[发明专利]一种中腈微交联型粉末丁腈橡胶的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末丁腈橡胶的生产方法，特别是一种中腈微交联型粉末丁腈橡胶的生产方法。

背景技术

粉末丁腈橡胶是一种高极性的丙烯腈-丁二烯共聚物，粉末丁腈橡胶具有良好的加工性能，可用于热塑性材料，可分为交联型和非交联型两种。交联型粉末丁腈橡胶主要用于火车合成闸瓦、汽车刹车片和砂轮等耐磨材料的制造，非交联型粉末丁腈橡胶大量用于PVC、环氧树脂、SAN等的增韧改性，也被用作制备胶粘剂。粉末丁腈橡胶与块状橡胶相比，其胶粉粒度细，与其他树脂共混时，可直接进挤出机，有利于实现加工过程连续化、自动化。因此，具有操作方便，节能等优点。

制备粉末丁腈橡胶的方法很多，按其使用原料可分为三大类：其一：以胶乳为原料的方法，包括凝聚法、喷雾干燥法；其二，以悬浮液为原料的方法，不用成粉末就可以直接隔离；其三，以块状胶为原料的方法，如冷冻粉碎法。现今应用较广泛的是凝聚干燥法。利用该方法生产粉末丁腈橡胶，步骤如下：

凝聚干燥法是生产粉末丁腈橡胶的主要方法之一，其工序包括：丁腈胶浆的合成、丁腈胶浆的凝聚隔离成粉、粉末丁腈橡胶淤浆的脱水干燥。

1.丁腈胶浆的合成：制备交联型的粉末丁腈胶浆采用乳液聚合技术。如兰州化工工业公司以脂肪酸钾/油酸钾或合成阴离子皂（如烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐等）为乳化剂，以过硫酸盐为引发剂，在中高温条件下合成门尼粘度（ML₁₊₄^100℃）90-140，结构凝胶含量70-85%，结合腈含量高的丁腈胶乳。粉末丁腈橡胶生产过程一般都加入缓冲剂，它的存在可降低体系的表面张力，增大乳胶颗粒粒度，提高胶乳的流动性与稳定性，如兰州化学有限公司采用氯化钾作为缓冲剂，但是工业氯化钾质量不稳定，易会造成胶粉偏粗，直接影响产品的品级。另外，现有技术中所使用的终止剂仅包含单一成分，易导致制得的产品门尼不够稳定。

2.丁腈橡胶的凝聚隔离成粉：首先，用无机盐的水溶液（如氯化钠、硫酸镁）作为凝聚剂，采用一段凝聚或分段凝聚的方法对胶浆进行凝聚，之后，以无机物（轻质碳酸钙、滑石粉等）、有机物（硬脂酸盐、硅油等）或高聚物聚氯乙烯、聚苯乙烯等作为隔离剂，进行隔离成粉，得到粉末丁腈橡胶的淤浆，如美国Goodrich公司采用硫酸镁和硫酸铝的混合液在60℃对丁腈胶乳进行凝聚、加1-10份湿糊状的硬脂酸锌进行凝聚成粉，制得粉末丁腈橡胶淤浆，再经洗涤、过滤、动态干燥制得粉末丁腈橡胶。（粒径0.3-1.3mm）；华南理工大学采用反凝聚法，即将胶乳加入凝聚剂中凝聚成粉，然后加入有机包覆剂进行隔离。传统的粉末丁腈橡胶防老剂一般为1076、2246，所得制品可在120℃以下的空气介质中较长期使用,如兰州化学有限公司采用1076作为粉末丁腈橡胶的防老剂，但用此种防老剂无法保证产品有效地耐高温，不能满足耐高温火车闸瓦的高要求。

3.粉末丁腈橡胶淤浆的脱水干燥：采用离心脱水，动态干燥制得粉末丁腈橡胶。如兰化合成橡胶厂采用流化干燥床进行干燥。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、生产成本低、能耗小、转化率高、产品韧性好、耐寒性佳的中腈微交联型粉末丁腈橡胶。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种中腈微交联型粉末丁腈橡胶的生产方法，首先以丁二烯，丙烯腈为单体进行丁腈胶浆的聚合，然后将丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉，最后将丁腈橡胶淤浆进行脱水干燥。

以上生产方法具体包括以下三个步骤：

（1）丁腈胶浆的聚合反应

按比例依次投入软水、乳化剂、扩散剂、缓冲剂、分子量调节剂、交联剂、丙烯腈、引发剂、除氧剂、丁二烯、活化相，升温到25-35℃，开始反应，当转化率达到60%、80%时补加部分硫醇，转化率达到90-96%后，将胶乳出至脱气釜，先加入高效终止剂终止反应，然后加入消泡剂，继续升温至68-70℃蒸煮以脱去未反应的游离单体。

所述的丁腈胶浆的合成组分配比为：软水180-220份、乳化剂2-3份、扩散剂0.5-1.0份、缓冲剂0.2-0.5份、分子量调节剂1.0-1.5份、交联剂0.5-1份、丙烯腈为24-29.5份、引发剂0.2-0.3份、除氧剂0.04份、丁二烯为70-75份、活化相0.1-0.15份、复合终止剂0.1-0.4份，消泡剂0.05份。