[发明专利]氢化丁腈与聚氯乙烯共混乳液的非硫化胶膜及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于一种化工产品及其制备方法，涉及丁腈橡胶乳液加氢以及氢化丁腈胶乳与聚氯乙烯乳液共混制备共混胶的工艺。 

背景技术

氢化丁腈橡胶（HNBR）是对丁腈橡胶链段上的丁二烯单元进行有选择的氢化，将不饱和双键加氢生成饱和的C-C单键。氢化丁腈橡胶分子链中的丙烯腈单元可提供优异的耐油性和高拉伸强度；氢化后的饱和链段可提供良好的耐热、耐老化和低温性能；少量含有双键的丁二烯单元可提供交联所需的不饱和键。加氢后烯丙基氢原子的大大减少是的聚合物的热稳定性大大增强。聚合物饱和程度越高，耐臭氧、耐化学介质腐蚀的性能越强。 

氢化丁腈橡胶的制备是通过对丁腈橡胶的不饱和双键进行加氢，制造方法主要有溶液加氢与乳液加氢两种方法。溶液加氢在氢化丁腈橡胶工业化生产中占主导地位，日本Zeon公司和德国Bayer公司均采用此法生产氢化丁腈橡胶。NBR胶乳的氢化改性，最早是由美国Goodyear公司于1984年开发成功，是颇有前途的橡胶改性方法，至今持续有文献和专利报道。NBR胶乳氢化过程是向胶乳中加入水合肼与双氧水，水合肼与双氧水在催化剂作用下进行氧化还原反应生成中间体二酰亚胺，二酰亚胺与胶乳中的碳碳双键发生加成反应，在40到70℃的温度和常压下使NBR胶乳氢化。这种方法的优点是不使用贵金属催化剂和高压氢气。加氢工艺简单，加氢度高。但是这种方法一直没有工业化的原因是氢化胶乳凝聚后的HNBR干胶会产生凝胶，造成胶乳生产的HNBR干胶无法使用。本发明提供了一种很好利用氢化丁腈胶乳自交联特性的应用，开发出了一种氢化丁腈胶乳与聚氯乙烯共混的非硫化自交联胶膜。 

氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯（PVC）的溶解度参数相近，二者都是极性材料，有良好的相容性，经共混得到的HNBR/PVC共混胶具有如下优点：1、耐臭氧和耐候性好，超过氯丁橡胶的水平。2、耐油性，特别是耐燃油和耐乙醇汽油性好。3、耐溶剂和化学药品性、耐磨性好。4、有阻燃性，可耐屈挠龟裂。目前，已报道的HNBR/PVC共混胶的制造方法有机械共混法和溶液共混法两种，都是基于外加硫化剂硫化后具备使用性能。另外，两种HNBR的来源都溶液加氢得来的HNBR，因为溶液加氢HNBR成本昂贵而未能工业化生产HNBR/PVC共混胶。 

目前，国内外对氢化丁腈胶乳与聚氯乙烯乳液共混制备HNBR/PVC共混胶的研究还是空白，尤其是利用浸渍方法制备氢化丁腈胶乳与聚氯乙烯共混胶的研究未见文献报道。 利用乳液浸渍法制备氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯混合胶的优点很多，一是共混胶制品无需外加交联剂即可自交联。二是加工过程相较溶液共混以及机械共混而言大为简化，不必先做生胶，并可省去塑化、混炼等干胶加工过程；三是PVC乳液无法通过浸渍方法成型，但是HNBR胶乳的加入使PVC组分能够与HNBR达到共沉积，通过浸渍而成型。另外，混合胶乳还可以制备一些非橡胶制品，如纺织品浸渍、海绵橡胶、薄膜制品、涂料及粘合剂等，这些用乳液直接来制取更为方便。 

发明内容

本发明的目的在于应用氢化丁腈胶乳制备一种新型氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯乳液共混胶，提供一种利用胶乳浸渍法制备氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯自交联混合胶的工艺。即通过离子沉积方法将氢化胶乳与聚氯乙烯共混乳液胶凝成膜，生产浸渍制品。特点在于将氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯通过乳液共混达到良好分散效果，不经过溶液或机械共混所需的干胶加工工序，取而代之采用胶乳加工工序。并且共混胶制品无需外加硫化剂即可自交联。本发明方法在实现成本低、污染低、操作简便的前提下，可制得性能优异的氢化丁腈橡胶与聚氯乙烯乳液共混胶浸渍制品，通过非硫化自交联的特性获得具有优异的力学性能、耐热性以及耐老化性的产品。 

本发明的目的通过下述方法来实现，包括以下步骤： 

A.制备氢化丁腈胶乳：将丁腈胶乳或者羧基丁腈胶乳和水合肼混合，加热至20℃~80℃恒温，恒温期间向混合物中加双氧水与硼酸，双氧水的总量为碳碳双键摩尔数的0.8~5倍，硼酸与双氧水摩尔比为15:1-40:1，双氧水与水合肼摩尔比为1~5。所使用的HNBR胶乳，采用原位母体加氢方式，加氢度在80%以上。 

B.制备混合乳液：将HNBR胶乳或氢化羧基丁腈(HXNBR)胶乳与PVC乳液在圆底烧瓶中混合，加热至20℃~80℃恒温， HNBR胶乳或HXNBR胶乳与PVC乳液的混合比例按照固含量的重量比为99：1至50:50。