分子穩(wěn)定生長過程在第二反應(yīng)容器中進(jìn)行,第二反應(yīng)容器可以保持比聚合溫度較低的溫度,使得支化和交聯(lián)這些副反應(yīng)速率降低,進(jìn)而降低膠渣產(chǎn)生的幾率,使得膠乳的流動(dòng)性和穩(wěn)定性提高,提高了膠乳品質(zhì),增加了產(chǎn)品附加值。
(2)本發(fā)明羧基丁苯膠乳的兩段聚合工藝可降低乳化劑用量30%-40%,既可降低生產(chǎn)成本,又可減少膠中殘余乳化劑含量,有利于提高膠乳品質(zhì)和加工性能。
(3)現(xiàn)有的工藝中,每生產(chǎn)一釜膠乳,都有反應(yīng)釜溫度降低再升高的過程,而本發(fā)明羧基丁苯膠乳的聚合方法中第二反應(yīng)容器可以始終保持同一溫度,這樣便進(jìn)一步降低了能耗,提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、0.95份乳化劑、50份去離子水、0.3份分子量調(diào)節(jié)劑、0.3份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:40wt%丁二烯,55wt%苯乙烯,5wt%丙烯酸;所述乳化劑為脂肪酸皂;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為過硫酸銨;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中80%的去離子水、20%除丁二烯以外的聚合單體、40%的乳化劑和40%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將15%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)向第一反應(yīng)容器內(nèi)以3000kg/h的通入量通入溫度為145℃水蒸汽,將物料溫度升高到69℃后,再加入25%的引發(fā)劑,停止蒸汽的通入;
(4)往第一反應(yīng)容器中分次加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入對苯二酚,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.1,所述水蒸汽的溫度為175℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.25h內(nèi)加入完畢,并在加入過程中保持水蒸汽通入,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在3小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、1份乳化劑、180份去離子水、0.9份分子量調(diào)節(jié)劑、1.5份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:45wt%丁二烯,40wt%苯乙烯,15wt%丙烯酸;所述乳化劑為歧化松香酸皂;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中70%的去離子水、40%除丁二烯以外的聚合單體、20%的乳化劑和20%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將25%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)采用夾套加熱的方式將第一反應(yīng)容器中的物料溫度升高到67℃后,再加入30%的引發(fā)劑;
(4)往第一反應(yīng)容器中以滴加方式加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入對叔丁基鄰苯二酚,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.15:1,所述水蒸汽的溫度為165℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.2h內(nèi)加入完畢,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在2.5小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、1.05份乳化劑、90份去離子水、0.5份分子量調(diào)節(jié)劑、0.5份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:40wt%丁二烯,45wt%苯乙烯,15wt%丙烯酸;所述乳化劑為重量比為1:1的烷基硫酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為過氧化乙酸;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中75%的去離子水、30%除丁二烯以外的聚合單體、30%的乳化劑和30%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將20%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)向第一反應(yīng)容器內(nèi)以2400kg/h的通入量通入溫度為160℃水蒸汽,將物料溫度升高到66℃后,再加入26%的引發(fā)劑,停止蒸汽的通入;
(4)往第一反應(yīng)容器中分次加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入對叔丁基鄰苯二酚,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.2:1,所述水蒸汽的溫度為155℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.3h內(nèi)加入完畢,并在加入過程中保持水蒸汽通入,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在4小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、0.9份乳化劑、160份去離子水、0.6份分子量調(diào)節(jié)劑、0.8份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:50wt%丁二烯,35wt%苯乙烯,15wt%丙烯酸;所述乳化劑為失水山梨醇脂肪酸酯;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中72%的去離子水、25%除丁二烯以外的聚合單體、25%的乳化劑和30%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將20%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)采用夾套加熱的方式將第一反應(yīng)容器中的物料溫度升高到70℃后,再加入30%的引發(fā)劑,再加入27%的引發(fā)劑;
(4)往第一反應(yīng)容器中以滴加方式加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入木焦油,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.18:1,所述水蒸汽的溫度為165℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.28h內(nèi)加入完畢,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在2小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、1份乳化劑、110份去離子水、0.7份分子量調(diào)節(jié)劑、1份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:30wt%丁二烯,35wt%苯乙烯,35wt%丙烯酸;所述乳化劑為脂肪酸皂;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2:3的偶氮二氰基戊酸和偶氮二異丙基咪唑啉;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中73%的去離子水、30%除丁二烯以外的聚合單體、30%的乳化劑和30%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將20%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)向第一反應(yīng)容器內(nèi)以2000kg/h的通入量通入溫度為175℃水蒸汽,將物料溫度升高到65℃后,再加入28%的引發(fā)劑,停止蒸汽的通入;
(4)往第一反應(yīng)容器中分次加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入對苯二酚,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.15:1,所述水蒸汽的溫度為170℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.25h內(nèi)加入完畢,并在加入過程中保持水蒸汽通入,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在3小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、1份乳化劑、70份去離子水、0.8份分子量調(diào)節(jié)劑、1.2份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:40wt%丁二烯,40wt%苯乙烯,20wt%丙烯酸;所述乳化劑為脂肪酸皂;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為過硫酸銨;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中80%的去離子水、35%除丁二烯以外的聚合單體、35%的乳化劑和35%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待第一反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入第一反應(yīng)容器;
(2)在第一反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將20%的丁二烯壓入第一反應(yīng)容器中;
(3)向第一反應(yīng)容器內(nèi)以2700kg/h的通入量通入溫度為170℃水蒸汽,將物料溫度升高到68℃后,再加入30%的引發(fā)劑,停止蒸汽的通入;
(4)向第一反應(yīng)容器的內(nèi)盤管通入冷卻水,往第一反應(yīng)容器中分次加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑,使第一反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃;
(5)待第一反應(yīng)容器中壓力降低到1atm以下,將第一反應(yīng)容器中的物料用水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w壓入第二反應(yīng)容器;
(6)將第二反應(yīng)容器內(nèi)的溫度保持在70-80℃,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入木焦油,完成聚合。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,步驟(5)中所述水蒸汽和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中水蒸汽和氮?dú)獗壤秊?.12,所述水蒸汽的溫度為160℃,這樣可以使氣體保持在合適的溫度,使得從第一反應(yīng)容器壓入第二反應(yīng)容器中含有低分子的小粒徑膠乳溫度波動(dòng)較小,有利于聚合的穩(wěn)定進(jìn)行,有利于提高膠乳品質(zhì)。
本實(shí)施例的羧基丁苯膠乳的聚合方法,在步驟(3)中,所述引發(fā)劑在0.25h內(nèi)加入完畢,并在加入過程中保持水蒸汽通入,所述剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑在3小時(shí)內(nèi)投入,這樣可以使聚合速率減緩,防止出現(xiàn)沖溫甚至是暴聚的危險(xiǎn),保證生產(chǎn)安全。
實(shí)施例7-12
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳,分別由實(shí)施例1-6所示的羧基丁苯膠乳的聚合方法生產(chǎn)得到。
對比例1
本實(shí)施例提供一種羧基丁苯膠乳的聚合方法,具體工藝如下:
制備原料:100份聚合單體、1.5份乳化劑、70份去離子水、0.8份分子量調(diào)節(jié)劑、1.2份引發(fā)劑;
所述聚合單體組成為:40wt%丁二烯,40wt%苯乙烯,20wt%丙烯酸;所述乳化劑為脂肪酸皂;所述分子量調(diào)節(jié)劑為叔十二烷基硫醇,所述引發(fā)劑為過硫酸銨;
聚合方法包括以下步驟:
(1)將原料配方中80%的去離子水、35%除丁二烯以外的聚合單體、35%的乳化劑和35%的分子量調(diào)節(jié)劑先在混合釜內(nèi)混合并攪拌均勻得混合物料,待反應(yīng)容器抽真空后,將混合物料投入反應(yīng)容器;
(2)在反應(yīng)容器中用氮?dú)庵脫Q出空氣,用n2將20%的丁二烯壓入聚合釜中;
(3)向反應(yīng)容器內(nèi)以2700kg/h的通入量通入溫度為170℃水蒸汽,將物料溫度升高到68℃后,再加入30%的引發(fā)劑,引發(fā)劑在0.25h內(nèi)加入完畢,停止蒸汽的通入;
(4)在3小時(shí)內(nèi)分次加入剩余的去離子水、聚合單體、乳化劑、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑于反應(yīng)容器中,使反應(yīng)容器中的溫度保持在80-90℃,壓力保持在0.8mpa以下,待轉(zhuǎn)化率達(dá)到預(yù)定之后,加入木焦油,完成聚合。
效果實(shí)施例
為了更清楚地表示出6個(gè)實(shí)施例和1個(gè)對比例的原料用量及所獲得的產(chǎn)品性能,下面以表格形式列出。
表1為羧基丁苯膠乳的原料配方
表2為實(shí)施例1-6和對比例1的羧基丁苯膠乳聚合方法的得到的膠乳經(jīng)取樣后測定的平均粒徑、粒徑分布
注:平均粒徑及粒徑分布采用透射電鏡圖像分析法測定;
粘度采用ndj-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測定。
通過表1可以看出,生產(chǎn)相同量的羧基丁苯膠乳,實(shí)施例1-6與對比例相比,所用的乳化劑的量減少30-40%,尤其實(shí)施例6與對比例1相比,除了所用的乳化劑的量減少33%,其他原料配方完全相同,可見本發(fā)明的羧基丁苯膠乳的聚合方法可以顯著減少乳化劑的用量,降低生產(chǎn)成本。
通過表2可以看出,實(shí)施例1-6所制備得到的羧基丁苯膠乳與對比例1相比,粒徑分布更為集中,粒徑尺寸為120-140nm的羧基丁苯膠乳顆粒數(shù)量占總顆粒數(shù)量的百分比均大于79%,實(shí)施例6為粒徑尺寸分布最集中的最佳實(shí)施例,通過電鏡結(jié)果還可以看出,本發(fā)明所制備得到的羧基丁苯膠乳的殘余雜質(zhì)含量少,流動(dòng)性和穩(wěn)定性高,膠乳品質(zhì)好。
另外,本發(fā)明實(shí)施例1-6中羧基丁苯膠乳的聚合方法中第二反應(yīng)容器可以始終保持同一溫度,且該溫度低于聚合溫度,而對比例1每生產(chǎn)一釜膠乳,都有反應(yīng)釜溫度降低再升高的過程,可見,本發(fā)明羧基丁苯膠乳的聚合方法可以進(jìn)一步降低能耗,提高了生產(chǎn)效率。
需要指出的是,本發(fā)明的聚合方法同樣適用于丁苯膠乳的聚合。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示,通過上述的說明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi),進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。