[发明专利]一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法，在聚合釜中加入脱盐水、聚合单体、复合乳化剂、分子量调节剂搅拌均匀，聚合釜抽真空、用氮气置换，然后向其中加入引发剂，调节温度为8‑10℃，持续聚合反应，当聚合转化率达到25％和35％时各补加一次分子量调节剂，调节反应温度为5‑6℃，补加后继续聚合，当聚合转换率达到75％‑80％时加入终止剂停止反应。本发明聚合反应过程仅10小时左右，且易于控制，与热法‑间歇乳液聚合法时间基本接近，制得的羧基丁腈胶乳性能良好，满足多个领域的使用条件。

技术领域

本发明涉及羧基丁腈胶乳技术领域，具体涉及一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法。

背景技术

丁腈胶乳是我国六十年代中期发展起来的品种，其应用日益广泛，工艺技术不断改进，品种日趋系列化。在丁腈胶乳的基础上发展起来的羧基丁腈胶乳是丁二烯、丙烯腈和羧酸共聚物的水分散体系。

羧基丁腈胶乳因分子链上有羧基，性能优于普通丁腈胶乳，具有可以自交联等优点，其耐油性、拉伸强度、撕裂强度、弹性模量、硬度、耐磨性、粘着性和抗臭氧老化性等性能均得了改善。引入羧基基团后还可提高丁腈胶乳的极性，增大其与聚氯乙烯、酚醛树脂等的相容性，主要用于制备耐油性和耐磨性要求较高的橡胶制品和粘合剂等，也可与PVC、CR和NBR等共混以改善耐油性和耐磨性。因此，羧基丁腈胶乳在国内外市场上占有重要地位。

然而，羧基丁腈胶乳成膜速度慢，加工性较差。现有技术合成羧基丁腈胶乳一般采用热法-间歇乳液聚合法，但是此方法工艺较为复杂，且反应温度波动大，难以控制。而羧基丁腈胶乳的另外一种合成方法冷法-连续乳液聚合法虽然反应温度低、容易控制，但是聚合时间长、反应周期长且制得的胶乳性能略差。因此，如何同时具备两种方法的优点、快速可控的制备高性能羧基丁腈胶乳就成为了研究重点。

发明内容

本发明针对背景技术中提及的问题，提供了一种冷法-连续乳液聚合协同连锁聚合反应的聚合方法，采用冷法-连续乳液聚合，反应温度低且易于控制，配合自动加速效应，同时具备反应周期短的优点，合理地控制自动加速效应反应速率，制得的羧基丁腈胶乳性能良好。

本发明具体是通过如下技术方案实现的：

一种高性能羧基丁腈胶乳的制备方法，包括以下步骤：

S1、按质量份数计，在聚合釜中加入脱盐水70份、聚合单体100份、复合乳化剂6-10份、分子量调节剂1.5-2.5份搅拌均匀；

S2、聚合釜抽真空、用氮气置换，向其中加入1.5-2.2份的引发剂，调节温度为8-10℃，持续聚合反应6-8h；

S3、当聚合转化率达到25％和35％时各补加一次分子量调节剂，调节反应温度为5-6℃，补加后分别进行聚合反应1-2h；

S4、当聚合转换率达到75％-80％时加入终止剂停止反应，产物脱气后加入抗氧剂、pH调节剂，制得羧基丁腈胶乳；

进一步地，所述引发剂由过氧化氢二异丙苯、过氧化氢叔丁基、蒙脱土组成，其质量比为3.2：2.2：2.5。

进一步地，所述引发剂30℃半衰期为6小时。

在聚合反应的加速期间，当聚合达到一定转化率(约15％-40％)，聚合速率迅速增加，转化率也迅速升高，这种现象即自动加速效应，此过程中体系温度升高，黏度也迅速升高，从而导致链终止反应受扩散变慢所控制。自动加速效应会造成聚合反应速率迅速增加，体系温度迅速升高，导致分子量和分散度迅速升高，从而严重影响产品质量，甚至发生局部过热、爆聚和喷料。但是，如果选择半衰期合适的引发剂，另改变其他反应条件控制自动加速效应反应速率，使正常聚合速率的衰减与自动加速效应速率的增加相互抵消，基本上可以实现匀速聚合。本发明采用过氧化氢二异丙苯、过氧化氢叔丁基、蒙脱土制得一种引发剂，该引发剂30℃半衰期为6小时，而本发明的反应周期为10小时左右，实现了匀速聚合反应。