CN117567688B - 一种丁腈乳液及其合成方法和应用 - Google Patents
一种丁腈乳液及其合成方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种丁腈乳液及其合成方法和应用,涉及劳保用胶乳技术领域。该合成方法包括:将去离子水、电解质、pH缓冲剂、分散剂、乳化剂和硅油类增塑剂混合,形成乳化混合液;将去离子水、所述乳化混合液、硫醇、丙烯腈、不饱和羧酸、含硅不饱和羧酸酯混合,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换多次,加入丁二烯,开始升温至35‑45℃,加入引发剂,开始聚合反应;当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH为6‑8,加入终止剂,停止反应。本发明可以改善高分子的柔顺性,同时可以利用偶联作用可以将硅油类增塑剂在合成过程中分布到胶粒当中,提升制备获得的手套柔软舒适,保证耐油、耐戴,耐磨的前提下,耐低温性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及劳保用胶乳技术领域,具体而言,涉及一种丁腈乳液及其合成方法和应用。
背景技术
随着社会的发展,社会以及个人对劳动防护的重视,各种作业活动基本都会佩戴手套,防护手套通常用在特殊劳动场合对人的双手形成保护,例如:低温环境、接触油渍环境、腐蚀性工作、和/或防止摩擦损伤等工作需求。而有些场合中,上述提到的各种保护需求均存在,这就要求防护手套应能够同时满足上述保护需求。
防护手套的表层材质通常选择天然乳胶或丁腈橡胶。其中,天然乳胶在低温下可以很好地应用;但是天然乳胶不耐油,耐磨性能差。
丁腈橡胶玻璃化转变温度在-25℃左右,而硫化丁腈橡胶玻璃化转变温度在-10℃左右,在东北等高纬度地区温度低于丁腈胶的玻璃化转变温度,手套手感变很硬,变脆容易折断,不能使用。
因此,现有技术中无论是天然乳胶还是丁腈橡胶,均存在性能上的局限,无法广泛满足复杂劳动场合的保护需求。
中国专利申请CN 108395595 A公开了一种耐低温丁腈防护手套及所用丁腈胶浆的制备方法,该方法通过对交联剂和氧化锌等用量调节,硫化时降低交联密度,进一步地,加入增塑剂减少分子间作用力,增加分子间运动,降低玻璃化转变温度,使得产品的耐低温性更好,且提高了丁腈手套耐油,耐磨,耐穿戴的性能。从后端解决丁腈胶本身的不足。
目前市场上,现有胶乳需要后端的调整改善丁腈胶的不足,不能很好的在成本,性能,客户体验之间达到很好的平衡。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丁腈乳液及其合成方法和应用。
本发明是这样实现的:
第一方面,本发明提供一种丁腈乳液的合成方法,其包括:
将去离子水、电解质、pH缓冲剂、分散剂、乳化剂和硅油类增塑剂混合,形成乳化混合液;
将去离子水、所述乳化混合液、硫醇、丙烯腈、不饱和羧酸、含硅不饱和羧酸酯混合,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换多次,加入丁二烯,开始升温至35-45℃,加入引发剂,开始聚合反应;
当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH为6-8,加入终止剂,停止反应。
在可选的实施方式中,在形成所述乳化混合液中物料的重量份数配比为:去离子水30-90份、电解质0.1-0.5份、pH缓冲剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份、乳化剂2.5-4份和硅油类增塑剂2-6份。
在可选的实施方式中,在所述聚合反应的步骤中物料的重量份数配比为:去离子水40-110份、硫醇0.3-0.9份、丙烯腈25-40份、不饱和羧酸2-8份、含硅不饱和羧酸酯1-6份、丁二烯46-72份、引发剂0.1-0.3份。
在可选的实施方式中,所述硅油类增塑剂包括羧基硅油、甲基硅油和氟硅油中的一种或多种的组合。
在可选的实施方式中,所述含硅不饱和羧酸酯包括甲基丙烯酸三甲基硅烷酯、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和α-甲基丙烯酰氧甲基三甲基硅烷中的一种或多种的组合。
在可选的实施方式中,在形成所述乳化混合液中物料还包括特征(1)-特征(4)中的至少一种:
特征(1):所述电解质包括氯化钾、焦磷酸钾和焦磷酸钠中的一种或多种的组合;
特征(2):所述pH缓冲剂包括碳酸氢钠、碳酸钾和磷酸氢钾中的一种或多种的组合;
特征(3):所述分散剂包括亚甲基二萘磺酸钠、甲基萘磺酸钠和二丁基萘磺酸钠中的一种或多种的组合;
特征(4):所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾和萘磺酸钠中的一种或多种的组合。
在可选的实施方式中,在所述聚合反应的步骤中物料还包括特征(5)-特征(7)中的至少一种:
特征(5):所述硫醇包括叔十二碳硫醇和二硫代双甲硫羰酸异丙酯的一种或多种的组合;
特征(6):所述不饱和羧酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种的组合。
特征(7):所述引发剂包括过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种的组合。
在可选的实施方式中,在停止反应后,还包括加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入抗氧剂和杀菌剂。
第二方面,本发明提供一种丁腈乳液,其采用如前述实施方式所述的丁腈乳液的合成方法制备而得。
第三方面,本发明提供如前述实施方式所述的丁腈乳液在制备防护手套中的应用。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的丁腈乳液的合成方法,通过在配制乳化混合液的阶段引入硅油类增塑剂,同时在聚合反应阶段引入含硅不饱和羧酸酯作为第四单体,实现四元共聚,而含硅不饱和羧酸酯的引入,可以改善高分子的柔顺性;并且含硅不饱和羧酸酯中含有硅,其可以利用偶联作用可以将硅油类增塑剂在合成过程中分布到胶粒当中,解决了现有增塑剂难以渗透到胶粒中的难题,同时,采用上述丁腈乳液制备获得的手套柔软舒适,保证耐油、耐戴,耐磨的前提下,耐低温性能优异,解决了手套耐寒不耐油,无法低温下使用的难题,上述丁腈乳液可以广泛应用于制备防护手套中。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供一种丁腈乳液的合成方法,其包括如下步骤:
S1、配制乳化混合液。
将去离子水、电解质、pH缓冲剂、分散剂、乳化剂和硅油类增塑剂混合,形成乳化混合液。其中,物料的重量份数配比为:去离子水30-90份、电解质0.1-0.5份、pH缓冲剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份、乳化剂2.5-4份和硅油类增塑剂2-6份。
电解质包括但不限于氯化钾、焦磷酸钾和焦磷酸钠中的一种或多种的组合;pH缓冲剂包括但不限于碳酸氢钠、碳酸钾和磷酸氢钾中的一种或多种的组合;分散剂包括但不限于亚甲基二萘磺酸钠、甲基萘磺酸钠和二丁基萘磺酸钠中的一种或多种的组合;乳化剂包括但不限于十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾和萘磺酸钠中的一种或多种的组合。硅油类增塑剂包括但不限于羧基硅油、甲基硅油和氟硅油中的一种或多种的组合。
S2、聚合反应。
将去离子水、乳化混合液、硫醇、丙烯腈、不饱和羧酸、含硅不饱和羧酸酯混合,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换多次,加入丁二烯,开始升温至35-45℃,加入引发剂,开始聚合反应;其中,物料的重量份数配比为:去离子水40-110份、硫醇0.3-0.9份、丙烯腈25-40份、不饱和羧酸2-8份、含硅不饱和羧酸酯1-6份、丁二烯46-72份、引发剂0.1-0.3份。
硫醇包括但不限于叔十二碳硫醇和二硫代双甲硫羰酸异丙酯的一种或多种的组合;不饱和羧酸包括但不限于丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种的组合;含硅不饱和羧酸酯包括但不限于甲基丙烯酸三甲基硅烷酯、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和α-甲基丙烯酰氧甲基三甲基硅烷中的一种或多种的组合;引发剂包括但不限于过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种的组合。
S3、后处理。
当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH为6-8,加入终止剂,停止反应。在停止反应后,还包括加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入抗氧剂和杀菌剂。本步骤中使用的终止剂、消泡剂、抗氧剂和杀菌剂均为本领域的常规选择,其用量也为本领域的常规选择,在此不做详细阐述。
本发明中,通过在配制乳化混合液的阶段引入硅油类增塑剂,同时在聚合反应阶段引入含硅不饱和羧酸酯作为第四单体,实现四元共聚,而含硅不饱和羧酸酯的引入,可以改善高分子的柔顺性;并且含硅不饱和羧酸酯中含有硅,其可以利用偶联作用可以将硅油类增塑剂在合成过程中分布到胶粒当中,解决了现有增塑剂难以渗透到胶粒中的难题,同时,采用上述丁腈乳液制备获得的手套柔软舒适,保证耐油、耐戴,耐磨的前提下,耐低温性能优异,解决了手套耐寒不耐油,无法低温下使用的难题,上述丁腈乳液可以广泛应用于制备防护手套中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水35kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.86kg,硅油类增塑剂(羧基硅油)2.04kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水44kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.46kg、甲基丙烯酸2.91kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1.75kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯36.08kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.54kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水58.33份、焦磷酸钾0.25份、磷酸氢钾0.20份、二丁基萘磺酸钠0.28份、十二烷基苯磺酸钠3.10份,硅油类增塑剂(羧基硅油)3.40份,每个重量份为0.6kg。步骤(2)中去离子水73.33份、叔十二碳硫醇0.58份、丙烯腈29.10份、甲基丙烯酸4.85份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯2.92份、丁二烯60.13份、过硫酸钾0.21份,每个重量份为0.6kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
实施例2
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水22.98kg、焦磷酸钾0.06kg、磷酸氢钾0.06kg、二丁基萘磺酸钠0.06kg、十二烷基苯磺酸钠1.50kg,硅油类增塑剂(甲基硅油)1.20kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水60kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.18kg、丙烯腈15kg、甲基丙烯酸1.20kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯0.60kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯43.12kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)4kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水38.3份、焦磷酸钾0.1份、磷酸氢钾0.1份、二丁基萘磺酸钠0.1份、十二烷基苯磺酸钠2.5份,硅油类增塑剂(羧基硅油)2份,每个重量份为0.6kg。步骤(2)中去离子水100份、叔十二碳硫醇0.3份、丙烯腈25份、甲基丙烯酸2份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1份、丁二烯71.87份、过硫酸钾0.1份,每个重量份为0.6kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
实施例3
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水50.4kg、焦磷酸钾0.28kg、磷酸氢钾0.28kg、二丁基萘磺酸钠0.28kg、十二烷基苯磺酸钠2.24kg,硅油类增塑剂(氟硅油)3.36kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水24kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.50kg、丙烯腈22.4kg、甲基丙烯酸4.48kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯3.36kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯25.76kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)11.2kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水90份、焦磷酸钾0.5份、磷酸氢钾0.5份、二丁基萘磺酸钠0.5份、十二烷基苯磺酸钠4份,硅油类增塑剂(羧基硅油)6份,每个重量份为0.56kg。步骤(2)中去离子水42.86份、叔十二碳硫醇0.89份、丙烯腈40份、甲基丙烯酸8份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯6份、丁二烯46份、过硫酸钾0.3份,每个重量份为0.56kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
实施例4
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水28kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.18kg、十二烷基苯磺酸钠1.89kg,硅油类增塑剂(羧基硅油)1.2kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水50kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.70kg、甲基丙烯酸2.95kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯0.6kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯37.76kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.8 kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水46.67份、焦磷酸钾0.25份、磷酸氢钾0.2份、二丁基萘磺酸钠0.3份、十二烷基苯磺酸钠3.15份,硅油类增塑剂(羧基硅油)2份,每个重量份为0.6kg。步骤(2)中去离子水83.33份、叔十二碳硫醇0.58份、丙烯腈29.5份、甲基丙烯酸4.92份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1份、丁二烯62.93份、过硫酸钾0.22份,每个重量份为0.6kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
实施例5
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水46kg、焦磷酸钾0.14kg、磷酸氢钾0.11kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.82kg,硅油类增塑剂(羧基硅油)3.41kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水33kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.34kg、丙烯腈17.06kg、甲基丙烯酸2.84kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯3.41kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯33.56kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.35kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水76.67份、焦磷酸钾0.23份、磷酸氢钾0.18份、二丁基萘磺酸钠0.28份、十二烷基苯磺酸钠3.03份,硅油类增塑剂(羧基硅油)5.68份,每个重量份为0.6kg。步骤(2)中去离子水55份、叔十二碳硫醇0.57份、丙烯腈28.43份、甲基丙烯酸4.73份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯5.68份、丁二烯55.93份、过硫酸钾0.21份,每个重量份为0.6kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
实施例6
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水28kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.18kg、十二烷基苯磺酸钠1.89kg,硅油类增塑剂(羧基硅油)1.18kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水50kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.70kg、甲基丙烯酸2.95kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯3.54kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯34.81kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.65kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
需要说明的是,本实施例中所有组分的用量依据具体的反应釜(150kg)大小来确定的,按照重量份来计,其中,步骤(1)的去离子水47.46份、焦磷酸钾0.25份、磷酸氢钾0.2份、二丁基萘磺酸钠0.31份、十二烷基苯磺酸钠3.2份,硅油类增塑剂(羧基硅油)2份,每个重量份为0.59kg。
步骤(2)中去离子水84.75份、叔十二碳硫醇0.59份、丙烯腈30份、甲基丙烯酸5份、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯6份、丁二烯59份、过硫酸钾0.22份,每个重量份为0.59kg,其中,在添加过程中过硫酸钾是以浓度为1.5%的过硫酸钾溶液进行添加的。
对比例1
本对比例提供了一种丁腈乳液,其未添加硅油类增塑剂和甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,其具体制备方法如下:
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水19kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.18kg、十二烷基苯磺酸钠1.92kg,硅油类增塑剂0kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水59kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.36kg、丙烯腈18.04kg、甲基丙烯酸3.01kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯0kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯39.09kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.82kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
对比例2
本对比例提供了一种丁腈乳液,其未添加硅油类增塑剂,但添加有甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,其具体制备方法如下:
(1)配制乳化剂,向乳化剂配制釜中加入去离子水19.22kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.18kg、十二烷基苯磺酸钠1.92kg,硅油类增塑剂0kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水59kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.36kg、丙烯腈18kg、甲基丙烯酸3.01kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1.80kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯37.28kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.82kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
对比例3
本对比例提供了一种丁腈乳液,其未添加甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,但添加有硅油类增塑剂,其具体制备方法如下:
(1)配制乳化剂,向乳化剂配制釜中加入去离子水35kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.86kg,硅油类增塑剂2.04kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水44kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.46kg、甲基丙烯酸2.91kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯0kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯37.82kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.54kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
对比例4
本对比例提供了一种丁腈乳液,其添加有硅油类增塑剂和甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,但是添加节点是在聚合反应结束后,其具体制备方法如下:
(1)配制乳化剂,向乳化剂配制釜中加入去离子水35kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.86kg,硅油类增塑剂0kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水44kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.46kg、甲基丙烯酸2.91kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯0kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯36.08kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.54kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂,之后加入甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1.75kg,硅油类增塑剂2.04kg,搅拌均匀制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
对比例5
本对比例提供了一种丁腈乳液,其添加的增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯,其具体制备方法如下:
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水35kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.86kg,增塑剂(邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)2.04kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水44kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.46kg、甲基丙烯酸2.91kg、甲基丙烯酸三甲基硅烷酯1.75kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯36.08kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.54kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
对比例6
本对比例提供了一种丁腈乳液,其添加的第四单体为三氟乙烯基硅烷,其具体制备方法如下:
(1)向乳化剂配制釜中加入去离子水35kg、焦磷酸钾0.15kg、磷酸氢钾0.12kg、二丁基萘磺酸钠0.17kg、十二烷基苯磺酸钠1.86kg,硅油类增塑剂(羧基硅油)2.04kg,搅拌20-25min,至透明均匀形成乳化混合液,备用。
(2)聚合釜进料,向反应釜中加入去离子水44kg,加入配好的乳化混合液,之后依次加入叔十二碳硫醇0.35kg、丙烯腈17.46kg、甲基丙烯酸2.91kg、三氟乙烯基硅烷1.75kg,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换三次,加入丁二烯36.08kg,开始升温至39℃,加入过硫酸钾溶液(1.5%)8.54kg,开始反应。
(3)当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH到7左右,加入终止剂,加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入一定量的抗氧剂和杀菌剂制得成品。
(4)之后按照浸胶手套工艺制备手套,评价相关性能。
实验例一
将上述实施例1-6以及对比例1-6制备获得的丁腈乳液进行性能检测,其中,耐油性耐溶剂性能按照《硫化橡胶耐液体试验方法》GB1690-1992进行测试,耐油性能测试所用油为ASTM 1#油;耐溶剂性能测试所用的溶剂是异辛烷,正己烷。
检测结果请参阅表1。
表1.不同示例获得的丁腈乳液的性能检测结果统计表
实验例二
将上述实施例1-6以及对比例1-6制备获得的丁腈乳液制备获得的浸胶手套进行性能检测,其中,机械防护标准 EN388(工业手套防护欧洲标准)测试。耐低温测试,丁腈手套在-10℃放置4h后使用,判断手感,当在-25℃放置4h后使用,判断手感。
检测结果请参阅表2。
表2.不同示例获得的浸胶手套的性能检测结果统计表
从上表可以看出,本发明实施例1-6制备获得的浸胶手套的抽出可溶物质比率显著低于对比例1-6,这充分证明本申请实施例反应更完全,增塑剂和小分子物质抽出率更低,同时,实施例1-6制备获得的浸胶手套的拉伸性能变化率也显著低于对比例1-6,这证明实施例1-6具有更好的拉伸性能。进一步地,实施例1-6手套性能均达到了4131,而对比例1-6只能达到4121,其中,EN388是对手套的耐磨性、抗切割性、抗撕裂性和耐穿刺性能进行检测并显示其评级,对比上述实施例1-6和对比例1-6的数据可以看出,实施例1-6相较于对比例1-6的主要优势在于抗撕裂性能更佳,这也进一步体现了实施例1-6具有更优异的拉伸性能。进一步的,针对耐低温性能可以看出,本发明实施例1-6制备获得的浸胶手套的耐低温性能显著优于对比例1-6,其中,对比例1同时省略了硅油类增塑剂和甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,其耐低温性能最差,而对比例2仅省略了硅油类增塑剂,此时,甲基丙烯酸三甲基硅烷酯的加入可以改善柔软性,对比例3仅省略了甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,虽然对比例3加入了硅油类增塑剂,但是由于缺少了甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,导致硅油类增塑剂难以渗透到胶粒中,因此对比例2在-10℃时4h后使用的手感会优于对比例3。而对比例4中,虽然同时加入有硅油类增塑剂和甲基丙烯酸三甲基硅烷酯,但是其是在聚合反应完成后再加入的,加入节点的不同,导致甲基丙烯酸三甲基硅烷酯未与其他单体实现四元共聚,也无法有效将硅油类增塑剂在合成过程中分布到胶粒当中,因此,其耐低温性能依然欠佳。对比例5中选择的增塑剂不含硅,此时,可起到一定的改善柔软性的效果,但效果弱于对比例3单独添加硅油类增塑剂。对比例6中选择的第四单体不在本发明的范围内,此时,反应体系不稳定,成品粘度高,机械稳定性差,制备的手套效果也较差。
综上所述,本发明提供的丁腈乳液的合成方法,通过在配制乳化混合液的阶段引入硅油类增塑剂,同时在聚合反应阶段引入含硅不饱和羧酸酯作为第四单体,实现四元共聚,而含硅不饱和羧酸酯的引入,可以改善高分子的柔顺性;并且含硅不饱和羧酸酯中含有硅,其可以利用偶联作用可以将硅油类增塑剂在合成过程中分布到胶粒当中,解决了现有增塑剂难以渗透到胶粒中的难题,同时,采用上述丁腈乳液制备获得的手套柔软舒适,保证耐油、耐戴,耐磨的前提下,耐低温性能优异,解决了手套耐寒不耐油,无法低温下使用的难题,上述丁腈乳液可以广泛应用于制备防护手套中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种丁腈乳液的合成方法,其特征在于,其包括:
将去离子水、电解质、pH缓冲剂、分散剂、乳化剂和硅油类增塑剂混合,形成乳化混合液;
将去离子水、所述乳化混合液、硫醇、丙烯腈、不饱和羧酸、含硅不饱和羧酸酯混合,开启搅拌,充氮气抽真空,反复置换多次,加入丁二烯,开始升温至35-45℃,加入引发剂,开始聚合反应;
当转化率达到96%以上时,加氨水调节pH为6-8,加入终止剂,停止反应;
在形成所述乳化混合液中物料的重量份数配比为:去离子水30-90份、电解质0.1-0.5份、pH缓冲剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份、乳化剂2.5-4份和硅油类增塑剂2-6份;
在所述聚合反应的步骤中物料的重量份数配比为:去离子水40-110份、硫醇0.3-0.9份、丙烯腈25-40份、不饱和羧酸2-8份、含硅不饱和羧酸酯1-6份、丁二烯46-72份、引发剂0.1-0.3份;
所述硅油类增塑剂包括羧基硅油、甲基硅油和氟硅油中的一种或多种的组合;
所述含硅不饱和羧酸酯包括甲基丙烯酸三甲基硅烷酯、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和α-甲基丙烯酰氧甲基三甲基硅烷中的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的丁腈乳液的合成方法,其特征在于,在形成所述乳化混合液中物料还包括特征(1)-特征(4)中的至少一种:
特征(1):所述电解质包括氯化钾、焦磷酸钾和焦磷酸钠中的一种或多种的组合;
特征(2):所述pH缓冲剂包括碳酸氢钠、碳酸钾和磷酸氢钾中的一种或多种的组合;
特征(3):所述分散剂包括亚甲基二萘磺酸钠、甲基萘磺酸钠和二丁基萘磺酸钠中的一种或多种的组合;
特征(4):所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾和萘磺酸钠中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的丁腈乳液的合成方法,其特征在于,在所述聚合反应的步骤中物料还包括特征(5)-特征(7)中的至少一种:
特征(5):所述硫醇包括叔十二碳硫醇和二硫代双甲硫羰酸异丙酯的一种或多种的组合;
特征(6):所述不饱和羧酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或多种的组合;
特征(7):所述引发剂包括过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的丁腈乳液的合成方法,其特征在于,在停止反应后,还包括加入消泡剂,稀释后真空脱气到所需固含量,加入抗氧剂和杀菌剂。
5.一种丁腈乳液,其特征在于,其采用如权利要求1-4任一项所述的丁腈乳液的合成方法制备而成。
6.如权利要求5所述的丁腈乳液在制备防护手套中的应用。
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