CN115611999A - 一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氯丁橡胶添加剂制备方法技术领域，为了解决传统氯丁橡胶生产过程中使用含有苯类等有机溶剂的终止剂，这些苯类有机溶剂会挥发到大气中污染环境和危害工人的健康、易燃等问题，提供了一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂及其制备方法。由一定比例的促进剂、抗氧剂、终止剂、表面活性剂、分散剂、稳定增稠剂、去离子水，利用粉体研磨乳化设备，将以上配合剂制成一种粒子细、分散均匀、不附聚、沉淀少以及与胶乳有较好的配合性能的水分散体型氯丁橡胶无苯终止剂。本发明消除了终止剂制备过程中苯类有机溶剂对人体的危害和环境的破坏，降低了职业健康风险、环保压力和火灾爆炸风险；同时有效降低了生产成本。

Description

一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂及其制备方法

技术领域

本发明属于氯丁橡胶添加剂制备方法技术领域，具体涉及一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂及其制备方法。

背景技术

氯丁橡胶生产过程中的终止剂体系大多是油溶性添加剂，不能直接加入到生产系统中，须先溶于有机溶剂中，然后通过乳化形成O/W或W/O乳浊液后加入到生产系统中。而氯丁橡胶工业中常用的是苯类（苯、甲苯或二甲苯）有机溶剂，在生产后期还需要将其分离出来，增加了工艺和生产成本。同时不可避免的造成对水和大气的苯污染问题，危害职业健康和环境，增加火灾隐患。用无苯生产工艺代替有苯生产工艺后，便可从根本上解决上述问题。

申请号为：201410618677.1，发明名称为：一种合成橡胶的无苯稳定剂及其制备方法，该发明专利针对合成橡胶，以无苯稳定剂的总质量为100%计，由下列重量份的原料制备而成：10-30%促进剂、10-30%抗氧剂、2-3%表面活性剂、20-30%分散剂，其余为去离子水。本发明并未使用苯类作为有机溶剂，消除了稳定剂制备过程中苯类溶剂对人体的危害，降低了职业健康风险；该无苯稳定剂的应用可以省去这部分能源消耗和人工费用支出，降低了生产成本；本发明所制得的无苯稳定剂呈乳液状，稳定性优于悬浮液稳定剂。该专利中采用了高速剪切机使水油相乳化实现无苯稳定剂的混合乳化。

发明内容

本发明为了解决传统氯丁橡胶生产过程中使用含有苯类等有机溶剂的终止剂，这些苯类有机溶剂会挥发到大气中污染环境和危害工人的健康、易燃等问题，提供了一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂及其制备方法。由一定比例的促进剂、抗氧剂、终止剂、表面活性剂、分散剂、稳定增稠剂、去离子水，利用粉体研磨乳化设备，将以上配合剂制成一种粒子细、分散均匀、不附聚、沉淀少以及与胶乳有较好的配合性能的氯丁橡胶水分散体无苯终止剂。本发明消除了终止剂制备过程中苯类溶剂对人体的危害和环境的破坏，降低了职业健康风险、环保压力和火灾爆炸风险，也降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明由如下技术方案实现的：一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂，以无苯终止剂的总质量为100%计，由下列重量份的原料制备而成：5-30%促进剂、10-30%抗氧剂、1-10%终止剂、1-5%分散剂、1-10%表面活性剂、1-5%稳定增稠剂，其余为去离子水；其中：所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的至少一种；所述终止剂为吩噻嗪、N-亚硝基二苯胺、N-异丙基羟胺、二乙基羟胺、二异丙基羟胺中的至少一种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚烷基萘磺酸钠、缩合萘磺酸钠盐、亚甲基二萘磺酸钠中的至少一种；所述表面活性剂为松香酸钠皂、松香酸钾皂、歧化松香酸钾皂、歧化松香酸钠皂中的至少一种；所述稳定增稠剂为聚乙烯醇、甲基羟乙基纤维素、阿拉伯胶中的至少一种。

制备所述的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂的方法，包括如下步骤：

（1）将促进剂、抗氧剂、终止剂、分散剂、表面活性剂、稳定增稠剂、去离子水混合，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂；

（2）采用粉体研磨乳化设备进行匀质化，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，先在1000转/分钟搅拌研磨5min，再在2300-3000rpm研磨60-90min后放料，形成粒径为500-1650nm、固含量为25-60%匀质化状态的水分散体无苯终止剂。

将所制备出的水分散体无苯终止剂按照测试标准，测试粒径、粘度。

经检测，本发明所制备的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂，是一种粒子细、分散均匀、不附聚、沉淀少以及与胶乳有较好的配合性能。本发明通过采用粉体研磨乳化设备，添加较少助剂，或是助剂的相互配合，即可达到终止剂无苯化，同时工艺操作简单，消除了终止剂制备过程中苯类有机溶剂对人体的危害和环境的破坏，降低了职业健康风险、环保压力和火灾爆炸风险；同时有效降低了生产成本。

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，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，所有在此使用的技术和科学术语，和本发明所属领域内的技术人员所通常理解的意思相同，在此公开引用及他们引用的材料都将以引用的方式被并入。

本领域技术人员意识到的通过常规实验就能了解到的描述的特定实施方案的等同技术，都将包含在本申请中。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的仪器设备，如无特殊说明，均为实验室常规仪器设备；下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均为由常规生化试剂商店购买得到的。

实施例1：称取41g二硫化四甲基秋兰姆，54.67g抗氧剂264，0.36g吩噻嗪，3.95gN-亚硝基二苯胺，2g缩合萘磺酸钠盐，32g松香酸钾皂，0.3g甲基羟乙基纤维素，138g去离子水，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂依次混合，使用粉体研磨乳化设备先1000rpm研磨5min，再2500rpm研磨80min后放料，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，制备得到本发明的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂。测试结果：平均粒径1433nm，粘度89mpa.s。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入49.75g上述制备的水分散体无苯终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。

同时再配制与实施案例相同有效成分的有苯终止剂为对照组以供参照。室温下，将7.50g二硫化四甲基秋兰姆、0.066g吩噻嗪、10.00g抗氧剂264、3.95g N-亚硝基二苯胺加入23.9g甲苯，磁力搅拌溶解完全；14.4g歧化松香酸钾皂，溶于9.6g软水中，磁力搅拌溶解完全，将水相与油相混合，磁力搅拌30-60min进行乳化，乳化完全后备用。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入上述配制好的终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重和沉降变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。测试结果见表1、表2。

表1比重和沉降变化情况

表2 老化实验数据

由表1和2试验结果表明实施例1中终止效果、加入胶乳后稳定性以及老化性能都可达到同等有苯终止剂的效果。

实施例2：称取41g二硫化四丁基秋兰姆，43.74g抗氧剂264，10.93g抗氧剂168，0.36g吩噻嗪，3.95g N-异丙基羟胺，2g亚甲基二萘磺酸钠，32g歧化松香酸钾皂，0.3g聚乙烯醇，138g去离子水，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂，使用粉体研磨乳化设备先1000rpm研磨5min，再2800rpm研磨70min后放料，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，制备得到本发明的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂。测试结果：平均粒径1452nm，粘度87 mpa.s。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入49.75g上述制备的水分散体无苯终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。

同时再配制与实施案例相同有效成分的有苯终止剂为对照组以供参照。室温下，将7.50g二硫化四丁基秋兰姆、0.066g吩噻嗪、8.00g抗氧剂264、2.00g抗氧剂168加入23.9g甲苯，磁力搅拌溶解完全；14.4g歧化松香酸钾皂、3.95g N-异丙基羟胺，溶于9.6g软水中，磁力搅拌溶解完全，将水相与油相混合，磁力搅拌30-60min进行乳化，乳化完全后备用。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入上述配制好的终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重和沉降变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。实验结果如表3、表4所示。

表3比重和沉降变化情况

表4老化实验数据

由表3和4试验结果表明实施例2中终止效果、加入胶乳后稳定性以及老化性能都可达到同等有苯终止剂的效果。

实施例3：称取41g二硫化四乙基秋兰姆，54.67g抗氧剂1010，0.36g吩噻嗪，3.95gN-亚硝基二苯胺，2g缩合萘磺酸钠盐，53.3g松香酸钠皂，0.3g甲基羟乙基纤维素，116.7g去离子水，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂，使用粉体研磨乳化设备先1000rpm研磨5min，再2700rpm研磨70min后放料，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，制备得到本发明的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂。测试结果：平均粒径1587nm，粘度75 mpa.s。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入49.75g上述制备的水分散体无苯终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。

同时再配制与实施案例相同有效成分的有苯终止剂为对照组以供参照。室温下，将7.50g二硫化四乙基秋兰姆、0.066g吩噻嗪、10.00g抗氧剂1010、3.95g N-亚硝基二苯胺加入23.9g甲苯，磁力搅拌溶解完全；14.4g歧化松香酸钾皂，溶于9.6g软水中，磁力搅拌溶解完全，将水相与油相混合，磁力搅拌30-60min进行乳化，乳化完全后备用。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入上述配制好的终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重和沉降变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。结果如表5、6所示。

表5比重和沉降变化情况

表6老化实验数据

由表5和6试验结果表明实施例3中终止效果、加入胶乳后稳定性以及老化性能都可达到同等有苯终止剂的效果。

实施例4：称取41g二硫化四丁基秋兰姆，54.67g抗氧剂1076，0.36g吩噻嗪，3.95g二乙基羟胺，2g十二烷基苯磺酸钠，53.3g松香酸钠皂，0.3g阿拉伯胶，116.7g去离子水，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂，使用粉体研磨乳化设备先1000rpm研磨5min，再2300rpm研磨90min后放料，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，制备得到本发明的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂。测试结果：平均粒径1342nm，粘度92 mpa.s。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入49.75g上述制备的水分散体无苯终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。

同时再配制与实施案例相同有效成分的有苯终止剂为对照组以供参照。室温下，将7.50g二硫化四丁基秋兰姆、0.066g吩噻嗪、10.00g抗氧剂1076、加入23.9g甲苯，磁力搅拌溶解完全；14.4g歧化松香酸钾皂、3.95g 二乙基羟胺，溶于9.6g软水中，磁力搅拌溶解完全，将水相与油相混合，磁力搅拌30-60min进行乳化，乳化完全后备用。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入上述配制好的终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重和沉降变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。结果如表7、8所示。

表7比重和沉降变化情况

表8老化实验数据

由表7和8试验结果表明实施例4中终止效果、加入胶乳后稳定性以及老化性能都可达到同等有苯终止剂的效果。

实施例5：称取41g二硫化四乙基秋兰姆，54.67g抗氧剂264，0.36g吩噻嗪，3.95g二异丙基羟胺，2g聚烷基萘磺酸钠，16g歧化松香酸钾皂，26.65g歧化松香酸钠皂，0.3g甲基羟乙基纤维素，127.35g去离子水，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂，使用粉体研磨乳化设备先1000rpm研磨5min，再3000rpm研磨60min后放料，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，制备得到本发明的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂。测试结果：平均粒径1611nm，粘度80 mpa.s。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入49.75g上述制备的水分散体无苯终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。

同时再配制与实施案例相同有效成分的有苯终止剂为对照组以供参照。室温下，将7.50g二硫化四乙基秋兰姆、0.066g吩噻嗪、10.00g抗氧剂264、加入23.9g甲苯，磁力搅拌溶解完全；14.4g歧化松香酸钾皂、3.95g 二异丙基羟胺，溶于9.6g软水中，磁力搅拌溶解完全，将水相与油相混合，磁力搅拌30-60min进行乳化，乳化完全后备用。

取未终止氯丁胶乳2000ml，加入上述配制好的终止剂，取100ml胶乳测定不同时间段的比重和沉降变化，剩余胶乳经冷冻凝胶、水洗，干燥，制得干胶，测试老化性能。结果见表9、10所示。

表9比重和沉降变化情况

表10老化实验数据

由表9和10试验结果表明实施例5中终止效果、加入胶乳后稳定性以及老化性能都可达到同等有苯终止剂的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂，其特征在于：以无苯终止剂的总质量为100%计，由下列重量份的原料制备而成：5-30%促进剂、10-30%抗氧剂、1-10%终止剂、1-5%分散剂、1-10%表面活性剂、1-5%稳定增稠剂，其余为去离子水；其中：所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076中的至少一种；所述终止剂为吩噻嗪、N-亚硝基二苯胺、N-异丙基羟胺、二乙基羟胺、二异丙基羟胺中的至少一种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚烷基萘磺酸钠、缩合萘磺酸钠盐、亚甲基二萘磺酸钠中的至少一种；所述表面活性剂为松香酸钠皂、松香酸钾皂、歧化松香酸钾皂、歧化松香酸钠皂中的至少一种；所述稳定增稠剂为聚乙烯醇、甲基羟乙基纤维素、阿拉伯胶中的至少一种。

2.制备权利要求1所述的氯丁橡胶用水分散体无苯终止剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将促进剂、抗氧剂、终止剂、分散剂、表面活性剂、稳定增稠剂、去离子水混合，加料顺序为水、分散剂、表面活性剂、促进剂、抗氧剂、终止剂、稳定增稠剂；

（2）采用粉体研磨乳化设备进行匀质化，整个研磨过程物料温度控制在10-30℃，先在1000转/分钟搅拌研磨5min，再在2300-3000rpm研磨60-90min后放料，形成粒径为500-1650nm、固含量为25-60%匀质化状态的水分散体无苯终止剂。