TWI454507B - 製造人造乳膠之方法 - Google Patents

Description

製造人造乳膠之方法

本發明係關於一種製造人造乳膠之方法，其包括橡膠於水中之人造乳液。更尤其，本發明係關於共軛二烯聚合物乳膠，尤其為異戊乳膠之製造方法。

天然與合成橡膠乳膠都係橡膠於水中之乳液。乳液係以蛋白質或表面活性物質加以穩定。橡膠顆粒之中值直徑平均為0.5至2.0微米之間不等。對某些合成橡膠該中值直徑可能低如0.1微米而對天然橡膠而言則傾向於接近1微米。名詞「乳膠」係應用於合成與天然產物，且源於衍生自橡膠樹之乳狀流體之植物學名稱且為天然橡膠之來源。名詞「乳漿」用於含水介質。

製造橡膠於水中之乳液之方法已悉知多年。例如，在US2595797中揭示具有以下步驟之方法：

1.製備似橡膠聚合物於水不溶性易揮發有機溶劑中之溶液，其濃度足以進行乳化作用；

2.在加壓條件下將該溶液導入含有表面活性劑(例如，磺基琥珀酸鈉之二辛酯)之水中；

3.加入消泡劑(如聚矽氧油)並攪拌該混合物直至獲得乳液；

4.藉閃蒸(同時避免過多泡沫)移除溶劑；

5.藉由使乳液靜置24小時並移除乳漿(包含低於2%之固體)而濃縮乳液之固體成分。

在US 2799662中闡述類似方法。此方法包括大量整合步驟，其包括在經選擇的適宜溶劑中溶解該乾燥的聚合材料(如橡膠)、使因此製得之聚合物溶液分散於謹慎選擇且調整之水乳化劑系統中，且最後汽提溶劑留下該聚合物分散液。根據此參考文獻，在含水乳化劑系統之製備中，高度需要存在有兩種乳化劑，一種為烴可溶型(例如具有20至21個碳原子排列於烷基-芳基結構之鹼金屬石油磺酸鹽)且另一種為水可溶於型(例如高級醇之鹼金屬硫酸鹽衍生物)。聚合物溶劑混合物與含水乳化劑混合物之乳化作用係在避免溶劑洩出之條件下完成。

當汽提溶劑時乳液穩定性問題已於US 2871137中獲得解決，其提供一種製備以經乳化之烴聚合物為主之乳化劑之方法。

US2947715中進一步揭示一種製備聚合物或樹脂材料之穩定乳液之方法。此方法藉由在適宜溶劑中溶解橡膠或樹脂，在乳化過程中於聚合物溶液加入乳化劑，並在移除溶劑之前使所得乳膠乳化，移除溶劑且接著再次使不含溶劑之乳膠乳化而完成。

在US2955094中，使用正磷酸與有機硫酸鹽作為自烴聚合物製備乳液乳膠中之乳化劑。正如此參考文獻中所示，經驗已顯示乳膠相當不穩定且當承受機械應力時易凝聚。機械不穩定性可能因攪拌該膠體之攪動器之簡單移動所引起。由於設備變成被該凝聚之橡膠所包覆而增加維修成本，且進而損失可見量的橡膠。聚合物乳膠所遭遇之另一類不穩定性為其出油並在溶劑汽提期間發展成為凝結物。

US3250737說明以快速、有效且經濟之方式自有機溶劑製造濃縮的合成彈性體乳膠。其進行係藉由混合合成彈性體於有機溶劑中之溶液、水及乳化劑，使混合物均質化至少直到所得乳膠穩定為止，在低於水沸騰之升溫與壓力條件下汽提有機溶劑，使所得稀含水乳膠離心，回收並再循環獲自該離心步驟之含水乳漿並回收濃縮乳膠。此參考文獻重點關注於閃蒸與離心步驟，對於烴溶液如何製備並不重要。

為了了解如先前技術所闡述之總體方法，可參考斯坦福研究所第九章，PEP報告第82號(1972年12月)第九章(Chapter 9 of the Stanford Research Institute,PEP Report No. 82 of December 1972)之方法。因此，將聚異戊二烯於異戊烷之溶液饋入一預混合槽中，於該處其與來自乳漿儲存之表面活性溶劑(大多以乳漿回收)預混合。將混合物饋入一乳化迴路中，其中循環物對新饋料之比率大約為2/1。乳化器為高速離心泵(3500rpm)。乳液通過一個滯留槽，於其中使乳液停留3小時，使任何「乳霜」(具有過大顆粒之乳液)升高到頂部並回收。如此再循環約1%之乳液以確保先前未完全乳化的任何微量可完全乳化。若任何部分之乳化黏合劑在自此部分閃蒸或汽提出溶劑時係呈過大顆粒形式，則所得聚合物無法維持膠狀懸浮液，而係將沉澱出來並弄髒設備。乳液從滯留槽經過加熱器，在此處大部分的溶劑(但僅有小部分的水)蒸發成氣泡，導致形成類似泡沫之起泡奶油。此泡沫經過一個定時槽，使溶劑相對於整個泡沫中之聚合物達到其平衡濃度。接著將泡沫在約10psig下冷卻至110℉，引起溶劑凝結且泡沫潰塌。經凝結的溶劑形成與含水乳液相分離之液相。該混合物通過填充有鋼絲絨之凝聚器進入分離器。分離之溶劑轉移至溶劑緩衝槽。將乳液在離心機中離心並濃縮，於該處分離出大量乳漿並再循環至乳漿儲存槽。由於濃縮乳液中之該等聚合物顆粒仍然含有溶劑，因此使該乳液通過泡沫形成、潰塌及相分離的第二階段。亦將此第二階段所分離的溶劑轉移至溶劑緩衝槽中。此第二階段之乳液相在閃蒸加熱器中加熱至180℉以閃蒸出閃蒸槽中的殘留溶劑。將此溶劑凝結並儲存於溶劑緩衝槽中。一部分水亦自閃蒸槽閃蒸出，且凝結、分離並再循環至表面活性劑溶液槽。來自該閃蒸槽之乳膠含有大約24%之固體橡膠。將其在乳液冷卻器中冷卻至110℉，在離心機中濃縮至64%，且最後收集並儲存於乳膠產物儲存容器中。在濃縮步驟中旋轉出之乳漿再循環至該乳漿儲存槽中。

從包括合成彈性體、50至60%重量之溶劑、水及乳化劑(表面活性劑)之乳液之溶劑移除，可包括「風化」，其意指在溶劑逐漸蒸發掉的條件下相對靜態的儲存期。但是，在大部份現有應用中(例如外科手套與避孕套)殘留溶劑的存在係不可接受。因此。溶劑移除通常包括閃蒸操作、蒸餾或發泡操作接著與稀釋乳膠之相分離。這些過程可導致溶劑移除後溶劑含量減少150ppm或以下(以稀釋含水合乳液計算；當稀釋的含水乳液經濃縮時溶劑含量增加)。在先前技術製程中之溶劑移除並非完全沒有問題。

這些操作通常都很易懂並且廣泛揭示於先前技術中。但是，此並非意指需要在不破壞乳液穩定性下從多相系統移除溶劑不具困難性。實際上，此步驟無法與從簡單的兩組份系統(水/溶劑)中移除溶劑相比。反而，假定存在有高分子量物質、表面活性劑、低沸點烴溶劑等等，此步驟經常導致乳膠物質之明顯浪費，原因為乳化橡膠顆粒之凝結並使設備結垢。此係為何在一多步驟製程中以相對相等的溶劑減少步驟移除溶劑之理由。在此階段所遭遇的其它問題為減少處理量及/或為減少溶劑至所需低量之能量消耗增加。進一步問題為最終產物之泡沫控制劑殘留量，其與溶劑殘留含量同樣應該越低越好。

因此，本發明之目的係提供一種製造人造乳膠之改良方法，其中以兩步驟或更多步驟進行之溶劑移除中材料損失與設備結垢明顯減少，某種意義上為處理量與能量消耗量更為有效。

據此，本發明提供一種製造人造乳膠之方法，其包括下列步驟：

(a)使包括橡膠溶於適宜有機溶劑之黏合劑與表面活性劑水溶液一起進行乳化反應，藉此形成水包油乳液；

(b)以兩階段或更多階段逐步減少水包油乳液之溶劑含量，獲得人造乳膠，其特徵為在步驟(b)第一階段藉由使加熱至高於溶劑沸點之溫度之人造乳膠與乳液混合並使溶劑蒸發而移除部份溶劑。此外，本發明提供一種持續攪拌容器(1)，係用於從包括溶於有機溶劑中之橡膠並以表面活性劑水溶液乳化之水包油乳液中移除有機溶劑以形成具有減少有機溶劑含量之人造乳膠，該容器配備有：攪拌器(2)、進料口(3)、(蒸發之溶劑及水之)排氣出口(4)與產物出口(5)，其中進料口(3)與產物出口(5)係用以使含水乳液產物之一部分再循環之再沸迴路(6)之一部分，其中該再沸迴路(6)進一步包括一產物卸料口(7)、視情況之泡沫控制劑入口(8)、循環泵(9)、加熱裝置(如熱交換器)(10)、水包油乳液入口(11)及視情況之蒸汽入口(12)。

圖式1中方案I為用於在人造乳膠製程中減少溶劑含量之比較程序之代表性圖式。所用之容器(1)為在穩定態條件下持續攪拌容器，其配備有攪拌器(2)、進料口(3)、排氣出口(4)及產物出口(5)。此外，該容器具有蒸汽入口(12)及直接連接至該容器之入口(8)及(11)。該排氣出口(4)係對該氣態塔頂物所提供，該塔頂物包括蒸發之溶劑與水蒸氣。在圖1中顯示一夾套容器(其中該夾套藉水或油加熱；而容器內容物另藉蒸汽加熱)。

圖2中方案II為可用於本發明方法之容器之代表性圖式。在此設定中，蒸汽的使用為視需要。烴類溶劑藉由使乳液進料與部份產物液流接觸而蒸發(閃蒸)，其在加熱裝置如熱交換器(10)中被加熱至高於溶劑沸點之溫度。該熱交換器因此較好位於使該回收產物(具減少的溶劑含量之人造乳膠)與該水包油乳液組合之接頭之上游。在圖2中亦可使用一隔熱容器。應該可理解該容器可配備有一個以上之迴路。

兩案例中之進料均為水包油乳液，其包括橡膠、表面活性劑、水與烴類溶劑之乳化混合物。又，如後文所討論，可使用一泡沫控制劑(FCA)，且實際上較好於溶劑減少步驟(b)中使用。

容器之底部區域包括一液相，其汽提掉蒸發溶劑，相當於第一階段溶劑減少之產物，在頂部有一較軽的泡沫層。

在穩定態條件下，在操作期間其保持在約同樣水平。此底部區域包括該反應器容器高度之15至25%，較佳約20%。氣體頂部包括容器的上部並且包括該反應器容器高度之20至10%，較佳約20%。如果小於10%，則有在排氣出口(4)夾帶泡沫之風險。如果超過，則容器顯然不能在最佳容量下運行。因此涵蓋容器高度之約45與75%之間之區域充滿溶劑移除製程期間產生的泡沫。在平衡(穩定態)時，容器在約實質恒定的溫度與幾近大氣壓下操作。

進行本發明之模式

本發明之方法中，黏合劑矽藉由將橡膠溶於適當烴類溶劑中而形成。用於形成人造乳膠之橡膠可為任何聚合物，典型係由本技藝已知之溶劑聚合而製得。此包括例如聚異丁烯及其共聚物，聚乙烯化合物如丙烯酸與甲基丙烯酸酯及聚乙烯醚以及纖維素衍生物，苯乙烯與共軛二烯及/或丙烯腈之共聚物及二烯烴之(共)聚合物。其他類聚合物為自乙烯與具有至多8個碳原子之其他單烯烴所製備之共聚物，例如乙烯與丙烯之彈性體共聚物、乙烯與1-丁烷之共聚物以及類似物。又另一種橡膠如聚合物為由乙烯、丙烯與二烯(如1,5-己二烯等)獲得之三元共聚物。

特別感興趣的為苯乙烯與共軛二烯之共聚物，其可為隨機聚合物或嵌段共聚物(含均聚物嵌段及/或共聚物嵌段)。

更感興趣的為二烯烴之共聚物，而丁二烯與異戊二烯為二烯之代表。較好該等(共)聚合物係藉溶液聚合反應聚合成高的順式-1,4-含量(至少約90%之等級)。該等(共)聚合物之進一步特徵為(極)高分子量，一般在至少1,000,000克/莫耳之範圍。最好，其由陰離子性聚合在鋰催化劑存在下製得，因而確保極低灰份含量。但是，其亦可藉齊格勒(Ziegler)型觸媒或基於釹之觸媒製造。最佳，該橡膠如聚合物為異戊二烯橡膠，例如購自科腾(KRATON)聚合物公司之任何等級。

應注意本發明之方法也可用於使用天然橡膠類製作人造乳膠之例。

橡膠，較佳為異戊二烯橡膠，可溶於任何適當溶劑。至於將要選擇之溶劑，其選擇將某種程度上依據橡膠本質與溶劑本身之沸點而定。溶劑必須使用將(快速且容易)溶解橡膠者。對於使用較不具極性之聚合物作為橡膠而言，可使用具有四個至約十個碳原子之脂族烴溶劑。該等包括異戊烷、環戊烷、正戊烷、及己烷類、庚烷類、辛烷以及類似物。溶劑較好使用沸點低於82℃，較好至多55℃之溶劑，更好選自正戊烷、環戊烷、正己烷、環己烷、其異構體及混合物。對於異戊二烯橡膠而言，較佳之溶劑為正戊烷。

溶於溶劑之橡膠量將取決於並且受限於聚合物在溶劑中之溶解性。就異戊二烯橡膠來說，以固體含量描述之較佳量，係少於約20重量%，較佳約8重量%至約17重量%，更好約10重量%至15重量%。界定橡膠最大量之另一方式係由黏合劑之動力學低剪切黏度決定，其較佳應低於20,000厘泊(在室溫條件下之布鲁克费爾德黏度)。

橡膠可藉任何常見方式溶解於溶劑中。例如，其可在一攪拌槽中溶解於溶劑中。關於此製備步驟並無特定條件。顯然，必須遵照設備製造商所制定的安全條件，並且必須避免橡膠的降解。

藉由將橡膠溶解於適當溶劑形成黏合劑之後，其與表面活性劑水溶液一起乳化形成水包油乳液。關於欲使用之表面活性劑水溶液，理論上可使用任何表面活性劑。然而，由於本發明潛在問題為避免可限制所製造之乳膠使用之外來物，因此表面活性劑較佳為食物與皮膚接觸所認可者。對於IR乳膠的製備，較佳使用食物與皮膚認可之松香酸類型表面活性劑。松香酸類型表面活性劑較佳，因為其相對低起泡傾向之故。

表面活性劑可以含0.5至5.0重量%之間之濃度的水溶液使用。更好，使用於0.75及3.0重量%之間之濃度，又更佳為於0.9及1.5重量%之間之濃度。雖然可使用更濃之溶液，但其通常無法提供任何優勢。請注意就此而言用於製備表面活性劑溶液之水之硬度可能具重要性。較佳使用極軟化水(0至4DH)或軟化水(4至8DH)製備表面活性劑溶液。用於製造表面活性劑水溶液之任何普通方法均可使用。

表面活性劑水溶液對於黏合劑之體積比亦較好預先確定。使用太少的表面活性劑水溶液可能導致相逆轉，然而使用明顯過量將在隨後步驟中有移除烴溶劑之麻煩及在後續步驟有濃縮含水乳液之麻煩。通常，黏合劑/表面活性劑之比例範圍以體積比計約為1:1.5至1:3.0，較佳為1:2.0至1:2.5。因此，最初的溶劑含量較佳約50至60重量%。

黏合劑與表面活性劑水溶液之乳化作用可使用均質機或任何類似裝置實施。較佳使用均質機或一系列均質機，其在移除溶劑後可產生粒徑在約0.5至2微米(中值直徑)之穩定水包油乳液。太粗或太細的顆粒均無法帶來任何優點。

值得再次注意的係溶劑從多組分系統移除已經發現不如所希望的直接。該起始產物為水包油乳液，其自身反而複雜。該溶劑必須從乳化的「油」中移除，而不使該等乳化顆粒不穩定化及凝結。此外，對於人造乳膠之隨後用途，例如，製造手套與避孕套而言，殘餘溶劑量需減少至極低程度。且泡沫控制劑量也必需為低。再者經濟上可行之方法必須可產生高產量，這對於更多要移除之溶劑來說非常難達到。能量消耗(蒸發溶劑所需之熱)也一樣。

為滿足這些自相矛盾的要求，本發明之溶劑移除階段需要至少兩個溶劑移除階段，藉以在第一階段達成明顯的溶劑減少，接下來進行第二階段移除，其中達成最終低溶劑量。

第二階段較佳藉由在升溫和降壓條件下汽提溶劑而進行，係在高於溶劑沸點但低於水沸點之溫度，較佳之溫度範圍為70至85℃，且壓力為0.2至1.0巴。第二階段可在單一容器或多個串聯容器中實施。

第一階段較佳藉由在升高溫度與約大氣壓條件下汽提溶劑而進行，在高於溶劑沸點但低於水沸點之溫度，較佳的溫度範圍為50至85℃，在0至100毫巴錶壓(稍微超壓)條件下實施。此階段為在溶劑減少操作中最難的步驟。這個階段中所包括的問題關係到一方面過度發泡(其可導致溢泡與泡沫夾帶期間物料的損失)，且另一方面為結垢。又，在此階段該水包油乳液轉化成含水乳膠，其暗示乳膠不穩定的危險。應該意識到因溶劑蒸發引起之液體產物之體積減少(最初可能多如乳液之50-60重量%)約為60%且體積減少接近於瞬間發生。因此非常驚訝於本發明之方法，在穩定態條件下在實質上恒定溫度及實質上恒定氣壓下在如方案II所描述之連續攪拌容器中可提供以有效率、低結垢方式製造具有低溶劑殘留量與泡沫控制劑之人造乳膠。

如由US3250737所知，在溶劑汽提期間會些許起泡。雖然在US3250737中，其顯示通常不推薦使用消泡劑，但是在本發明之方法中以微量使用此消泡劑反而較佳。本方法使用之泡沫控制劑(FCA)可為聚矽氧烷或基於二氧化矽之藥劑或其組合。較好FCA量為少量，一般為ppm範圍。此量為許多因素之函數，例如橡膠與溶劑之性質、橡膠於溶劑中之固體含量、表面活性劑之量等等。換句話說，沒有特別上限及下限。代之，建議進行一些實驗室規模之探測性試驗，其結果可以在設計較大生產設施時用到。本方法必要的是使用再沸迴路，藉此於第一階段產生之部份人造乳膠藉由例如熱交換器予以加熱，並與水包油乳液混合。此較好在足以減少溶劑含量(藉稀釋)至最多10重量%，更佳至多5重量%之量進行。該產品液流相對於乳液之重量比較佳至少20:1，更好至少30:1。

如所示，該再循環之產物液流較好在其與水包油乳液混合前通過一熱交換器。此處其可加熱至高於溶劑沸點但顯然低於水沸點之溫度。例如，該熱交換器可增加具有減少溶劑含量之再循環人造乳膠之溫度2至10℃，較佳3至4℃。

再循環部分的產物液流為較佳之加熱該反應器內容物之方式，但亦可使用額外加熱(例如使用夾套及/或蒸汽加熱容器)。此較佳具體例之優點為某些溶劑在其進入反應器容器之前已經從水包油乳液中閃蒸除去。

在第一階段，溶劑減少操作可在足以減少含水乳液產物之溶劑含量至0.5至1重量%之範圍之溫度下進行。在此具體例中，該操作較好在75至85℃之間實施。此具體例具有低溶劑殘餘量之優點，但相對於後述之較佳具體例，則導致高程度的結垢與需要高FCA量之泡沫控制劑問題及限制處理量。

在一更佳具體例中，該第一階段溶劑減少操作係在足以減少第一容器中含水乳液產物之溶劑含量至1至3重量%，較佳1至2重量%之溫度下進行。在此較佳具體例中該容器中之操作較好於50至70℃之溫度範圍實施，更好為55至65℃。此具體例之優點為高處理量組合有減少的結垢且易使用相對低FCA量進行泡沫控制。唯一之缺點為些許高的殘留溶劑量，其須在第二階段移除。

如所示，第一階段之目標為從一最初含量(一般為50至60重量%之範圍)減少溶劑含量至明顯較低含量(一般為0.05至3重量%範圍)。達到所需減少量之操作與方法條件係如上所述。雖然如此，其可能需基於使用的溶劑種類、聚合物種類及設備種類而最優化。另一方面，一旦熟悉此項技術者理解到在此第一階段需要比一般先前技術方法所認為者移除更多溶劑，則該等條件可易於決定。此第一階段之適當設定例可見於實施例。

接下來，剩餘溶劑必須減少至所需要之低程度。確實，在人造乳膠之許多應用中，殘留溶劑之存在係有害的或者甚至被禁止。應瞭解最終人造乳膠中之所需溶劑量越低，則其難度越大或所消耗的時間或能量越多。減少至本案所宣稱之量非常困難，但是只要溶劑量在第一階段期間明顯減少仍可達成。藉由本發明之兩階段方法步驟，本發明者成功地以具時間與能量效率之方式製造具優異品質的人造乳膠。此兩階段方法步驟可如此成功係非可預期的。確實，在一全然的水/溶劑系統中，不需使用兩階段方法且將無法預期其可改進總體溶劑減少。在此第二階段中所使用之設備並無限制。可使用與第一階段使用者相同的容器。另一方面，隨著在第一階段自(複合)水包油乳液中明顯移除溶劑，可在隨後步驟中使用更大範圍的設備。例如，在隨後步驟中，可使用閃蒸加熱器，在200至600毫巴之真空下操作。因此，可減少溶劑含量至所需程度，且由於例如起泡等而極少或沒有結垢。

又，在第二階段中可使用消泡劑。消泡劑之使用係普遍的並且已述於US2595797中(例如，聚矽氧油)。

製造水包油乳液之最初步驟可利用本技術中任意已知方法進行。其包含於段落[0003]至[0008]所提之各先前技術參考文獻，包含其內之引用文獻，以及NL287078、GB1004441、US3249566、US3261792、US3268501、US3277037、US3281386、US3287301、US3285869、US3305508、US3310151、US3310516、US3313759、US3320220、US3294719、GB1162569、GB1199325、US3424705、US3445414、SU265434、US3503917、US3583967、GB1327127、US3644263、US3652482、US3808166、US3719572、DE2245370、JP48038337、FR2153913、GB1296107、FR2172455、US3815655、US3839258、US3842052、GB1384591、US3879326、US3892698、US3862078、US3879327、US3886109、US3920601、JP51080344、JP50127950、JP54124042、JP54124040、US4243566、JP56161424、US4344859、SU1014834、JP58091702、SU1375629、JP1123834、SU520769及RO102665及US3007852、US3622127、US4160726、GB2051086、JP58147406、SU1058974、EP512736、JP8120124與US6075073，亦包含其內之引用文獻。

又乳膠濃縮之視情況步驟已詳述於先前技術中，一般係使用離心機或使乳液乳化一充分時間(例如24小時)並移除乳漿(包含少於2重量%之固體)。

以下實施例將更進一步詳細闡述如何實施本發明。但是，並不希望以任何方式限制本發明。

實施例

藉由將高-順式聚異戊二烯(MW大約三百萬，由陰離子性聚合製得)熔解於正戊烷而製備橡膠黏合劑。此在固體成分約10重量%下實施。使用濃度約1重量%之松香型表面活性劑製備表面活性劑水溶液。

隨後以黏合劑/表面活性劑水溶液之體積比為2.3下製備穩定之水包油乳液。此水包油乳液係使用均質機以連續製程製備。此穩定之水包油乳液包括大約55重量%之正戊烷。

此以正戊烷為主之乳液進行第一階段連續溶劑移除。使用方案I所示之比較容器，或使用方案II所示之容器。因此，第一次運行為比較例。

下表顯示該等運轉之條件與結果。在運行持續至少5個容器滯留時間採取產物樣品並分析。

以上表之結果清楚地顯示本發明之兩階段步驟，使用方案II之容器從在類似殘留溶劑量之結垢減少來說更為有效。再者其係以減少量之泡沫控制劑劑量下達成。比較實施例10(根據本發明)與比較例4，可注意到在相同溫度與進料速度下，以較少泡沫控制劑及更少結垢達成類似之殘留溶劑量。

在60℃條件下進行溶劑減少操作導致較少結垢同時可使用較少泡沫控制劑。因此實施例9至11說明本發明之較佳具體例。

1．．．連續攪拌容器

2．．．攪拌裝置

3．．．進料口

4．．．排氣出口

5．．．產物出口

6．．．再沸迴路

7．．．產物卸料口

8．．．泡沫控制劑入口

9．．．循環泵

10．．．加熱裝置

11．．．水包油乳液入口

12．．．蒸汽入口

圖式1顯示用以於人造乳膠方法中減少溶劑含量之比較程序；及

圖式2顯示可用於本發明方法之容器。

1．．．連續攪拌容器

2．．．攪拌裝置

3．．．進料口

4．．．排氣出口

5．．．產物出口

8．．．泡沫控制劑入口

12．．．蒸汽入口

Claims (18)

1. 一種製備人造乳膠之方法，其包括下列步驟：(a)使包括溶於適合有機溶劑中之橡膠之黏合劑(cement)與表面活性劑水溶液一起乳化，藉此形成一水包油乳液；(b)在兩個或更多階段中逐步減少水包油乳液之溶劑含量以生成人造乳膠，其特徵為在步驟(b)之第一階段中，藉由透過再沸迴路的使用，使已加熱至溶劑沸點以上之溫度的部分人造乳膠與該水包油乳液混合並使溶劑蒸發而移除部分溶劑，該人造乳膠與該水包油乳液係以至少20：1之重量比混合。
2. 如請求項1之方法，其中該人造乳膠與該乳液係以一體積比混合，以致該人造乳膠與該乳液之混合物之溶劑含量降至至多5重量%。
3. 如請求項1之方法，其中在步驟(b)之一個或更多階段中使用泡沫控制劑以減少發泡。
4. 如請求項1之方法，其中利用連續攪拌容器)，該容器配備有攪拌裝置、進料口、排氣出口與產物出口，其中該進料口與該產物出口係用以使部分人造乳膠再循環之再沸迴路之一部分，其中該再沸迴路進一步包括一產物卸料口、視需要之一泡沫控制劑入口、一循環泵、一加熱裝置、一水包油乳液入口與視需要之一蒸汽入口。
5. 如請求項1之方法，其中該乳液具有在50至60重量%(基於整個乳液)範圍內之初始溶劑含量。
6. 如請求項1之方法，其中於步驟(b)之第一階段中製得之該人造乳膠具有相對於初始含量為減少的溶劑含量，在0.05至3重量%(基於整個乳液)之範圍內。
7. 如請求項1之方法，其中在步驟(b)結束時之人造乳膠具有少於150ppm之溶劑含量。
8. 如請求項1之方法，其中步驟(b)之第一階段係藉由在升溫及在約大氣壓力條件下汽提溶劑而進行，係在高於溶劑之沸點但低於水之沸點下，在50至85℃之溫度範圍內，在0至100毫巴錶壓之氣壓下進行。
9. 如請求項4之方法，其中該再沸迴路配備有熱交換器作為加熱裝置，其係位在組合該再循環的人造乳膠與該水包油乳液之接點上游處。
10. 如請求項9之方法，其中該熱交換器使該再循環之人造乳膠溫度升高2至10℃。
11. 如請求項1之方法，其係在足以使步驟(b)之第一階段中之乳液溶劑含量減少至0.5至1.0重量%之範圍的溫度下進行。
12. 如請求項11之方法，其係在75至85℃之溫度下進行。
13. 如請求項1之方法，其係在足以使步驟(b)之第一階段中之乳液之溶劑含量減少至1.0至3.0重量%之範圍的溫度下進行。
14. 如請求項13之方法，其係在50至70℃之溫度下進行。
15. 如請求項1之方法，其中步驟(b)之第二階段係藉由在升溫與減壓條件下汽提溶劑而進行，其係在高於溶劑沸點 但低於水之沸點之溫度下，在自70至85℃之溫度內，在自200至600毫巴低氣壓下進行。
16. 如請求項1之方法，其中該橡膠為異戊二烯橡膠。
17. 如請求項1之方法，其中溶於該溶劑之該橡膠量係少於約20重量%。
18. 如請求項1之方法，其中該溶劑為具有沸點最高為82℃，且係選自由戊烷、環戊烷、己烷、環己烷、其異構體以及其混合物組成之群。