[发明专利]一种丁腈橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种丁腈橡胶的制备方法。属于丁二烯与丙烯腈共聚反应得到的高分子化合物的制造方法。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)由丁二烯和丙烯腈两种单体经乳液聚合反应而得，由于其分子链中含有不饱和双键和极性基团-CN，使之具有耐油性能好，物理机械性能优异等特点，已经被广泛地应用于各种耐油制品，如O型环、蛇(软)皮管、垫圈、燃料箱衬胶、油罐衬里、印刷消耗品、印刷滚筒、绝缘地面垫板、硬橡胶零件、耐油鞋底、织物涂层、泵的叶轮、油井刷布、管螺纹保护层、电线护套、粘合剂、橡胶手套以及食品包装用薄膜等方面，开发利用前景广阔。

目前，工业生产丁腈橡胶采用连续或间歇式乳液聚合工艺，按聚合温度不同，分为热法聚合与冷法聚合两类。冷法聚合的反应温度一般控制在5～15℃，热法聚合则为30～50℃。目前大多数丁腈橡胶产品采用连续冷聚技术生产。

现有技术中的丁腈橡胶的制备方法不足之处在于耐油性和物理机械性能欠佳。丙烯腈含量可调节的丁腈橡胶尚未见有报导。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种具有不同丙烯腈含量耐油性和物理机械性能优异的丁腈橡胶及其制备方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的丁腈橡胶的制备方法，由原料丁二烯和丙烯腈经冷法间歇乳液聚合制得，其特征在于所制备的丁腈橡达到如下技术指标：

采用如下按照质量份数计的原料配比：

其制备方法包括如下步骤：

在聚合釜中顺序加入水、乳化剂、助乳化剂、乳液稳定剂和配方中的部分单体丙烯腈，通入氮气试压，确认聚合釜无泄漏后，用氮气置换数次，然后加入共聚单体丁二烯；启动聚合釜搅拌，并向聚合釜夹层和降温盘管内通入冷水降温，待聚合釜内温度降至5～10℃时，顺序加入氧化还原引发剂的氧化剂、还原剂、二次还原剂和螯合剂，再加入分子量调节剂，聚合反应温度控制在5～30℃，根据不同规格的丁腈橡胶产品的丙烯腈含量要求，补加配方中的其余丙烯腈单体，聚合反应时间控制在7～12小时之间，单体转化率控制在65%～80%之间，加入终止剂，终止乳液聚合反应；所制得丁腈橡胶胶乳，经脱气、凝聚，热空气烘干，得到本发明的丁腈橡胶产品；通过调节不同丙烯腈、丁二烯单体的加入量，原料配比和工艺条件的调节，获得不同丙烯腈含量的丁腈橡胶，使之具有良好的耐油性和优异的物理机械性能。

本发明采用与现有技术不同的乳化体系、氧化还原体系、单体加料方式、工艺条件等方面，通过丙烯腈、丁二烯的乳液共聚合，获得不同丙烯腈含量的丁腈橡胶，使之具有良好的耐油性和优异的物理机械性能。

本发明的发明人通过对原料组分与配比的筛选，聚合工艺条件的优化以及二者的有机配伍。制得了本发明的具有不同丙烯腈含量耐油性和物理机械性能优异的丁腈橡胶橡胶。从而完成了本发明的任务。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述乳化剂选自松香酸皂或/和脂肪酸盐。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述助乳化剂是萘磺酸与甲醛缩合物的钠盐（β-萘磺酸钠甲醛缩合物）。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述氧化还原引发剂中的氧化剂是过氧化氢二异丙苯，所述氧化还原引发剂中的还原剂是乙二胺四乙酸铁钠盐或二次还原剂甲醛次硫酸氢钠，氧化还原引发剂中二次还原剂是甲醛次硫酸氢钠。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述乳液稳定剂是K₃PO₄或KCl。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述螯合剂以螯合剂是乙二胺四乙酸四钠盐或焦磷酸钾。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述分子量调节剂选自叔十二碳硫醇、叔十碳硫醇、叔十四碳硫醇、叔十六碳硫醇中的任意一种。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，原料组分中所述分子量调节剂是叔十二碳硫醇。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，所述制备步骤中的聚合反应温度控制在5～15℃之间。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，所述制备步骤中，原料丁二烯的加料方式采用分次加入。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，所述制备步骤中，原料丁二烯分为2～3次加入。是优选的技术方案。

本发明的丁腈橡胶的制备方法，由原料丁二烯和丙烯腈经冷法间歇乳液聚合制得，其特征在于所制备的丁腈橡达到如下技术指标：