[发明专利]一种聚异戊二烯胶乳的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成胶乳的制备方法，尤其涉及一种具有较高机械稳定性能的聚异戊二烯胶乳的制备方法。

背景技术

天然胶乳具有易于成膜，制品弹性大以及皮肤亲和性优良等优点，广泛应用于医用手套、避孕套和导尿管等医用制品的生产。但天然胶乳中含有少量的蛋白质成分，其制品与人体接触极易引起过敏反应，危害人体健康。此外，受气候和种植条件的限制，国内的天然胶乳无论是产量以及总体性能均逊于东南亚诸国的天然胶乳。以避孕套为例， 95%以上的国内厂家选用的原料为进口的优质天然胶乳。人造聚异戊二烯胶乳的化学成分与天然胶乳相同，仅含有少量的表面活性剂和防老剂等，不含有致敏性的蛋白质成分，被视为天然胶乳的替代品。目前，聚异戊二烯胶乳的制备方法有乳液聚合法和异戊橡胶溶解乳化法两种，而异戊橡胶溶解乳化法工艺流程简单可控，更易于放大生产。

US 2009/0281211 A1公开了一种人造胶乳的制备方法，该方法提供开了一种用于制备聚异戊二烯胶乳的连续/半连续式乳化工艺。以松香皂类为乳化剂，有机烃溶解聚异戊二烯橡胶制备胶液为油相，油水比（体积比）为1.5-2.5。采用均质器通过二阶段均质实现乳化，再经溶剂脱除后，制得平均粒径为0.5-2.0μm的聚异戊二烯胶乳。其中一阶段均质乳化的线速度为8-16 m/s，二阶段均质乳化的线速度为16-35 m/s。该方法制备的胶乳分子量损失较大，二阶段乳化结束后，聚合物分子量损失为6% - 18%。这一方面可能是由于乳化工艺不当造成的，另一方面是乳化剂浓度偏低且油水比较高时，制备较小平均粒径的水性胶乳需要更高的剪切速度，高剪切力作用容易造成分子链断链。以上原因相互作用，最终导致乳化过程中聚合物分子量的损失较高。US2011/0112217公开了一种聚异戊二烯胶乳的制备方法，采用两级或多级方式逐步脱除O/W乳液中的烃溶剂进而制得胶乳。为了抑制脱溶剂泡沫的形成，需要加入消泡剂。同时需为泡沫层预留出50%左右的蒸发容器高度以防止冲料，蒸发容器的有效体积利用率较低，仅为20%左右。CN 103030820 A提供了一种医用聚异戊二烯胶乳的制备方法，乳化剂的用量较高，其相对于干胶的质量比为30% - 40%，其中非离子乳化剂占50%左右，油水比（质量比）在1.0以下，所制得胶乳可以满足刺激和致敏性的要求。该方法中，乳化剂用量偏高，将不可避免的导致胶乳浸渍制品中残留较高的乳化剂，增加制品的后处理成本。同时乳化剂用量偏高也将推高聚异戊二烯胶乳的价格，强化对天然胶乳的价格劣势。相应的，胶乳浓缩过程产生的乳清废水中表面活性剂残留量也较高，为难处理的高COD废水，带来环境危害。此外，该乳化剂体系中非离子乳化剂比重较高，直接降低离子沉积过程中的胶凝速度，不利于胶乳浸渍制品生产效率的提高。

合成胶乳在输送，存储和配合等过程中受到搅拌带来的剪切力作用，会对胶乳产生强烈的去稳定效应，损害胶乳的性能。为了抵抗这种高剪切作用带来的去稳定作用，胶乳必须具备相当的机械稳定性能，否则极易产生胶凝，影响胶乳的使用。而目前，国内外关于合成聚异戊二烯胶乳的机械稳定度的研究鲜有报道。

综上所述，优化工艺，降低乳化剂以及其他助剂的用量，实现乳清回用以减少废水排放，制备出高机械稳定性能的聚异戊二烯胶乳，既是经济效益的需要，又是胶乳生产行业履行节能减排义务的题中之义。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种在较低的乳化剂用量下制备具有较高机械稳定性能的聚异戊二烯胶乳的方法，该方法同时可实现低分子量损失，乳清中乳化剂的回用以及膜分离脱除溶剂。

本发明的目标通过以下步骤实现：

所述制备方法包括如下步骤：

（1）饱和烷烃在50-60℃下溶解异戊橡胶，溶解时间为18-24 h，配制浓度为8.0-15.0%的胶液；将主乳化剂、助乳化剂和稳定剂加入去离子水中，配制乳化剂水溶液，乳化剂水溶液中主乳化剂浓度为1.0-5.0%，助乳化剂浓度为0-2.0%，稳定剂浓度为0.05-0.15%，再用氢氧化钾或磷酸二氢钾调节乳化剂水溶液的pH值到10.0-12.0；所述的主乳化剂为12-20碳链的烷基苯磺酸盐、松香皂、烷基硫酸钠、醇醚羧酸盐中的至少一种，助乳化剂为司班系列、吐温系列、聚氧乙烯醚系列中的至少一种，稳定剂为乙二胺四乙酸或和月桂酸钾；

（2） 将胶液按油水比0.5-2.5加入乳化剂水溶液中，利用机械搅拌预混10-40 min后泵入乳化罐中，利用剪切机在剪切线速度为3.0-15.0m/s、剪切时间为10-30min的条件下进行高剪切作用制得O/W型聚合物乳液；