CN105017701B - 一种橡胶隔离剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶隔离剂及其制备方法，所述橡胶隔离剂由以下质量份的原料组成：去离子水25‑40份，合成树脂乳液2‑10份，长链脂肪族羧酸金属盐1‑4份，分散剂1‑3份，乳化剂2‑5份，乳化助剂0.2‑1份，消泡剂0.05‑0.25份，防沉淀剂0.05‑0.5份，pH缓冲液0.08‑0.14份。本发明的橡胶隔离剂安全，无毒无味，对人体无害；且产品为乳液，无飞尘，不污染环境，隔离效果好，用量少，特别适用于橡胶制品和橡胶片。此隔离剂通过测量接触角，发现接触角小于90度，在水中可以很好的分散，不因水质不同产生沉淀。
Description
技术领域
本发明属于橡胶助剂领域，涉及一种隔离剂及其制备方法，尤其是一种新型橡胶隔离剂及其制备方法。
背景技术
在橡胶制品生产和加工过程中，由于其特有的自粘性，造成加工及运输困难，特别是给混炼胶和塑炼胶的搬运和再加工造成了很大的麻烦，因此，在胶料最终制成成品之前，如搬运和储运混炼胶之前，挤出、压出和热炼胶之前，都会在相应的胶片上涂上一层隔离剂，以防止胶片相互粘连。
而所谓的橡胶隔离剂就是在橡胶混炼、出型过程中，涂刷附着在胶片表面，使橡胶胶片表面失去互粘性，避免橡胶片粘连的方便生产作业的一类物质。它的作用机理就是利用隔离剂本身与橡胶的互溶性差异较大，当橡胶胶片浸涂了隔离剂后，橡胶胶片之间形成一层薄薄的隔离层，阻挡或减缓胶片与胶片之间相互粘连，以方便工艺过程操作。
作为橡胶胶片隔离剂的材料必须符合以下要求：与橡胶的溶解度系数要有一定的差异；安全性高、无毒性、对人体健康无危害、对环境无污染，能在橡胶胶片表面形成隔离层，以便有良好的隔离效果；对橡胶制品物理机械性能的负面影响要小；工艺操作方便，成本低。
目前常用的胶料隔离剂主要有粉末状、固体状、液体三种形态。粉末状以水滑石为代表，但是其隔离效果差。固体状及液体隔离剂主要成分为脂肪酸皂，由动物油脂皂化制得，一般价格较低，但是隔离效果差，对胶料的性能影响比较大，只有加温才可以分散于水，胶片附隔离剂后表面比较滑，挂片后容易溜片，造成生产停滞，生产效率明显。因此，制备低成本高性能且对环境影响小的隔离剂十分必要。
发明内容
本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种橡胶隔离剂及其制备方法，此隔离剂的隔离效果好，用水稀释不存在沉淀现象，在水中具有好的分散性，对环境和橡胶制品影响小。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种橡胶隔离剂，由以下质量份的原料组成：去离子水25-40份，合成树脂乳液2-10份，长链脂肪族羧酸金属盐1-4份，分散剂1-3份，乳化剂2-5份，乳化助剂0.2-1份，消泡剂0.05-0.25份，防沉淀剂0.05-0.5份，pH缓冲液0.08-0.14份。
所述的合成树脂乳液为丙烯酸酯类乳液、聚氨酯类乳液、聚酯乳液中的一种或几种。
所述的长链脂肪族羧酸金属盐为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸钾的一种或几种。
所述的分散剂为NNO、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯醚类分散剂的一种或几种。
所述的乳化剂为OP-10、司班20、司班60、吐温20、吐温60、甘油单硬脂酸酯、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠的一种或几种。
所述的乳化助剂为聚乙二醇系列、甘油、丙三醇、尿素的一种或几种。
所述的消泡剂为水溶性硅类消泡剂、磷酸三丁酯或改性聚醚中的一种。
所述的pH缓冲液为碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、三乙胺溶液的一种或两种。
所述的防沉淀剂为羧甲基纤维素、乙醇胺、羟乙基纤维素、聚丙烯酸酯的一种或几种。
上述橡胶隔离剂的制备方法，包括下述步骤：
在三口烧瓶中加入去离子水，一边升温一边进行搅拌使其搅拌均匀，在60-70℃分别加入防沉淀剂、乳化剂、乳化助剂、分散剂，然后升温至75-80℃，在搅拌速度为1000r/min的条件下搅拌30-40分钟，使其混合均匀，在搅拌过程中加入部分消泡剂，使其迅速消泡，然后加入合成树脂乳液和长链脂肪族羧酸金属盐，恒温高速(2000-2500r/min)搅拌1.5-2小时，然后中速搅拌(600-700r/min)下降温至40-45℃，在搅拌过程中加入pH缓冲液和剩余消泡剂，使泡沫消失，最后将反应后的溶液倒入塑料杯中并密封。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的橡胶隔离剂安全，无毒无味，对人体无害；且产品为乳液，无飞尘，不污染环境，隔离效果好，用量少，特别适用于橡胶制品和橡胶片。
2、此隔离剂通过测量接触角，发现接触角小于90度，在水中可以很好的分散，不因水质不同产生沉淀。
3、乳液粒径小，主要集中在10微米左右，理论上说粒径越小，乳液越稳定。
4、对乳液进行Zeta电位测量，发现乳液的电位为-41.9mV左右，通过查阅相关资料发现Zeta电位的重要意义在于它的数值与胶态分散的稳定性相关。Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta电位(正或负)越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位(正或负)越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。Zeta电位与体系稳定性之间的大致关系如表1所示。
表1
| Zeta电位(mV) | 胶体稳定性 |
| 0到±5 | 快速凝结或凝聚 |
| ±10到±30 | 开始变得不稳定 |
| ±30到±40 | 稳定性一般 |
| ±40到±60 | 较好的稳定性 |
| 超过±61 | 稳定性极好 |
附图说明
图1为乳液粒径分布；
图2为乳液的Zeta电位结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：在三口烧瓶中加入40ml去离子水，一边升温一边进行搅拌使其搅拌均匀，在温度为60-65℃左右时，然后加入防沉淀剂羟乙基纤维素，并不断搅拌，大约搅拌15min后，加入乳化剂司班60 2.5g、吐温60 1.25g、分散剂NNO 1g左右以及乳化助剂丙三醇0.1g，在80℃左右搅拌30分钟，使其混合均匀，如果泡沫多的话加入0.06g水性有机硅消泡剂，使其迅速消泡，然后加入丙烯酸酯类乳液3g和硬脂酸锌2g、硬脂酸钠0.5g，恒温高速搅拌1个半小时，然后中速搅拌下降温至55-60℃左右加入碳酸氢钠和碳酸钠溶液以1∶1摩尔比配的缓冲液0.06g，在温度降温至45-50度时，泡沫较多的话，可以再加入0.06g水溶性有机硅消泡剂，使泡沫消失，最后将反应后的溶液倒入塑料杯中并密封。
由图1可知，粒径在1-10微米范围内居多，粒径越小，乳液的稳定性越好，存放的时间就越长，在工业上的应用就越好。
由图2可知，Zeta电位为-41.9mV，介于-40到-60mV之间，稳定性较好，而Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta电位(正或负)越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集，所以稳定性比较好。
隔离剂性能测试：
将上述方法制备的隔离剂用水稀释，稀释比例分别为1∶3，1∶10，1∶15，1∶25。将混炼胶制成6个尺寸均为100mm100mm的胶片，然后分别涂刷隔离剂，所制的1-4号隔离剂涂刷所得胶片分别为1-4号胶片，5号胶片涂刷二甲基硅油，6号胶片不涂刷隔离剂，将涂完隔离剂的胶片用吹风机吹干后，把两张胶片贴合在一起，均匀地对其施加一定的压力，停放16h和48h后进行胶片剥离试验结果见表2。
表2
虽然二甲基硅油隔离效果好，但是价格昂贵，在工业上大规模应用不特合适，本发明的隔离剂隔离效果也挺好，价格便宜，使用方便，对环境无污染，可以在橡胶企业上得到广泛的应用，尤其对一些规模小的橡胶企业，是一个不错的选择。
具体实施方式二：在三口烧瓶中加入40ml去离子水，一边升温一边进行搅拌使其搅拌均匀，在温度为60-65℃左右时，然后加入防沉淀剂聚丙烯酸酯0.08g，并不断搅拌，大约搅拌15min后，加入乳化剂OP-10 2.2g、分散剂NNO 1.2g左右以及乳化助剂丙三醇0.3g，在80℃左右搅拌30分钟，使其混合均匀，如果泡沫多的话加入0.06g水性有机硅消泡剂，使其迅速消泡，然后加入聚氨酯类乳液2g、聚酯乳液3g和硬脂酸锌2g、硬脂酸钠1g，恒温高速搅拌1个半小时，然后中速搅拌下降温至55-60℃左右加入pH缓冲液0.06g，在温度降温至45-50度时，泡沫较多的话，可以再加入0.06g水溶性有机硅消泡剂，使泡沫消失，最后将反应后的溶液倒入塑料杯中并密封。
具体实施方式三：在三口烧瓶中加入40ml蒸馏水，一边升温一边进行搅拌使其搅拌均匀，在温度为60-65℃左右时，然后加入防沉淀剂羧甲基纤维素0.1g，并不断搅拌，大约搅拌15min后，加入乳化剂司班60 2.5g、吐温60 1.25g、分散剂聚丙烯酸钠0.3g左右以及乳化助剂甘油0.1g，在80度左右搅拌30分钟，使其混合均匀，如果泡沫多的话加入0.06g磷酸三丁酯溶液，使其迅速消泡，然后加入聚氨酯类乳液3g和硬脂酸镁1.5g，恒温高速搅拌1.5小时，然后中速搅拌下降温至55-60℃左右加入三乙胺溶液0.06g，在温度降温至45-50℃时，泡沫较多的话，可以再加入0.06g磷酸三丁酯溶液，使泡沫消失，最后将反应后的溶液倒入塑料杯中并密封。
Claims (6)
1.一种橡胶隔离剂，其特征在于所述橡胶隔离剂由以下质量份的原料组成：去离子水25-40份，合成树脂乳液2-10份，长链脂肪族羧酸金属盐1-4份，分散剂1-3份，乳化剂2-5份，乳化助剂0.2-1份，消泡剂0.05-0.25份，防沉淀剂0.05-0.5份，pH缓冲液0.08-0.14份，所述合成树脂乳液为丙烯酸酯类乳液、聚氨酯类乳液、聚酯乳液中的一种或几种，分散剂为NNO、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯醚类分散剂的一种或几种，乳化剂为OP-10、司班20、司班60、吐温20、吐温60、甘油单硬脂酸酯、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠的一种或几种，乳化助剂为聚乙二醇系列、甘油、尿素的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的橡胶隔离剂，其特征在于所述长链脂肪族羧酸金属盐为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸钾的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的橡胶隔离剂，其特征在于所述消泡剂为水溶性硅类消泡剂、磷酸三丁酯或改性聚醚中的一种。
4.根据权利要求1所述的橡胶隔离剂，其特征在于所述pH缓冲液为碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、三乙胺溶液的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的橡胶隔离剂，其特征在于所述防沉淀剂为羧甲基纤维素、乙醇胺、羟乙基纤维素、聚丙烯酸酯的一种或几 种。
6.一种权利要求1-5任一权利要求所述的橡胶隔离剂的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下：
在三口烧瓶中加入去离子水，一边升温一边进行搅拌使其搅拌均 匀，在60-70℃分别加入防沉淀剂、乳化剂、乳化助剂、分散剂，然后升温至75-80℃，搅拌30-40分钟，使其混合均匀，在搅拌过程中加入部分消泡剂，使其迅速消泡，然后加入合成树脂乳液和长链脂肪族羧酸金属盐，恒温搅拌1.5-2小时，然后降温至40-45℃，在搅拌过程中加入pH缓冲液和剩余消泡剂，使泡沫消失，最后将反应后的溶液倒入塑料杯中并密封。
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