[发明专利]一种低卤盐含量卤化丁基橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及卤化丁基橡胶领域，特别是一种低卤盐含量卤化丁基橡胶及其制备方法。

背景技术

丁基橡胶是异丁烯和少量二烯烃如异戊二烯的共聚物。丁基橡胶气密性及耐热氧老化性能优异，广泛应用于内胎、硫化胶囊、气密性密封材料、防腐防水材料以及医用材料等领域。但是由于丁基橡胶不饱和度低，硫化速度慢，与其它高不饱和度橡胶的相容性差，限制了丁基橡胶的加工应用。丁基橡胶经过卤化后，硫化反应活性显著增加，可以与其它高不饱和度橡胶共硫化，与金属的粘结性能明显改善。这样，卤化丁基橡胶广泛应用于制备子午胎气密层。

目前在工业生产中使用的卤化试剂为氯气和液溴，以液溴为例，反应式如下：

上述反应是一个离子取代反应，异戊二烯单元上的一个烯丙基氢被溴取代，同时生成一个副产物卤化氢。按照取代溴在主链上的位置不同，取代产物有两种结构，分别为伯位结构和仲位结构。

丁基橡胶的卤化工艺一般包括如下几个单元：基础丁基橡胶胶液制备，基础丁基橡胶的卤化，卤化丁基橡胶胶液的中和，溶剂回收，卤化丁基橡胶的后处理干燥等。常规的工艺流程如下：由丁基橡胶装置得到的丁基橡胶基础胶经溶剂溶解得到合适浓度的基础胶胶液，基础胶胶液随之进入卤化单元与卤素混合，反应得到卤化丁基橡胶胶液。卤化丁基橡胶胶液进入中和单元与碱液混合，胶液中的卤化副产物卤化氢被中和。随后卤化胶液进入凝聚系统，在回收溶剂的同时得到胶粒和水的混合物，胶粒水最终被送到后处理干燥单元，得到最终成品。

在上述工艺流程中的中和单元，碱液一般使用氢氧化钠的水溶液。这样，卤化丁基橡胶胶液中的卤化副产物卤化氢被中和后得到卤化钠，卤化钠需要尽量的从最终成品中脱除。如果成品中残留卤化钠过多，会产生几个潜在的危害。首先，如果残留卤化钠过多，橡胶制品表面有可能出现喷霜，影响到产品的使用体验；其次，残留卤化钠过多，在加工及应用过程中可能会加速设备腐蚀；最后，在某些应用场合，不希望产品中含卤盐(主要是卤化钠)过多。

卤化丁基橡胶胶液中的卤盐(主要是卤化钠)脱除工艺通常有如下几种。一种工艺是中和后的混合物料直接进入脱气及汽提单元，中和生成的卤化钠也随之进入。在该工艺中，使用高温蒸汽和热水在回收溶剂的同时得到粒度合适的橡胶颗粒，同时，大部分卤盐也溶解在热水中而被脱除；另一种工艺是中和后的混合物料先进入一个静置分离罐，脱除部分水相后进入脱气及汽提单元；还有一种工艺是使用高速离心机脱除中和后混合物料中的重组份。中和后混合物料中的重组份是水相，绝大部分卤盐会随着重组份的分离而从胶液中脱除。第二种工艺比第一种工艺能脱除更多的卤盐，但由于中和后的混合物料存在一定的乳化效果，静置分离效果很低；第三种脱除效率最高，但由于混合体系中轻组份(卤化丁基橡胶胶液)的粘度很高，为了提高离心分离效果，对离心机的要求很高。这类离心机通常体积庞大，价格昂贵，因而限制了其应用。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本申请的发明人提供了一种用于制备低卤盐含量卤化丁基橡胶的方法，该方法包括如下步骤：首先将中和后的卤化丁基橡胶胶液/水混合体系进行初步的静置油水分离，分离所得胶液再用新鲜水进行洗涤，洗涤后的卤化丁基橡胶胶液/水混合体系再次进行静置油水分离，分离后获得的卤化丁基橡胶胶液进入脱气釜和汽提釜回收溶剂并经筛网得到粒径合适的卤化丁基橡胶颗粒，卤化丁基橡胶颗粒经过新鲜水洗涤后进入后处理干燥系统，得到最终成品。由此工艺得到的卤化丁基橡胶中卤盐含量很低，工艺简单，投资少。

本发明首先提供了一种低卤盐含量的卤化丁基橡胶，其卤盐含量为5ppm-300ppm，更优选的为为10ppm-200ppm，这种低卤盐含量的卤化丁基橡胶具有更好的性能；

为了获取上述低卤盐含量的卤化丁基橡胶，发明人提供了制备方法如下：

a.获得卤化丁基橡胶溶液与水的混合体系；

b.将步骤a)所得中和后卤化丁基橡胶溶液与水的混合体系静置分离水相得胶液/水混合体系；

c.将步骤b)中分离水相后所得的胶液/水混合体系加入新鲜水进行洗涤；

d.将步骤c)中洗涤后的混合体系静置分离水相后，使用低压水蒸汽脱除聚合物溶液中的溶剂，同时得到卤化丁基橡胶颗粒和水的混合物；

e.将步骤d)中的卤化丁基橡胶颗粒和水的混合物经筛网脱除水后加入新鲜水进行洗涤；洗涤后的卤化丁基橡胶颗粒脱除水份后得到最终的低卤盐含量卤化丁基橡胶。