羧基丁苯胶乳技术与应用进展
子 明
羧基丁苯胶乳（XSBRL）是丁苯胶乳的改性产物，是带羧基或羧基衍生物的亲水性单体参与丁二烯与苯乙烯的共
聚形成的，其产量约占丁苯胶乳生产总量的80～90%。羧基丁苯胶乳被广泛应用于地毯、造纸、无纺布、制鞋及建
材等行业，多年来市场消费量不断扩大，应用领域也在不断扩展，目前我国生产能力不足，每年仍需大量进口。
合成技术进展
合成胶乳的生产方法主要有乳液聚合法、溶液聚合法和干胶乳化法三种，但是绝大多数胶乳（包括X-SBR胶乳）
都是采用乳液聚合法制得。乳液聚合中常用的水溶性功能性单体见表1。
（1）羧基丁苯胶乳的无皂乳液聚合
新型无皂聚合羧基丁苯胶乳在合成工艺上与经典的乳液丁苯不同，由于羧基单体的引入，以及采用高乳化力的
乳化剂，体系的稳定性大幅度提高。乳化剂在无皂乳液聚合中的主要作用是形成和稳定初始聚合物种子。杨琦等发
明了一种以国产C6作为乳化剂，丁二烯与苯乙烯为主要单体，采用无皂乳液聚合法制得羧基丁苯胶乳的方法，产品
粘结强度较高，性能达到了国际水平。吴永忠等对羧基丁苯胶乳生产中的异常现象进行了探讨，指出在羧基丁苯胶
乳的生产中，清釜前后的聚合环境变化、聚合釜搅拌有效功率大小和预热时间长短都能影响聚合反应速率，同时指
出其作用机理均是通过影响反应初期的粒子数目从而影响反应速率的。
（2）羧基丁苯胶乳的种子乳液聚合
种子乳液聚合法是核壳型乳液的典型制备方法，形成的高聚物一般是均聚物或共聚物，所以制备方法和通常的
乳液聚合工艺基本相同。李彤霞等采用种子乳液聚合的方法合成了一种新型的羧基丁苯胶乳。该发明采用新的复配
乳化体系，适用于白板纸生产中配制涂料所用的合成胶乳，尤其是羧基丁苯胶乳的制造方法。米普科等采用复合乳
化体系的种子乳液聚合方法，合成了一种高稳定性的羧基丁苯胶乳，并指出采用该发明的方法制得的胶乳具有适宜
的胶乳粘度，在酸性或碱性条件下，均具有优良的稳定性。
表1 乳液聚合中常用的水溶性功能性单体
类 型 单 体
酰胺类 丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸
胺类 甲基丙烯酸二甲胺基乙酯 甲基丙烯酸二乙胺基乙酯
羧酸类 丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸
羟基化合物 丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯
磺酸类盐 丙烯酸乙磺酸钠、对乙烯基苯磺酸钠、
α-乙烯基苯磺酸钠、乙烯基苯磺酸钠
2．改性技术进展
近年来，随着造纸业和纺织业的不断发展，对羧基丁苯胶乳的要求也越来越高，随着新型功能单体的开发，以
及种子乳液聚合的深入研究，国内外不断的研制开发出新的羧基丁苯胶乳。目前，对羧基丁苯胶乳的改性研究主要
集中在以下几个方面。
（1）共混改性
桂丽等对羧基丁苯胶乳改性脲醛树脂胶粘剂进行了相应的研究。他们利用羧基丁苯胶乳对脲醛树脂胶粘剂进行
改性，同时在脲醛树脂合成过程中加入一定数量的玉米淀粉等改性剂，进一步提高了改性脲醛树脂的综合性能，降
低了生产成本。童速玲等对天然胶乳/羧基丁苯胶乳共混体系进行了相应的研究。他们通过在天然胶乳中加入防老剂
A和防老剂D及羧基丁苯胶乳(丙烯酸酯压敏胶乳或丙烯酸酯共聚乳液)等，制备了自黏胶乳。李彤霞在造纸胶乳的
基础上，以丁二烯、苯乙烯为主单体，引入丙烯腈功能单体，采用复合乳化体系，在过硫酸盐的引发作用下，合成
出了可高速涂布的铜版纸用胶乳，同时研究了乳化体系、功能单体的用量及其加入方式以及工艺参数对聚合行为及
胶乳性能的影响，采用阴离子与非离子乳化剂构成复合乳化体系，丙烯腈功能单体分批加入的方式，确定了最佳的
工艺条件。
（2）氢化改性
湖北省化学研究所科研人员用水合肼/双氧水/硫酸亚铁体系合成了氢化羧基丁苯胶乳，进而制备了氢化羧基丁
苯橡胶(HXSBR)。结果表明，HXSBR具有一定的结晶度，可作为一种热塑性弹性体，而且具有较好的力学性能和优良
的耐热老化性能。该所科研人员还从氢化羧基丁苯胶乳出发，与钠、钾、锂、镁、锌和铅等金属离子中和，生成了
羧基丁苯离聚体胶乳。用IR、DSC、TEM对试样进行了表征，同时测定了不同离子中和及不同氢化度的离聚体物理机
械性能，还将钾离聚体与聚乙烯以不同比例共混。结果表明，该离聚体既含有离子微区，又含有结晶微区；各种离
聚体均呈现热塑性弹性体性能，其中铅及锂的离聚体拉伸强度最大；钾离聚体与聚乙烯以质量比为25/75～50/50
共混时，试样拉伸强度呈现协同效应。
（3）交联改性
彭静等研究了以丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为交联敏化剂，γ辐照对羧基丁苯胶乳(CS-BRL)的交联行为、粒径
大小、分布以及化学结构和热性能的影响，并推测了CS-BRL辐射硫化的反应机理。
3．应用进展
近年来，国内外羧基丁苯胶乳生产厂家及生产能力迅速增加，平均年增长率为3%～6% ，有关研究开发的报道
也比较多。在我国，随着国民经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，羧基丁苯胶乳的用途越来越广泛，需求
量也在不断增加。
随着出版印刷和商业印刷用多种类型的涂布纸及高档铜版纸需求量的迅猛增长，以及化纤地毯的大量使用，胶
乳需求量也迅速增长，对胶乳性能质量的要求也进一步提高。
合成胶乳在涂布纸上应用时，要求具备以下性能：(1)与涂料中其它组分有良好的相容性，其配料有良好的化学
稳定性、机械稳定性和流变性能；(2)成纸生产中不粘结、不破孔；(3)成纸要有较高的拉毛强度，优良的抗水性能，
适宜的油墨吸收性，好的光泽度、印刷光泽度和白度。
在造纸方面，杨仁党等研究了高功能化羧基丁苯胶乳在涂布白纸板面中的应用情况。其指出，高功能化羧基丁
苯胶乳具有优良的机械和化学稳定性，配制的涂布白纸板面涂料性能稳定，保水性能好，高剪切条件下表观黏度较
低。张杰讨论了羧基丁苯胶乳物化性能对铜版纸涂布性能的影响，对比了YH-05、Dow-675、SD-656三种羧基丁苯胶
乳的成纸性能。胡孝林对胶乳对纸张性质的影响因素进行了概述，指出胶乳对涂布纸的影响。
在纺织品方面，许泗贵等采用间苯二酚-甲醛-羧基丁苯胶乳对尼龙短纤维进行了预处理，研究了自处理短纤维/
橡胶复合材料(SFRC)的性能，并与乌龙牌预处理SFRC进行了对比。结果表明，羧基丁苯胶乳的用量为10～15份时，
SFRC的界面黏合效果较好。
在印刷品方面，薛心涛等以过硫酸铵为引发剂，采用复合乳化剂，加入乙烯基不饱和羧酸，合成了一种具有核-
壳结构的水墨用羧基丁苯胶乳。结果表明，该胶乳机械稳定性优良，粒子分布均匀，颜料润湿性和着色性良好。经
试印证明，由胶乳制成的水墨具有印刷品光泽好、对纸张的粘接牢度高和真实感强等优点。