[发明专利]一种丁基橡胶的溴化方法以及溴化丁基橡胶

说明书

本发明提供了一种丁基橡胶的溴化方法。本发明提供的丁基橡胶的溴化方法，主要涉及丁基橡胶溴化领域，具体包括溶解、溴化、中和洗涤、产品回收四个步骤，本发明采用非极性或者弱极性的脂肪烃作为反应溶剂对丁基橡胶进行溴化，溴化工段加入氧化剂提高溴化剂中所含溴的利用率，在中和工段中加入缚酸促进剂提高了中和效率、减少了中和不完全的可能性，有效抑制仲位烯丙基溴取代产物向伯位烯丙基溴取代产物转变，所得溴化丁基橡胶各项指标优良，结构更为稳定，安全性更高。

技术领域

本发明属于橡胶制备技术领域，具体涉及一种丁基橡胶的溴化方法以及溴化丁基橡胶。

背景技术

溴化丁基橡胶(BIIR)作为丁基橡胶(IIR)改性产物之一，不仅保持了丁基橡胶优异气密性、耐热老化性、阻尼性能等特性，又具有硫化速度快、耐热性好、与其他橡胶相容性好、自黏性与互黏性强、可使用ZnO硫化等优异性能。因此BIIR在子午线轮胎、耐热内胎、容器衬里、药瓶瓶塞和机器衬垫等领域正逐步替代IIR。以上应用领域的日益发展决定急需增加BIIR产能、提高IIR溴化剂中溴元素利用率、提升BIIR产品品质。

物质的结构决定物质的性能。BIIR的微观结构受溴化温度、溴化时间、溴用量及中和后pH等因素的影响明显，在传统的丁基橡胶溴化工艺中，溴化过程中溴化剂中溴元素(Br)与丁基橡胶中异戊二烯结构单元双键上的仲位氢原子发生离子取代生成仲位烯丙基溴产物，仲位烯丙基溴主产物易向伯位烯丙基溴副产物转化。该工艺溴化剂溴利用率低，且丁基橡胶溴化过程中不断生成HBr，导致体系处于酸性环境下，使仲位烯丙基溴向伯位烯丙基溴转化。US5681901，US5670582，US3018275，CN105111347B，CN105294903B，CN103703034B阐述了通过加入氧化剂将HBr氧化为Br₂提高溴利用率，但是未能解决中和不完全BIIR将会变色的问题，这将导致溴化丁基橡胶在存储运输中极不稳定，不利于后续加工使用。若单纯提高碱液用量保证中和效果，中和后pH值将上升，导致浆液容易起泡，且在后续回收步骤中易使设备结垢。为了解决这一问题现有工艺主要采用强搅拌或者延长中和时间，这就为生产过程带来的高能耗，同时很难保证溴化丁基橡胶产品的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种丁基橡胶的溴化方法以及溴化丁基橡胶，本发明提供的溴化方法引入氧化剂和缚酸促进剂，能有效提高溴化剂中溴元素的利用率，有效改善中和效果，使中和完全，有效抑制仲位烯丙基溴取代产物向伯位烯丙基溴取代产物转变。

本发明提供了一种丁基橡胶的溴化方法，包括以下步骤：

A)将丁基橡胶与脂肪烃混合，得到胶液；

B)将所述胶液与水混合，得到乳状液；

C)在避光、20～55℃的条件下，将溴化剂、氧化剂以及所述乳状液混合搅拌后，进行反应，得到反应后的乳状液；

D)向所述反应后的乳状液中依次加入缚酸剂以及缚酸促进剂进行反应，得到反应液；

E)将所述反应液洗涤后，加入助剂混合，再闪蒸除去溶剂，得到胶料；

F)将所述胶料挤压脱水、干燥后，得到溴化丁基橡胶。

优选的，所述脂肪烃选自C5～C8饱和烷烃。

优选的，所述胶液的粘度为250～650cp，所述胶液中丁基橡胶的含量为10wt％～25wt％。

优选的，步骤B)中，所述水与胶液的质量比为(0～20):100。

优选的，所述氧化剂选自无机氧化剂和有机氧化剂中的一种或多种，所述无机氧化剂选自过氧化氢、次氯酸盐、溴酸盐以及金属过氧化物中的一种或多种；有机氧化剂选自有机过氧化物。