專利名稱：一種微凝膠丁腈橡膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車、航空航天、密封墊圈領(lǐng)域的微凝膠(凝膠質(zhì)量含量1-10% ) 丁腈橡膠的制備方法。
背景技術(shù)：
丁腈橡膠因耐油、耐苯性能、耐熱性能和物理機械性能優(yōu)異，已經(jīng)成為耐油橡膠制品的標準彈性體，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、石油開采、石油化工、紡織、電線電纜、印刷和食品包裝等領(lǐng)域。多年來，世界各國不斷進行合成丁腈橡膠的研究，國內(nèi)進行丁腈橡膠合成研究的機構(gòu)不多，公開的發(fā)明專利少，發(fā)表的文章數(shù)量較少，且多局限于工藝控制或簡單的配方調(diào)整。國外，丁腈橡膠聚合反應(yīng)使用優(yōu)良的乳化劑來提高NBR聚合物質(zhì)量，并且使膠乳的穩(wěn)定性提高，延長操作周期，目前多用烷基芳基磺酸堿金屬鹽類、脂肪酸堿金屬鹽類、松香酸皂及其混合皂為乳化劑。聚合工藝研究方面，日本kon公司通過適當調(diào)節(jié)聚合溫度， 以過硫酸鉀為引發(fā)劑，油酸鉀、十二烷基苯磺酸鈉等負離子或聚氧化乙烯烷基醚等非離子型表面活性劑為乳化劑，十二烷硫醇為調(diào)節(jié)劑，制得NBR的ML (1+4) 100°C為30 150，分子量分布指數(shù)為5 8，凝膠含量小于5%，結(jié)合丙烯腈含量為10% 45%，供膠輥等橡膠制品行業(yè)使用；另外，日本kon公司還用至少含有3個叔碳原子，至少有1個叔碳原子上直接連著硫原子的C12 16烷基硫醇作分子量調(diào)節(jié)劑。專利JP2005^1498通過對不飽和丁腈橡膠進行氫化，得到的丁腈橡膠具有微凝膠含量1_20%，門尼粘度MS (1+4) IOO0C 30 100。但此專利所提供的技術(shù)采用歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂復(fù)配乳化體系、分子量調(diào)節(jié)劑的分批加入和熱法乳液聚合聚合工藝合成丁腈橡膠，其微凝膠含量1_10%，門尼粘度 MS (1+4) IOO0C 40 65，拉伸強度彡27MPa和扯斷伸長率彡400%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種微凝膠丁腈橡膠的制備方法，本方法采用丁二烯和丙烯腈為聚合單體，乳化體系采用歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂復(fù)合使用。引發(fā)體系采用過硫酸鹽類，如過硫酸鉀、過硫酸銨或水溶性引發(fā)劑，分子量調(diào)節(jié)劑選用分子量調(diào)節(jié)劑丁(連二異丙基黃原酸酯)或烷基硫醇，采用分批補加分子量調(diào)節(jié)劑的間歇進料方式，合成出丁腈膠漿，加入終止劑和防老劑，并將其經(jīng)過脫氣、凝聚、洗滌和干燥后制得一種微凝膠的丁腈橡膠。其制備方法如下，各組分按重量份計，軟水275 份；單體組成為丁二烯和丙烯腈，單體加入量為100份；丁二烯50 60份、丙烯腈 40 50份；乳化劑為歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂復(fù)合體系，乳化劑用量為2. 5 6. 0份，歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂用量比為3 8 1 ；引發(fā)劑為過硫酸鹽，加入量為0. 2 1. 0份；三乙醇胺0. 1份；
分子量調(diào)節(jié)劑為分子量調(diào)節(jié)劑丁或烷基硫醇，加入量為0. 3 0. 7份，分成等量分三批加入；分子量調(diào)節(jié)劑選用烷基硫醇時，最佳選用叔十二碳硫醇，其用量為0. 45 0. 6 份。聚合釜抽真空后投入軟水、乳化劑、全部單體和部分分子量調(diào)節(jié)劑，升溫到25 35°C后，加入引發(fā)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到35 40%時，第二次加入分子量調(diào)節(jié)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到50 55%時，第三次加入分子量調(diào)節(jié)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到70 75%時，降溫到 20-25°C后出料，加入終止劑和防老劑，并進行脫氣、凝聚、洗滌和干燥后制得一種微凝膠丁腈橡膠。使用本發(fā)明生產(chǎn)的微凝丁腈橡膠微凝膠含量1-10%，且具有較高的拉伸強度和扯斷伸長率，能夠滿足汽車、航空航天、密封墊圈等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。橡膠的測試方法用常規(guī)的測試方法總固物測試采用SH/T1154-92標準；微凝膠通過在丙酮中浸泡M小時的不溶物來進行表征；門尼粘度MSd+^^SlU試采用GB/ T1232. 1-2000標準；拉伸強度測試采用GB/T528-1998標準；扯斷伸長率測試采用GB/ T528-1998標準；結(jié)合丙烯腈測試采用SH/T1157-1997標準。采用本發(fā)明的技術(shù)可以生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)微凝膠含量1_10%，門尼粘度MSaWlticre 40 65，拉伸強度彡27Mpa和扯斷伸長率彡400%的丁腈橡膠；使用本發(fā)明生產(chǎn)出的丁腈橡膠滿足汽車、航空航天、密封墊圈等領(lǐng)域的應(yīng)用要求；另外，利用本專利進行膠漿的合成時，聚合過程平穩(wěn)，能耗較低。
具體實施例方式實施例1 IOL聚合釜抽真空，氮氣置換，真空度達0. IMpa，依次投入軟水275份、55份丁二烯、45份丙烯腈，乳化劑(其中1. 75份歧化松香酸鉀皂和1. 75份油酸鉀皂)，0. 1份三乙醇胺，0. 15份分子量調(diào)節(jié)劑丁。然后開始升溫，當反應(yīng)溫度達到30°C，加入0.3份引發(fā)劑過硫酸鉀。當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到35 40%時，加入二次分子量調(diào)節(jié)劑丁，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到50 55%時，加入三次分子量調(diào)節(jié)劑丁，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到70 75%時，降溫到20-25°C后出料，加入終止劑和防老劑，并進行脫氣、凝聚、洗滌和干燥后制得一種微凝膠的丁腈橡膠。實施例2-7和比較例1_3(參見表1、表2)表權(quán)利要求
1.一種微凝膠丁腈橡膠的制備方法，凝膠質(zhì)量含量1-10%，其特征在于各組分按重量份計，單體組成為丁二烯和丙烯腈，單體加入量為100份；丁二烯50 60份、丙烯腈40 50份；乳化劑為歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂復(fù)合體系，乳化劑用量為2. 5 6. 0份，歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂用量比為3 8 1 ；引發(fā)劑為過硫酸鹽，加入量為0. 2 1. 0份； 三乙醇胺0.1份；分子量調(diào)節(jié)劑為分子量調(diào)節(jié)劑丁或烷基硫醇，加入量為0. 3 0. 7份，分成等量分三批加入；聚合釜抽真空后投入軟水、乳化劑、全部單體和部分分子量調(diào)節(jié)劑，升溫到25 35 V 后，加入引發(fā)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到35 40%時，第二次加入分子量調(diào)節(jié)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到50 55%時，第三次加入分子量調(diào)節(jié)劑，當反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達到70 75%時，降溫到 20-25°C后出料，加入終止劑和防老劑，并進行脫氣、凝聚、洗滌和干燥后制得一種微凝膠丁腈橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微凝膠丁腈橡膠的制備方法，其特征在于分子量調(diào)節(jié)劑選用叔十二碳硫醇，其用量為0. 45 0. 6份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微凝膠丁腈橡膠的制備方法；各組分按重量份計，單體組成為丁二烯和丙烯腈，單體加入量為100份；丁二烯50～60份、丙烯腈40～50份；乳化劑為歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂復(fù)合體系，乳化劑用量為2.5～6.0份，歧化松香酸鉀皂和油酸鉀皂用量比為3～8∶1；引發(fā)劑為過硫酸鹽，加入量為0.2～1.0份；三乙醇胺0.1份；分子量調(diào)節(jié)劑為分子量調(diào)節(jié)劑丁或烷基硫醇，加入量為0.3～0.7份，分成等量分三批加入；本方法可生產(chǎn)出微凝膠含量為1-10％，門尼粘度MS(1+4)100℃40～65，拉伸強度≥27Mpa和扯斷伸長率≥400％的丁腈橡膠。
文檔編號C08F4/30GK102464769SQ20101055032
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者任彩霞, 張守漢, 張霖, 李冬紅, 李彤霞, 潘廣勤, 范永將, 趙繼忠, 高衛(wèi)光, 齊永新 申請人:中國石油天然氣股份有限公司