[发明专利]一种溴化丁基橡胶的制备方法

说明书

本发明提供了一种溴化丁基橡胶的制备工艺，包括以下步骤：A)将丁基橡胶、分散剂与溶剂混合，得到胶液；将液态溴和烃溶剂混合，得到溴液；B)将所述胶液、所述溴液与氧化剂混合、反应，得到初始产物；C)将所述初始产物进行中和反应后再加入分散剂，脱除溶剂后干燥，得到溴化丁基橡胶。本申请在制备溴化丁基橡胶的过程中，引入了氧化剂，其作为副产品溴化氢的氧化剂，将溴化氢转化成溴单质，降低溴单质的同时还降低了溴离子浓度，进而降低了溴化丁基橡胶的整体运行成本，从而提高了溴化丁基橡胶的附加值。

技术领域

本发明涉及溴化丁基橡胶技术领域，尤其涉及一种溴化丁基橡胶的制备方法。

背景技术

溴化丁基橡胶是溴和丁基橡胶发生取代反应的产物，它是丁基橡胶的改性产品，密度为0.92g/cm³，外观为白色至米色的块状固体。溴化丁基橡胶主要应用于无内胎轮胎的气密层和医用胶塞，溴化丁基橡胶以其优良的性能越来越受轮胎行业的青睐，随着国内轮胎工业的发展，溴化丁基橡胶的需求量越来越大因此，国内外溴化丁基橡胶生产厂纷纷建厂扩产，提升竞争力的有效途径不仅是提高产品的质量，而且还需要不断降低物料消耗，降低成本。

如图1所示，图1为溴化丁基橡胶的传统工艺流程图，其中，1为溴储罐，2为溴化反应器，3为停留罐，4为中和系统，5为洗涤系统，6为闪蒸罐，7为汽提塔，具体工艺为：液态溴单质储存在设有氮封系统的专门的储罐中，通过溴计量泵送至反应器，为了降低反应物的密度并改善其在反应器中的分布，所以溴需要烃溶剂稀释，二者质量比为10～15wt％；丁基橡胶溶液流量通过流量控制器保持恒定，该流量控制器与一个流量比控制器相连，通过作用于计量泵的速度控制系统来串级设定液态溴素的流量，丁基橡胶溶液与稀释的溴素从反应器上不同注入口注入；溴化反应器的温度控制在30～50℃，然后经过停留罐稳定产品，反应产物送至中和反应器，卤化反应的副产物溴化氢和未反应的溴将与中和溶液(氢氧化钠)发生中和反应；再经过洗涤系统，其中溴化反应及中和反应的所有设备均安装在一个厂房内，以保护外界环境。

在上述溴和丁基橡胶反应过程中，注入到反应器中的溴加到丁基橡胶链上的理论最大比例为50wt％，即1mol的溴单质参与反应，0.5mol的溴元素与丁基橡胶结合，并产生0.5mol的溴化氢。正是由于生成了副产物溴化氢而导致其余溴损失，由此降低了溴的利用率，同时溴化氢腐蚀性很强，也是导致溴化丁基橡胶品质变差的原因之一，如酸性过强会使溴化丁基橡胶变色等。需要后路反应中加入碱液(氢氧化钠或氢氧化钾)将其转为溴盐。溴化氢和双键反应生成包含三级溴的饱和结构，此种溴对硫化没有贡献，被称为无效溴或氢溴化结构。由溴化氢引起的酸度是促进从外亚甲基结构(II)向内亚甲基结构(III)异构化(重排)的参数之一；所以酸度过强时更加促使外亚甲基结构向内亚甲基结构重排，溴化丁基橡胶有效溴结构含量减少。

总之，传统的溴化反应工艺具有如下缺点：①溴单耗高，生产成本高；②副产物溴化氢多消耗中和碱液多；③中和后产生的溴盐废水溴离子浓度高，增加溴盐处理负荷，运行成本高；④溴化丁基橡胶的强度等物理性能低。因此，急需提供一种有效降低溴单耗的溴化丁基橡胶的生产工艺，以提高溴化丁基橡胶的产品品质。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种溴化丁基橡胶的制备方法，本申请提供的溴化丁基橡胶的制备方法可降低溴单耗，降低溴离子的浓度并提高溴化丁基橡胶的品质。

有鉴于此，本申请提供了一种溴化丁基橡胶的制备工艺，包括以下步骤：

A)将丁基橡胶、分散剂与溶剂混合，得到胶液；

将液态溴和烃溶剂混合，得到溴液；

B)将所述胶液、所述溴液与氧化剂混合、反应，得到初始产物；

C)将所述初始产物进行中和反应后再加入分散剂，脱除溶剂后干燥，得到溴化丁基橡胶。

优选的，所述氧化剂为双氧水。