一種充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高苯乙烯橡膠是一種特殊的橡膠，廣泛應(yīng)用于牛筋鞋底、膠輥、電絕緣材料、硬橡 膠板、橡膠花磚、硬質(zhì)膠管及新材料高速鐵路的減震制品等，在實(shí)際應(yīng)用過程中往往與其它 橡膠并用或添加大量填料或補(bǔ)強(qiáng)劑。但由于高苯乙烯橡膠中作為硬段的苯乙烯含量很高 (達(dá)40-80wt%)，其產(chǎn)品具有較高的硬度，軟化點(diǎn)較高，導(dǎo)致其與其它橡膠并用及添加劑混 合時難以混勻:若混合溫度過低，則粘度太大，耗能高;若混合溫度過高，則容易氧化分解。
[0003] 高苯乙烯橡膠的軟化劑，是高苯乙烯橡膠制品中不可缺少的一個重要組分。軟化 劑的加入不僅大幅度提高高苯乙烯橡膠混煉的工藝性能，降低能耗，縮短混煉時間，而且可 以有效地提高制品的耐寒性能，降低生熱，提高低溫?fù)锨浴，F(xiàn)有技術(shù)中通常是在橡膠與其 他配合劑混煉過程中加入軟化劑，由于高苯乙烯橡膠粘度很大，混煉溫度低時，兩者難以混 勻，而且能耗高，混煉時間長。若混煉溫度過高，又容易氧化分解，橡膠性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠 的制備方法，步驟為：
[0005] 1)按配方準(zhǔn)備原料，將軟化劑和防老劑分別進(jìn)行乳化，得軟化劑乳液和防老劑乳 液；
[0006] 2)將軟化劑乳液和防老劑乳液加入到高苯乙烯膠乳中，攪拌均勻得膠乳混合液；
[0007] 3)將上述膠乳混合物與絮凝劑、質(zhì)子酸同時且緩慢加入到無機(jī)鹽和絮凝劑的混合 水溶液中，攪拌均勻得到絮凝混合液；
[0008] 4)在絮凝混合液中加入無機(jī)堿調(diào)節(jié)pH = 7,邊攪拌邊形成絮凝物；絮凝物經(jīng)脫水、 干燥制得充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠。
[0009] 進(jìn)一步的，所述高苯乙烯膠乳、軟化劑、防老劑的質(zhì)量比為100:1-80:0.1-5。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟2)中攪拌時保持溫度為30-70°C，攪拌l-20min。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟3)中攪拌l-20min，得到絮凝混合液的pH=3-4。
[0012] 進(jìn)一步的，所述步驟3)中絮凝物經(jīng)脫水、干燥至含水量S5wt%。
[0013] 進(jìn)一步的，所述軟化劑乳液中軟化劑含量為45_65wt%
[0014] 進(jìn)一步的，所述無機(jī)鹽和絮凝劑的混合水溶液是將無機(jī)鹽和絮凝劑與水配成溶 液，其中無機(jī)鹽加入量為水的3_5wt %，絮凝劑加入量為水的0.3-0.4wt%，加入質(zhì)子酸調(diào)節(jié) pH=3-5〇
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：如果在高苯乙烯橡膠合成生產(chǎn)的 乳液絮凝階段加入軟化劑一起共沉制備共沉膠，低分子的軟化劑可以更有效地與高苯乙烯 橡膠分子鏈浸潤結(jié)合，所形成的共沉膠中軟化劑均勻分散在體系中，起到了有效的軟化作 用，共沉膠門尼粘度大幅度降低。這樣不僅省去了高苯乙烯橡膠混煉膠生產(chǎn)時的加軟化劑 工序，而且大幅度降低了高苯乙烯橡膠與其它橡膠及配合劑混煉時的溫度，提高了加工性 能;且大幅度降低了生產(chǎn)成本，減少污染，降低了能耗，減少了高溫氧化對橡膠的損害，提高 了混煉膠的性能。同時提高了橡膠的綜合力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017] 本發(fā)明涉及一種充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠的制備方法，所需原料有組份A為 高苯乙烯膠乳;組份B為乳化軟化劑;組分C為防老劑;組份D為絮凝劑;組分E為無機(jī)鹽和絮 凝劑的混合水溶液;組分F為質(zhì)子酸;組分G為無機(jī)堿。
[0018] 所述充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠中主要成分的固含量為：（A)高苯乙烯橡膠100 重量份，（B)軟化劑1 -80重量份，（C)防老劑0.1 -5重量份。
[0019] 其中組份A高苯乙烯膠乳是指利用乳液法生產(chǎn)的高苯乙烯膠乳，所述高苯乙烯中 苯乙烯含量為60-65%。
[0020] 其中組份B乳化軟化劑是指用常規(guī)方法將軟化劑經(jīng)乳化劑和分散介質(zhì)乳化而成的 乳化軟化劑;軟化劑乳液中軟化劑含量為45_65wt%。其中所述的軟化劑是指常規(guī)的非揮發(fā) 性軟化劑，包括芳烴油、操作油、環(huán)烷油、機(jī)油、白油等石油和煤提煉出的礦物油;經(jīng)化學(xué)合 成制備的高苯乙烯橡膠常用軟化劑，如鄰苯二甲酸二丁酯等酯類軟化劑等;植物軟化劑及 其改性衍生物，如花生油、棉籽油、菜籽油、棕櫚油、松香等;動物油及其改性衍生物等。
[0021] 其中所述的組分C防老劑是指高苯乙烯橡膠常用防老劑，如防老劑丁.，苯乙烯化 酚等，其中所述的絮凝劑指的是高苯乙烯橡膠常用的絮凝劑，如二腈二胺甲醛縮合物(CA)。
[0022] 其中組分E無機(jī)鹽和絮凝劑的混合水溶液是將無機(jī)鹽和絮凝劑與水配成溶液，制 備方法是40-60°C水中加入配比量的無機(jī)鹽和絮凝劑，加入質(zhì)子酸調(diào)節(jié)pH = 3-5。所述絮凝 劑優(yōu)選為二腈二胺甲醛縮合物(CA);無機(jī)鹽是單價的無機(jī)鹽，如NaCl、KCl等;其中無機(jī)鹽加 入量為水的3_5wt %，絮凝劑加入量為水的0.3-0.4wt %。
[0023] 其中組分F質(zhì)子酸可以是HC1、H2S〇4、CH3C00H、順4+、H2P〇4-、（HP〇4) 2-的酸溶液。
[0024] 其中組分G無機(jī)堿可以是NaOH、KOH、NH4〇H等堿溶液。
[0025] 具體步驟為：
[0026] 1)按配方準(zhǔn)備原料:高苯乙烯膠乳100重量份，軟化劑1-80重量份，防老劑0.1-5重 量份;將軟化劑和防老劑分別進(jìn)行乳化;將軟化劑和防老劑乳化是為了與高苯乙烯膠乳能 夠充分混合均勻。
[0027] 2)將乳化后的軟化劑(B)和防老劑(C)加入到高苯乙烯膠乳(A)中，保持溫度為30- 70°C，攪拌l_20min，攪拌均勻，使得乳化后的軟化劑和防老劑與高苯乙烯膠乳充分混合，得 膠乳混合液。
[0028] 3)將上述膠乳混合物、絮凝劑(D)、質(zhì)子酸(F)同時且緩慢加入到無機(jī)鹽和絮凝劑 的混合水溶液(E)中，攪拌l-20min，攪拌均勻得到絮凝混合液，保持絮凝混合液的pH = 3-4; 該步驟的目的是為了破乳，為下一步絮凝做準(zhǔn)備。
[0029] 4)然后在絮凝混合液中加入無機(jī)堿(G)調(diào)節(jié)pH = 7,邊攪拌邊形成絮凝物；絮凝物 經(jīng)脫水、干燥至含水量S5wt%，制得充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠。
[0030] 上述步驟中的溫度、時間和pH值等參數(shù)變化是決定共沉膠的顆粒大小、是否絮凝 完全的重要因素。溫度過高，耗能過大，溫度過低，體系混合不完全;混合時間過短，體系混 合不完全，混合時間過長，生產(chǎn)效率降低;pH值過小，絮凝的共沉膠顆粒太小，容易堵塞干燥 網(wǎng)，pH值過大，絮凝的共沉膠顆粒太大，不易干燥完全。
[0031] 本發(fā)明的方法在共沉過程中低分子軟化劑首先滲入到細(xì)小的高苯乙烯橡膠乳滴 中，使軟化劑在高苯乙烯橡膠基體中分散更加均勻，能夠大幅度降低高苯乙烯橡膠的加工 溫度，這樣不僅省去了高苯乙烯橡膠混煉膠生產(chǎn)時加軟化劑的工序，工藝簡單，容易實(shí)現(xiàn)工 業(yè)化，同時提高了混煉膠的性能。因此本發(fā)明制得的充軟化劑高苯乙烯乳液共沉膠與其它 橡膠及配合劑混煉時，所需混煉溫度大幅降低，有效提高了加工性能，降低了能耗，避免了 高溫氧化對橡膠的損害。另外，本發(fā)明可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)充軟化劑的用量比例，當(dāng)軟化劑 的用量增多時，生膠門尼粘度降低，加工性能提高;但軟化劑使用過量會導(dǎo)致橡膠力學(xué)性能 降低，不同用戶對力學(xué)性能要求不同，可以適當(dāng)改變軟化劑填充量，以適應(yīng)用戶需求，因此 應(yīng)用更靈活，適用范圍廣，更有利于銷售和用戶應(yīng)用。
[0032] 實(shí)施例1-3
[0033]以充芳烴油軟化劑乳液共沉高苯乙烯橡膠為例，說明本發(fā)明充軟化劑高苯乙烯乳 液共沉膠的制備方法與性能。
[0034]第一步:原材料組份及其制備
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