[发明专利]一种氢化丁腈橡胶母炼胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及化工产品领域，尤其涉及一种氢化丁腈橡胶母炼胶及其制备方法与应用。所述氢化丁腈橡胶母炼胶包含皮革和氢化丁腈橡胶乳液，所述皮革和所述氢化丁腈橡胶乳液的质量比为1～6：20；所述氢化丁腈橡胶母炼胶的制备方法：将皮革和氢化丁腈橡胶乳液在20～80℃下超声处理后，在破乳剂作用下破乳沉胶；利用所述的氢化丁腈橡胶母炼胶制得的氢化丁腈橡胶复合材料相比于其他氢化丁腈橡胶大幅度降低了成本，同时具有良好的拉伸、撕裂、耐磨等静态力学性能。

技术领域

本发明涉及化工产品领域，尤其涉及一种氢化丁腈橡胶母炼胶及其制备方法与应用。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)分子链中具有不饱和C＝C键，在高温下容易发生氧化使分子链断裂，限制了其在很多领域的应用。由于实际应用的需要，人们对丁腈橡胶氢化改性得到具有高度饱和分子链的氢化丁腈橡胶(HNBR)，由于氢化过程是选择性加氢，HNBR依然保留分子链上的腈基，拥有很好的耐油性。当加氢度达到90％以上时，氢化丁腈橡胶的热分解温度比丁腈橡胶的高出30-40℃，超过了150℃。氢化丁腈橡胶具有很好的耐介质性，主要表现在它对有机酸、热水、无机酸、碱、盐、醇、脂肪族碳氢化合物等多种介质都具有很好的耐介质性。如今，HNBR广泛应用于航空航天、汽车制造、石油工业、印刷等领域。现今生产工艺以贵金属催化高压氢气加氢为主，实现HNBR工业化生产、商品化销售的公司主要是德国Lanxess公司和日本Zeon公司，皆使用丁腈橡胶溶液为底物，根据催化剂与底物是否在同一相中可将NBR溶液加氢分为均相催化加氢和非均相催化加氢。因为国际垄断以及昂贵的催化剂、苛刻的反应条件，HNBR价格依然居高不下，如何降低HNBR价格是本领域人员急需解决的难题。

文献报道制备氢化丁腈橡胶乳液双氧水、水合肼产生的二酰亚胺可以直接加氢丁腈胶乳成氢化丁腈橡胶。偶胺法氢化丁腈胶乳最大的问题在于凝胶，偶胺歧化或者过氧化氢分解产生自由基使得乳胶粒子内部发生交联反应。采用丁腈胶乳加氢是近年来的关注热点，具有成本低、条件温和、绿色环保等优点，但是凝胶的氢化产物极大的限制了应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种氢化丁腈橡胶母炼胶；所述氢化丁腈橡胶母炼胶利用自交联的氢化丁腈橡胶浸渍皮革废料制得。

具体而言，所述氢化丁腈橡胶母炼胶包含皮革和氢化丁腈橡胶乳液，所述皮革和所述氢化丁腈橡胶乳液的质量比为1～6：20。

作为优选，所述皮革为工业中加工或刨花后的皮革废料。

皮革是由以三维结构交联的胶原纤维组成的天然聚合物，但经修边、削匀后产生的皮革废料(LW)难以再利用。皮革加工业产生的废物对环境构成了重大挑战，皮革行业每年产生的固体废弃物约有140万吨，约60％的皮革被修边和削匀后丢失。将皮革废料加入丁腈橡胶中，可以一定程度上减少废物排放和环境污染；为了进一步提高氢化丁腈橡胶母炼胶的性能，本发明优选所述的皮革预先经消解处理：将皮革在碱性溶液中进行消解反应，所述碱性溶液的质量分数为0.1～15％；

以g/ml计，所述皮革与所述碱性溶液的重量体积比为1～10:150。

消解后的皮革与氢化丁腈橡胶乳液制得的氢化丁腈橡胶母炼胶性能优异；但是本发明发现，皮革在不同的碱性溶液中消解，对氢化丁腈橡胶母炼胶的性能有着无法预期的影响，为了进一步优化氢化丁腈母炼胶，优选所述碱性溶液选自尿素水溶液、甲酸钠水溶液、γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中的一种或几种；

作为较佳实施方式，所述碱性溶液为甲酸钠水溶液；当皮革在甲酸钠水溶液中进行消解反应时，皮革中的铬及酸性物质在皮革纤维中脱离同时皮革纤维得以保留。

作为优选，所述消解反应在80～120℃下回流1～5h。

作为优选，所述氢化丁腈橡胶乳液的制备方法如下：以羧基丁腈橡胶乳液、水合肼、过氧化氢、硼酸为原料，在20～80℃下反应制得。