异戊橡胶胶液乳化的方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010934825.6
(22)申请日 2020.09.08
(71)申请人 淄博鲁华泓锦新材料股份有限公司
地址 255411 山东省淄博市张店区冯北路3
号
(72)发明人 崔广军　王锦昌　李辉阳　陈雷　
张文文　
(74)专利代理机构 淄博启智达知识产权代理事
务所(特殊普通合伙) 37280
代理人 王燕
(51)Int.Cl.
C08J 3/07(2006.01)
C08L 9/00(2006.01)
(54)发明名称
异戊橡胶胶液乳化的方法
(57)摘要
本发明属于橡胶制备技术领域，具体涉及一
种异戊橡胶胶液乳化的方法。

其利用碳酸氢钾‑
碳酸钾缓冲溶液控制体系pH值为10‑11，巧妙地
利用柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾反应得到的柠
檬酸三钾作为异戊橡胶胶液乳化的降粘剂，降低
了异戊橡胶胶液的粘度，脱溶剂浓缩后的胶乳平
均粒径较小，增加了乳液的稳定性。

本发明乳化
后的胶乳经过脱溶剂、浓缩，粘度在400‑
450mPa ·s之间，粒径在350‑400nm之间，固含量
在60‑65％之间，机械稳定性在1500‑1550s之间。

本发明的胶乳制成的乳胶制品，适用于如医用手
套等安全性能高的医用制品领域。

权利要求书1页 说明书4页CN 111978562 A 2020.11.24
C N 111978562
A
1.一种异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将异戊橡胶胶液、主乳化剂、助乳化剂混合，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH 值为10-11，之后加入水，再加入柠檬酸；柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾进行反应得到柠檬酸三钾作为异戊橡胶胶液乳化的降粘剂；
(2)将乳液经初步乳化后，进行再次乳化；
(3)沉降得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

2.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：主乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和歧化松香酸钾皂的复合物，两者质量比为1:1-2；主乳化剂为异戊橡胶胶液质量百分数的1-2％。

3.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：助乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；助乳化剂的用量为主乳化剂质量百分数的5-10％。

4.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：乳化体系中，油相与水相质量比为1:1-1.5。

5.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：柠檬酸用量为异戊橡胶胶液质量的0.01-0.05％。

6.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：初步乳化温度和再次乳化温度均为5-20℃。

7.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：初步乳化的转速为1400-1500rpm；乳化时间为2-5min；再次乳化转速为2800-3000rpm；乳化时间为5-8min。

8.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：乳化后的异戊橡胶的胶乳经脱溶剂、浓缩后检测，其胶乳的平均粒径为350-400nm，机械稳定性在1500-1550s之间。

9.根据权利要求1所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：异戊橡胶胶液的质量分数为10-15％。

10.根据权利要求1或9所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，其特征在于：异戊橡胶胶液中，异戊橡胶的数均分子量为30-50万。

权　利　要　求　书1/1页CN 111978562 A
异戊橡胶胶液乳化的方法
技术领域
[0001]本发明属于橡胶制备技术领域，具体涉及一种异戊橡胶胶液乳化的方法。

背景技术
[0002]乳化工序是生产异戊胶乳最关键的一步，是异戊橡胶的胶液、去离子水和乳化剂一起经乳化泵低速、高速剪切乳化。

乳化后的物料再进入下一道工序脱除溶剂。

[0003]异戊橡胶胶液粘度大，所以乳化的时候要考虑将粘度降下来。

因此，乳化剂的组成以及乳化工艺等因素是异戊橡胶胶液乳化的关键。

胶液脱溶剂浓缩后的粒度也是胶乳稳定性的主要因素，直接影响制成的乳胶制品的质量。

[0004]中国专利CN102936346公开一种采用聚异戊二烯胶液直接制备聚异戊二烯胶乳的方法，其特征在于该方法包括以下四个步骤：聚异戊二烯胶液的制备、聚异戊二烯胶液的乳化、聚异戊二烯胶乳的溶剂脱除、聚异戊二烯胶乳的浓缩，该方法通过活性阴离子溶液聚合，可以精确设计不同分子量、窄分布的聚异戊二烯胶液。

本发明所公开的制备聚异戊二烯胶乳的方法工艺流程简洁，所制备的胶乳综合性能优良，产品纯净，不含人体过敏物质，应用于医药、生命等对乳胶制品安全性和综合性能要求更高的领域。

本发明聚异戊二烯胶液的乳化方法如下：乳化剂由主乳化剂、助乳化剂、稳定剂组成，主乳化剂一般选自阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂中的一种或几种乳化剂的混合物；助乳化剂一般选自非离子型乳化剂中的一种或几种乳化剂的混合物；稳定剂一般选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾中的一种或几种稳定剂的混合物，胶乳平均粒径在430nm-550nm之间。

[0005]目前亟需研发一种降低异戊橡胶胶液的粘度，乳化后的胶乳平均粒径小的异戊橡胶胶液乳化的方法。

发明内容
[0006]本发明的目的是提供一种异戊橡胶胶液乳化的方法，降低了异戊橡胶胶液的粘度，经脱溶剂浓缩后的胶乳平均粒径较小，增加了乳液的稳定性。

[0007]本发明所述的异戊橡胶胶液乳化的方法，包括以下步骤：
[0008](1)将异戊橡胶胶液、主乳化剂、助乳化剂混合，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，之后加入水，再加入柠檬酸；柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾进行反应得到柠檬酸三钾作为异戊橡胶胶液乳化的降粘剂；
[0009](2)将乳液经初步乳化后，进行再次乳化；
[0010](3)沉降得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0011]所述的主乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和歧化松香酸钾皂的复合物，两者质量比为1:1-2；主乳化剂为异戊橡胶胶液质量百分数的1-2％。

[0012]所述的助乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；助乳化剂的用量为主乳化剂质量百分数的5-10％。

所述的助乳化剂优选平平加系列，如平平加O-20。

[0013]乳化体系中，油相与水相质量比为1:1-1.5。

[0014]所述的柠檬酸用量为异戊橡胶胶液质量的0.01-0.05％。

[0015]所述的初步乳化温度和再次乳化温度均为5-20℃。

[0016]所述的初步乳化的转速为1400-1500rpm；乳化时间为2-5min。

[0017]所述的再次乳化转速为2800-3000rpm；乳化时间为5-8min。

[0018]所述的乳化后的异戊橡胶的胶乳经脱溶剂、浓缩后检测，其胶乳的平均粒径为350-400nm，机械稳定性在1500-1550s之间。

脱溶剂的方式如常压蒸馏，减压蒸馏等，浓缩可以采用离心的方式。

[0019]所述的异戊橡胶胶液的质量分数为10-15％。

[0020]所述的异戊橡胶胶液中，异戊橡胶的数均分子量为30-50万。

[0021]本发明的有益效果如下：
[0022]本发明利用碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制体系pH值为10-11，巧妙地利用柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾反应得到的柠檬酸三钾作为异戊橡胶胶液乳化的降粘剂，降低了异戊橡胶胶液的粘度，脱溶剂浓缩后的胶乳平均粒径较小，增加了乳液的稳定性。

[0023]本发明中，加入柠檬酸，柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾进行反应得到柠檬酸三钾作为异戊橡胶胶液乳化的降粘剂，柠檬酸与碳酸钾或碳酸氢钾反应还生成二氧化碳，生成的二氧化碳为气体，乳化时从胶液内部排出，增加了胶液内部的空隙，降低了异戊橡胶胶液的粘度。

同时，柠檬酸三钾带有3个羰基，1个羟基，其含有多个氧，能够与胶乳形成氢键，从而降低胶乳之间的聚集，起到分散胶乳粒子的作用，同时，增加了胶乳粒子表面的负电荷，而且柠檬酸三钾带有羟基，亲水性好，从而增加了乳液的稳定性。

[0024]本发明乳化后的胶乳经过脱溶剂、浓缩，粘度在400-450mPa·s之间，粒径在350-400nm之间，固含量在60-65％之间，机械稳定性在1500-1550s之间。

本发明的胶乳制成的乳胶制品，适用于如医用手套等安全性能高的医用制品领域。

具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本发明做进一步描述。

[0026]实施例1
[0027]异戊橡胶胶液中的异戊橡胶数均分子量为30-50万，异戊橡胶胶液的质量分数为15％。

[0028]在反应釜中加入异戊橡胶胶液1000g，十二烷基苯磺酸钠7g和歧化松香酸钾皂13g，平平加O-20 2g，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，按照油相与水相质量比1:1.2加入去离子水，再加入柠檬酸0.1g；用低速乳化泵进行初步乳化，转速为1400rpm，初步乳化时间为2min，乳化温度为10℃；乳液经初步乳化后，用高速乳化泵进行再次乳化；转速为2800rpm，再次乳化时间为5min，乳化温度为10℃；沉降1小时得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0029]实施例2
[0030]采用实施例1的异戊橡胶胶液，异戊橡胶胶液的质量分数为10％。

[0031]在反应釜中加入异戊橡胶胶液1000g，十二烷基苯磺酸钠10g和歧化松香酸钾皂10g，平平加O-20 1g，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，按照油相与水相质量比1:1.3加入去离子水，再加入柠檬酸0.4g；用低速乳化泵进行初步乳化，转速为
1450rpm，初步乳化时间为5min，乳化温度为5℃；乳液经初步乳化后，用高速乳化泵进行再次乳化；转速为3000rpm，再次乳化时间为7min，乳化温度为5℃；沉降1小时得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0032]实施例3
[0033]采用实施例1的异戊橡胶胶液，异戊橡胶胶液的质量分数为12％。

[0034]在反应釜中加入异戊橡胶胶液1000g，十二烷基苯磺酸钠5g和歧化松香酸钾皂5g，平平加O-20 0.75g，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，按照油相与水相质量比1:1加入去离子水，再加入柠檬酸0.5g；用低速乳化泵进行初步乳化，转速为1500rpm，初步乳化时间为2min，乳化温度为15℃；乳液经初步乳化后，用高速乳化泵进行再次乳化；转速为2900rpm，再次乳化时间为5min，乳化温度为15℃；沉降1小时得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0035]实施例4
[0036]采用实施例1的异戊橡胶胶液，异戊橡胶胶液的质量分数为13％。

[0037]在反应釜中加入异戊橡胶胶液1000g，十二烷基苯磺酸钠4g和歧化松香酸钾皂6g，平平加O-20 0.8g，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，按照油相与水相质量比1:1.2加入去离子水，再加入柠檬酸0.3g；用低速乳化泵进行初步乳化，转速为1450rpm，初步乳化时间为3min，乳化温度为20℃；乳液经初步乳化后，用高速乳化泵进行再次乳化；转速为3000rpm，再次乳化时间为6min，乳化温度为20℃；沉降1小时得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0038]实施例5
[0039]采用实施例1的异戊橡胶胶液，异戊橡胶胶液的质量分数为15％。

[0040]在反应釜中加入异戊橡胶胶液1000g，十二烷基苯磺酸钠7g和歧化松香酸钾皂8g，平平加O-20 1.5g，加入碳酸氢钾-碳酸钾缓冲溶液控制pH值为10-11，按照油相与水相质量比1:1.5加入去离子水，再加入柠檬酸0.2g；用低速乳化泵进行初步乳化，转速为1500rpm，初步乳化时间为2min，乳化温度为15℃；乳液经初步乳化后，用高速乳化泵进行再次乳化；转速为3000rpm，再次乳化时间为8min，乳化温度为15℃；沉降1小时得到乳化后的异戊橡胶的胶乳。

[0041]对比例1
[0042]不加柠檬酸，其余步骤和实施例1相同。

[0043]对比例2
[0044]不加柠檬酸，其余步骤和实施例2相同。

[0045]对比例3
[0046]不加柠檬酸，其余步骤和实施例3相同。

[0047]对比例4
[0048]不加柠檬酸，其余步骤和实施例4相同。

[0049]对比例5
[0050]不加柠檬酸，其余步骤和实施例5相同。

[0051]将实施例1-5和对比例1-5得到的产品按照本领域技术人员常规的常压蒸馏脱溶剂、离心浓缩后，再进行性能测试，结果见表1。

[0052]采用旋转粘度计测定胶乳粘度，粒度测定仪检测胶乳粒径，并进行机械稳定性试验。

机械稳定性试验采用的搅拌盘直径50mm，转速3000r/min。

[0053]表1性能数据表
[0054]
[0055]
[0056]由以上可知，本发明乳化后的胶乳经过脱溶剂、浓缩，粘度在400-450mPa·s之间，粒径在350-400nm之间，固含量在60-65％之间，机械稳定性在1500-1550s之间。

相比于对比例1-5，本发明实施例1-5浓缩后的胶乳的粒径小，机械稳定性更大，最大能够达到1550s。