[发明专利]一种制备稀土异戊橡胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及异戊橡胶橡胶制备领域，具体地，涉及一种制备稀土异戊橡胶的方法。

背景技术

稀土异戊橡胶是异戊二烯单体在稀土催化剂作用下溶液聚合生成的以顺-1,4结构单元为主的聚合物。由于物理性能和机械性能均与天然橡胶(NR)相似，稀土异戊橡胶也被称为“合成天然橡胶”。具体地，稀土异戊橡胶具有优良的弹性、密封性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性和抗撕裂性，并且抗张强度和伸长率也接近天然橡胶，因此在一些情况下可用作天然橡胶的替代物，也可以与天然橡胶或其它合成橡胶组合使用。因此，稀土异戊橡胶广泛应用于轮胎、胶带、胶管等橡胶加工领域。

在稀土异戊橡胶的溶液聚合过程中，聚合反应通常在多个串联的全混釜式反应器(CSTR)中进行，物料从聚合反应器的底部进入，顶部流出。所合成的胶液呈假塑性非牛顿流体特性，表观粘度较大，其值受胶液浓度影响较大，随着胶液浓度的降低，表观粘度减小。因此在采用传统的混合釜式反应器进行稀土异戊橡胶的聚合反应时，单体异戊二烯的进料浓度通常小于20重量％。聚合所得的稀土异戊橡胶胶液中由于含有大量溶剂，要送到凝聚工段将溶剂等挥发份汽提出来。汽提通常采用的方法是经典的釜式凝聚方法，将聚合生成的聚合物胶液喷入既作为传热介质又作为输送介质的热水中，通过水蒸汽提供的热量使溶液状的橡胶凝聚成颗粒状，并回收溶剂和未反应完全的单体。该方法由于引入了大量的热水，需在后处理工段通过挤压脱水、膨胀干燥操作来除去胶粒中的水分。因此采取凝聚方法进行溶剂等挥发份的脱除势必会产生较大的能耗及物耗。

发明内容

为了克服现有的稀土异戊橡胶的溶液聚合方法中异戊二烯单体的进料浓度低，导致聚合所得的稀土异戊橡胶胶液中含有大量溶剂，需要通过汽提排出，同时现有的凝聚汽提方法需要引入大量热水，从而需要在汽提后对胶粒进行排除水分处理，并由此导致能耗和物耗较大的问题，本发明提出了一种制备稀土异戊橡胶的方法。

本发明的发明人经研究后发现，在卧式双轴搅拌混合器中进行稀土异戊橡胶的连续溶液聚合反应，异戊二烯单体的进料浓度可以提高到20～35重量％，从而大大减少了聚合所得到的稀土异戊橡胶胶液中的溶剂，同时可以使最终获得的聚合产物具有相对高的顺式-1,4-构型含量、相对高的数均分子量以及相对低的分子量分布系数。发明人还发现，所获得的稀土异戊橡胶胶液可直接使用卧式双轴搅拌混合器进行脱挥，该脱挥方式不在胶液中引入水，因此与现有的凝聚汽提方法相比，可以大大降低能耗和物耗，同时还可以更加方便快捷的回收提纯溶剂，从而完成了本发明。

本发明提供了一种制备稀土异戊橡胶的方法，该方法包括：在溶剂的存在下和溶液聚合反应条件下，将异戊二烯单体与稀土催化剂在第一卧式双轴搅拌混合器内进行接触反应，然后使接触反应后得到的混合物在第二卧式双轴搅拌混合器中进行脱挥；其中，所述第一卧式双轴搅拌混合器和所述第二卧式双轴搅拌混合器均为等温操作。

使用本发明提供的制备稀土异戊橡胶的方法，不仅可以提高异戊二烯单体的进料浓度，还可以直接对获得的稀土异戊橡胶胶液进行脱挥，同时由于不在胶液中引入热水，不需要对胶粒进行脱水，大大降低了能耗和物耗。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的一种具体实施方式的工艺流程以及结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种制备稀土异戊橡胶的方法，该方法包括：在溶剂的存在下和溶液聚合反应条件下，将异戊二烯单体与稀土催化剂在第一卧式双轴搅拌混合器内进行接触反应，然后使接触反应后得到的混合物在第二卧式双轴搅拌混合器中进行脱挥；其中，所述第一卧式双轴搅拌混合器和所述第二卧式双轴搅拌混合器均为等温操作。

根据本发明，所述第一卧式双轴搅拌混合器和所述第二卧式双轴搅拌混合器的装料系数可以为40％～80％，优选为60％～75％。所述装料系数是指料液(对于第一卧式双轴搅拌混合器来说，“料液”是指包含溶剂、异戊二烯单体和催化剂的混合物；对于第二卧式双轴搅拌混合器来说，“料液”是指接触反应后得到的混合物)体积占第一卧式双轴搅拌混合器或第二卧式双轴搅拌混合器总容量的比例。