一種速溶解高粘結(jié)環(huán)保型粉末氯丁橡膠的制備方法技術(shù)

一種速溶解高粘結(jié)環(huán)保型粉末氯丁橡膠的制備方法，包括：1)在反應(yīng)瓶中加入水和淀粉，反應(yīng)溫度25～40℃，交替滴加堿液和二元酸，待pH值變化緩慢時(shí)，調(diào)節(jié)pH值7～8，保溫后制得改性淀粉。2)在聚合釜中加入氯丁膠乳、水、改性淀粉、異戊二烯、分子量調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑和活化劑，在25～50℃進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，當(dāng)聚合轉(zhuǎn)化率65％～75％時(shí)，加入終止劑，制得接枝膠乳。3)將接枝膠乳加入凝聚釜，加入隔離劑、絮凝劑和凝聚劑，攪拌，升溫、熟化，經(jīng)脫水、干燥制得速解溶高粘結(jié)環(huán)保型粉末氯丁橡膠。所制備的粉末氯丁橡膠粉末粒徑0.40mm～0.90mm，成粉率≥99.5％，灰分≤0.09％，揮發(fā)份≤0.15％，溶脹時(shí)間2～15秒，溶解時(shí)間1～3小時(shí)，剝離強(qiáng)度≥87N/cm。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于粉末氯丁橡膠的制備，涉及到粘合劑領(lǐng)域，特別是涉及到一類速溶解、高粘結(jié)、環(huán)保型粉末氯丁橡膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
粘結(jié)型氯丁橡膠是粘合劑行業(yè)的重要原料。由于其優(yōu)異的性能、其應(yīng)用領(lǐng)域從建筑、建材、礦用材料、汽車用安全膠囊乃至民用制品等諸多用途，且仍在不斷拓展應(yīng)用范圍。粘結(jié)型粉末氯丁橡膠與傳統(tǒng)的片膠相比，具有節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制水平等優(yōu)勢(shì)。淀粉是一種可再生的天然生物質(zhì)高分子化合物，原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉，是一種可生物降解的再生資源。淀粉(分子式(C6H1005)n)是由許多脫水葡萄糖單元經(jīng)糖鍵連接而成，在每個(gè)葡萄糖單位的C2、C3和C5上各有一個(gè)羥基，因而在一個(gè)淀粉鏈狀高聚物分子上就有成千上萬(wàn)個(gè)活性羥基，而每個(gè)淀粉顆粒又是由數(shù)不清的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子鏈以結(jié)晶區(qū)和不定形區(qū)的形式交織組成。將淀粉接枝到粉末氯丁上，不僅提高了膠黏劑的粘結(jié)性能，而且提高了溶解速度，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，更為環(huán)保。CN03100424. 5將淀粉進(jìn)行糊化，與聚合物膠乳直接凝聚，聚合物乳液為天然橡膠乳液、丁苯橡膠乳液、氯丁橡膠乳液、丁腈橡膠乳液、羧基丁腈橡膠乳液、聚氯乙烯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯乳液或聚丙烯酸酯乳液，制備的復(fù)合物主要用于橡膠工業(yè)和環(huán)境友好材料。齊卿等(“淀粉SBR復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的研究”，橡膠工業(yè)，2007，54卷，4期，197-202)采用酚醛樹(shù)脂改性淀粉，然后再使改性淀粉與丁苯膠乳共混共凝聚。張晶等在“環(huán)保淀粉膠黏劑在木材上的應(yīng)用”(黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，22卷，I期，53-55)中介紹了淀粉接枝改性木材用膠黏劑及淀粉酯化/共聚合成木材用膠黏劑，常用的接枝共聚試劑有 聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、環(huán)氧氯丙烷等。劉光遠(yuǎn)等(“利用玉米淀粉生產(chǎn)耐水性無(wú)臭膠黏劑的研究”，林產(chǎn)工業(yè)，1999，26卷，6期，13-16)使玉米淀粉與二元酸發(fā)生部分酯化反應(yīng)，加入穩(wěn)定劑水溶性高聚物，制得淀粉膠黏劑主劑。調(diào)膠時(shí)加入工業(yè)面粉，使固含量達(dá)到45%以上，然后加入交聯(lián)劑異氰酸酯化合物，即為耐水型玉米無(wú)臭膠黏劑。膠合板強(qiáng)度符合II類膠合板性能指標(biāo)要求。時(shí)君友(“利用玉米淀粉的酯化制造API膠黏劑研究”，北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，5卷，4期，361-364)用二元酸與玉米淀粉發(fā)生部分酯化反應(yīng)，在穩(wěn)定劑聚乙二醇存在的條件下，加入羧基丁腈橡膠膠乳與酯化玉米淀粉混合共聚，制成淀粉膠黏劑主劑。添加精制硫酸鋇作為填料，多異氰酸酯化合物作為交聯(lián)劑，同時(shí)加入亞硫酸氫鹽作為暫時(shí)封閉異氰酸酯基團(tuán)的封閉劑，有效地延長(zhǎng)膠黏劑的適用期。其改性淀粉膠黏劑壓制的膠合板、細(xì)木工板等木材制品均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。US2004122134涉及的一種氣動(dòng)輪胎的橡膠組分有淀粉或增塑劑和橡膠凝膠，淀粉/橡膠凝膠重量比約10 : I I : 10。JP02263882A為獲得一種高粘合力的粘合劑，可用環(huán)氧樹(shù)脂、醋酸乙烯酯脂、尿素、酚醛、聚酯、丁腈產(chǎn)品橡膠、硅橡膠、淀粉、蛋白質(zhì)和天然橡膠等作為膠粘劑的主體，用氧化鋅作結(jié)晶核。JP2009073981介紹的一種橡膠組合物中含有橡膠、多糖和炭黑等組分。GB1532886介紹了一種淀粉與丙烯腈、氯丁橡膠等接枝共聚的接枝聚合物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于采用直接凝聚粉末化技術(shù)制備速溶解、高粘結(jié)、環(huán)保型粉末氯丁橡膠。本專利技術(shù)粉末氯丁橡膠的制備方法是I)淀粉的改性以淀粉為100質(zhì)量份計(jì)，在反應(yīng)瓶中，加入60 500份水和100份淀粉，攪拌均勻、加熱，反應(yīng)溫度控制在25 40°C，滴加堿液，使反應(yīng)液pH值升到10 12，再滴加二元酸使pH值降到7,堿液和二元酸交替滴加,直至二元酸滴加完全,二元酸的加入量為15 30份，待反應(yīng)液pH值變化緩慢時(shí)，再加入堿液，調(diào)節(jié)pH值為7 8，保溫40 70min，然后降溫放料，制得改性淀粉； 2)接枝膠乳的制備以氯丁膠乳為100質(zhì)量份計(jì)，在聚合釜中依次加入100份固含量為25 % 40 %的氯丁膠乳，50 160份水，5 20份改性淀粉，5 20份異戊二烯，O. 2 I. 4份分子量調(diào)節(jié)劑，用氮?dú)庵脫Q后，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達(dá)到15 25°C時(shí)加入O. 2 I. 2份引發(fā)劑和3 10份活化劑，在25 50°C進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，當(dāng)聚合轉(zhuǎn)化率達(dá)到65 % 75 %時(shí)，加入2 10份終止劑，制得接枝膠乳；3)凝聚成粉取100份接枝膠乳加入凝聚釜，在10 30°C凝聚溫度下，加入4 16份隔離劑，4 16份絮凝劑，4 16份凝聚劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，升溫?0 60°C熟化4 6小時(shí)，然后經(jīng)分離、脫水、干燥制得速解溶高粘結(jié)環(huán)保型粉末氯丁橡膠。本專利技術(shù)中淀粉為各種淀粉，如馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、綠豆淀粉，優(yōu)選玉米淀粉。由于淀粉水溶液在被攪拌成乳狀懸浮液后靜置時(shí)，會(huì)有淀粉慢慢沉淀，為解決淀粉水乳化液的穩(wěn)定性問(wèn)題，以及進(jìn)一步提高其粘合性，本專利技術(shù)需要對(duì)淀粉進(jìn)行改性。淀粉改性過(guò)程中水的用量為60 500份，淀粉水乳液濃度為20% 60%，優(yōu)選水用量200 300份。本專利技術(shù)中淀粉改性溫度控制在25 40°C，優(yōu)選30 35°C。本專利技術(shù)中淀粉改性用的酸為二元酸，如草酸、碳酸等，優(yōu)選草酸，質(zhì)量百分濃度為60% 90%,優(yōu)選為70% 80%。二元酸加入量不足,玉米淀粉的酯化亦不足,且有沉淀形成；而二元酸加入量過(guò)多，淀粉過(guò)度降解，放置時(shí)間長(zhǎng)易發(fā)生淀粉懸濁液凝膠現(xiàn)象，本專利技術(shù)中二元酸的加入量為15 30份，優(yōu)選15 20份。本專利技術(shù)中淀粉改性用的堿液為堿或堿鹽或其復(fù)合液，如氫氧化鈉、三乙醇胺、氫氧化鉀等及其復(fù)合液，堿液質(zhì)量百分濃度為20 % 40 %，優(yōu)選25 % 35 %。優(yōu)選氫氧化鈉和三乙醇胺復(fù)合液。本專利技術(shù)中淀粉改性堿液和二元酸交替滴加，即加入堿液使pH升到10 12，再加入二元酸使pH降到7,直至二元酸滴加完全。反應(yīng)趨于完成時(shí)，pH值變化緩慢,再加入堿液，調(diào)節(jié)pH值為7 8。本專利技術(shù)中淀粉改性反應(yīng)完成后保溫40 70min，然后降溫放料。在本專利技術(shù)接枝膠乳的制備過(guò)程中，為了保證較高的接枝率，在100份氯丁膠乳中需要加入介質(zhì)水50 160份，控制接枝膠乳的質(zhì)量濃度為25% 35%。接枝膠乳的制備過(guò)程中改性淀粉用量為5 20份，優(yōu)選10 15份；異戊二烯用量為5 20份，優(yōu)選10 15份。接枝膠 乳的制備過(guò)程中所采用的分子量調(diào)節(jié)劑為硫磺或調(diào)節(jié)劑丁，為O. 2 I. 4份，優(yōu)選O. 6 I. O份；所采用的引發(fā)劑既可使用水溶性無(wú)機(jī)過(guò)氧化物熱分解型引發(fā)劑，也可使用由水溶性無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和還原劑組成的氧化-還原引發(fā)劑，為制得結(jié)晶性能好的粉末產(chǎn)品，優(yōu)選由水溶性無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和還原劑組成的氧化-還原引發(fā)劑，用量為O. 2 I. 2份，選自過(guò)硫酸鹽-亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)劑、氯酸鹽-亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)劑、過(guò)氧化氫-亞鐵鹽氧化還原引發(fā)劑。本專利技術(shù)中活化劑選自松香皂、石油磺酸鈉、甲醛-萘5磺酸縮合物鈉鹽，優(yōu)選松香皂，為3 10份。本專利技術(shù)中接枝膠乳聚合溫度為25 50°C，優(yōu)選30 40°C。本專利技術(shù)中接枝聚合轉(zhuǎn)化率控制在65 % 75%，為減小凝膠含量，優(yōu)選65 % 70%。本專利技術(shù)中終止劑選用苯二甲酸二丁酯，用量為2 10份。本專利技術(shù)以皂為隔離劑，選自歧化松香皂、脂肪酸皂等，優(yōu)選歧化松香皂，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種粉末氯丁橡膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)淀粉的改性：以淀粉為100質(zhì)量份計(jì)，在反應(yīng)瓶中，加入60～500份水和100份淀粉，攪拌均勻、加熱，反應(yīng)溫度控制在25～40℃，滴加堿液，使反應(yīng)液pH值升高到10～12，再滴加二元酸使pH值降到7，堿液和二元酸交替滴加，直至二元酸滴加完全，二元酸的加入量為15～30份，待反應(yīng)液pH值變化緩慢時(shí)，再加入堿液，調(diào)節(jié)pH值為7～8，保溫40～70min，然后降溫放料，制得改性淀粉；2)接枝膠乳的制備：以氯丁膠乳為100質(zhì)量份計(jì)，在聚合釜中依次加入100份固含量為25％～40％的氯丁膠乳，50～160份水，5～20份改性淀粉，5～20份異戊二烯，0.2～1.4份分子量調(diào)節(jié)劑，用氮?dú)庵脫Q后，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達(dá)到15～25℃時(shí)加入0.2～1.2份引發(fā)劑和3～10份活化劑，在25～50℃進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)，當(dāng)聚合轉(zhuǎn)化率達(dá)到65％～75％時(shí)，加入2～10份終止劑，制得接枝膠乳；3)凝聚成粉：取100份接枝膠乳加入凝聚釜，在10～30℃凝聚溫度下，加入4～16份隔離劑，4～16份絮凝劑，4～16份凝聚劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，升溫?0～60℃熟化4～6小時(shí)，然后經(jīng)分離、脫水、干燥制得速解溶高粘結(jié)環(huán)保型粉末氯丁橡膠。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁滔，魏緒玲，劉寶勇，叢日新，吳江，魏玉麗，龔光碧，鄭聚成，戴祖宏，徐典宏，艾純金，朱晶，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油天然氣股份有限公司，重慶長(zhǎng)壽捷圓化工有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：