[发明专利]一种丁腈橡胶的双金属催化加氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁腈橡胶的双金属催化加氢方法，特别是对丁二烯和丙烯腈共聚物（NBR）分子链上不饱和碳碳双键进行溶液选择性加氢，属于丁腈橡胶技术领域。

背景技术

氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶(NBR)的选择性氢化得到，由于其具有优异的耐臭氧老化性能、耐油性能和耐热性能，因此其应用非常广泛，主要应用于航天航空、汽车、耐油管道等领域。

目前关于不饱和聚合物加氢的研究报道有很多，G.L.Rempel等于1987年报道了一种对NBR中碳碳双键的选择性加氢方法，主要是选用RhCl(PPh₃)₃催化剂对于NBR进行加氢，其加氢度可达98%以上。RhCl(PPh₃)₃作为氢化反应催化剂虽然具有催化活性高，选择性好等优点，但RhCl(PPh₃)₃的合成工艺复杂，需要消耗大量有机溶剂，提高了生产成本；其次，RhCl(PPh₃)₃遇空气极易导致催化剂中毒失活。因此需要在氮气保护氛围下操作，工艺复杂。

1992年Buding等成功开发了Ru系催化剂RuCl(PPh₃)₃，其特点为对于NBR加氢活性高，但选择性差；1990年G.L.Rempel等使用Pd系催化剂Pd(Ac)₂，用于NBR加氢可得到加氢度90%以上的HNBR，但催化剂稳定性差，遇空气与水极易失活。总之，均相加氢催化剂的共同优点是加氢活性高，不足之处是催化剂制备过程复杂，且对空气和水的稳定性差，易失活中毒。

1981年日本瑞翁公司相继开发成功Pd/C以及Pd/SiO₂非均相催化剂用于NBR加氢，使HNBR氢化率可达96%以上，非均相加氢催化剂的优点是稳定高，催化剂的回收分离性好，缺点是非均相催化的加氢NBR速率较低，并且要求高的催化剂浓度、较长的反应时间、较高的温度和较大的压力等苛刻的反应条件。

本发明开发出一种丁腈橡胶的双金属催化加氢方法，其最大特点是Pt/C的微量加入极大地提高了化合物RhCl₃对丁腈橡胶的催化加氢活性，可以使催化剂用量大幅降低，有效地节约生产成本；且催化剂性能稳定，可减少其他加氢催化剂必须在氮气保护下操作所带来的繁琐步骤，能够有效提高生产效率，降低成本，有利于加氢的实现。

发明内容

本发明目的在于提供一种丁腈橡胶的新型选择性加氢方法，首次采用RhCl₃与Pt/C这一新型双金属催化体系，Pt/C的微量加入极大地提高了化合物RhCl₃对丁腈橡胶的催化加氢活性，可以使催化剂用量大幅降低，有效地节约生产成本；且催化剂性能稳定，不惧怕空气和水等外界条件，无需在真空条件下进行保存，且可将其直接加入加氢釜中进行反应，减少了其他加氢催化剂必须在氮气保护下操作所带来的繁琐步骤，能够有效提高生产效率，降低成本，有利于加氢的实现。

本发明的上述和其他目的、特征和优点可以再本发明的进一步阐述中得到体现。

本发明的目的是通过下述方法得以实现：首先将丁腈橡胶溶解于二甲苯溶剂中配置成胶液，加入到高压反应釜内，然后将RhCl₃及Pt/C按质量比为100:1～1500:1的比例，也投入到上述高压反应釜中；温度为50～160℃，氢气压力为0.5～5.0MPa，反应时间为1～24小时进行加氢。

本发明中并不限定丁腈橡胶（NBR）的制备方法。NBR可以是无规共聚物也可以是交替共聚物，其中丙烯腈的质量含量为18～50%，优选为19～45%。

本发明中贵金属化合物RhCl₃的用量可以为丁腈橡胶质量的0.1～5%，优选为0.2～2%。

本发明中双金属催化剂中RhCl₃及Pt/C的质量比可以为100:1～1500:1，优选为200：1～1000:1。

本发明加氢的压力为0.5～5.0MPa，优选为1.0～3.0MPa；反应温度可以是50～160℃，优选为100～150℃；反应时间可是1～24小时，优选为2～12小时。

本发明的优点如下：