[发明专利]一种丁基橡胶溶液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种丁基橡胶溶液及其制备方法。本发明提供的制备方法包括：a)将聚合物淤浆与溶剂、催化剂失活剂在闪蒸釜内接触，得到胶液A；b)将所述胶液A送入汽提塔，在所述汽提塔内与溶剂蒸汽逆向接触，得到胶液B；c)对所述胶液B依次进行一次加水处理、脱水处理、调节浓度处理、二次加水处理和换热处理，得到丁基橡胶溶液；所述催化剂失活剂为聚合物淤浆中残留催化剂的催化剂失活剂。按照上述方法制得的胶液具有合适且稳定的浓度、低单体含量、合适的含水量和温度等，采用该胶液制备卤化丁基橡胶，能够使卤化丁基橡胶产品具有低凝胶含量、低伯位结构含量和合适的门尼降。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，特别涉及一种丁基橡胶溶液及其制备方法。

背景技术

目前，卤化丁基橡胶的工业生产全部采用溶液法，具体的，将基础胶丁基橡胶溶解在溶剂中得到一定浓度的丁基橡胶溶液，再与卤素反应得到卤化丁基橡胶。因此，丁基橡胶溶液的获得对制备卤化丁基橡胶至关重要，通常是先制备基础胶丁基橡胶，再对产物进行处理进而获得丁基橡胶溶液。

其中，基础胶丁基橡胶的工业生产最普遍采用的是淤浆法。具体的，首先将单体溶解于氯甲烷中，得到混合物料，该混合物料经多级降温达到-100℃后进入聚合反应器。同时，将溶解了催化剂的氯甲烷溶液经过多级降温达到-95℃后进入聚合反应器。两股物料接触，聚合反应瞬时完成，生成丁基橡胶聚合物。反应器中物料温度通过液态乙烯的汽化撤热来维持在-100℃～-90℃。随着反应釜连续运行时间的增加，因撤热效率变差导致聚合釜内物料温度逐渐升高。当温度高于-90℃时，中止聚合。反应器内的物料包含丁基橡胶产品、未反应的单体、催化剂、氯甲烷等。其中，丁基橡胶产品不溶于氯甲烷，故整个物料一直处于淤浆状态，即为本领域常称的聚合物淤浆。

得到聚合物淤浆后，需将氯甲烷和未反应单体与丁基橡胶产品分离，并进行回收，主要有两种方式：一种方法是将反应器中的聚合物淤浆与高温水蒸汽接触后进入装有热水的闪蒸釜，未反应单体和氯甲烷在闪蒸釜经气相回收。同时，聚合物在热水中以颗粒态存在，即为胶粒-水混合物(本发明中将该方法简称为水蒸汽汽提法)。得到胶粒-水混合物后，可按照常规干燥工艺处理该混合物得到丁基橡胶成品后再溶解，制得丁基橡胶溶液(称为干法制备丁基橡胶溶液)，也可将胶粒-水混合物直接与溶剂接触得到丁基橡胶溶液(称为湿法制备丁基橡胶溶液)。另一种方法是将反应器中的聚合物淤浆与高温溶剂直接接触，丁基橡胶溶解在溶剂中得到丁基橡胶溶液。同时，氯甲烷和未反应单体通过气相回收，该方法称为溶剂汽提法。

然而，上述水蒸汽汽提法有一个很大的缺点，就是在使用高温水蒸汽和热水来回收氯甲烷和未反应单体时，氯甲烷易水解，产生甲醇、二甲醚和HCl。水及水解产物给氯甲烷回收和未反应单体回收系统带来很多不利影响，其中，甲醇、二甲醚是丁基橡胶聚合反应的毒物，其含量必须严格控制，否则会对聚合反应造成严重影响。为了脱除氯甲烷中的水和水解产物甲醇、二甲醚，整个氯甲烷干燥系统非常庞大而复杂，并且会导致氯甲烷单耗明显增加；另外，氯甲烷水解后产生的HCl或者其它氯化合物会腐蚀设备，使未反应单体回收处理系统产生自聚物，自聚物之一的异丁烯二聚物是很强的链转移剂，会造成产品门尼降低，因此其含量也必须严格控制。而采用溶剂汽提法就可以很好的克服上述问题。

目前，现有技术中已公开一些溶剂汽提法制备丁基橡胶溶液的方案，如专利申请CN103483483A公开了一种丁基橡胶汽提装置及汽提方法，装置包括闪蒸釜和汽提塔。从聚合釜出来的聚合物淤浆中的氯甲烷和未反应单体用热溶剂从闪蒸釜顶部蒸出，丁基橡胶溶液从闪蒸釜底部送进汽提塔；在汽提塔中，通过热溶剂将胶液中残留氯甲烷和单体从塔顶蒸出，汽提塔底部得到丁基橡胶溶液，可送入卤化系统制备卤化丁基橡胶。专利申请CN104761659A公开了一种制备卤化用丁基橡胶溶液的装置和方法，装置包括闪蒸釜和导向筛板塔，从聚合釜出来的聚合物淤浆中的氯甲烷和未反应单体用热溶剂从闪蒸釜顶部蒸出，丁基橡胶溶液从闪蒸釜底部送进高效导向筛板塔；在高效导向筛板塔中，通过热溶剂将胶液中的残留氯甲烷和单体从顶部蒸出，底部得到丁基橡胶溶液，可送入卤化系统制备卤化丁基橡胶。