[发明专利]一种溴化丁基橡胶的防老化方法

说明书

本发明提供了一种溴化丁基橡胶的防老化方法，其特征在于，在后处理干燥工段，加入液体防老剂；同时控制聚合闪蒸罐的pH为7.0～9.0，溴化闪蒸罐的pH为7.5～9.0；所述液体防老剂为FT‑NOX 3036、B7029、1520和1135中的一种或几种。本发明采用液体型防老剂，并且防老剂的加注方式及加注位置有所改变。通过对防老化形式的优化，既解决了产品变色问题，又解决了由于模头堵塞产量受限的问题。

技术领域

本发明属于橡胶合成技术领域，尤其涉及一种溴化丁基橡胶的防老化方法。

背景技术

丁基橡胶(IIR)是合成橡胶工业的第4大胶种，它由异丁烯和少量异戊二烯经过阳离子聚合而成，溴化丁基橡胶(BIIR)是丁基橡胶改性的卤代产物。BIIR生产步骤主要步骤包括：胶粒水贮存、脱水、溶解、溴化、中和、闪蒸、汽提、后处理干燥以及添加剂配制等。自IIR装置制备的门尼黏度和不饱和度达到一定标准的基础胶，进入胶粒水贮存单元，在胶粒水罐与循环热水混合均匀后，进入振动筛进行脱水，然后进入溶胶单元。

胶粒水经泵送至振动筛，脱除大部分水，此水可回到循环水罐，再用泵打回IIR装置闪蒸釜循环使用。含水50％左右的胶粒水进入溶解罐，在强烈搅拌下用己烷溶解成胶液。胶液从溶解罐流入带搅拌的胶液水倾析罐，胶液中剩余的水经沉降分离从底部排出，经冷却后送入胶液贮罐。胶液经过滤器过滤、冷却器降温后进入混合器与溴溶液混合，再进入溴反应器中进行溴化反应。反应后的溴化胶液进入中和釜，用氢氧化钠溶液中和溴化氢，用亚硫酸氢钠反应掉未反应的溴。中和后的溴化胶液进入溴化胶液罐，经离心机脱水后用泵送至汽提系统。中和后的溴化胶液与添加剂在混合器中混合,添加剂主要有稳定剂、防老剂等。然后进人闪蒸罐脱除溶剂，闪蒸后的胶液送到汽提釜中进行汽提。己烷通过蒸发、冷凝、分离并回收送到界区。溴化胶液进入后处理线进行干燥、压块和包装，最后得到BIIR产品。

BIIR异戊二烯部分被活泼的溴元素取代，赋予了BIIR更好的硫化特性及与其他橡胶的相容性，而被广泛应用于各种橡胶制品，如轮胎气密层、胶塞等。但由于异戊二烯链段存在着不稳定的叔碳原子，容易脱氢形成叔碳自由基。这种情况能导致橡胶分子发生自由基链式反应，致使BIIR发生老化。热氧环境下，氧会攻击橡胶大分子发生自由基链式降解反应，而防老剂能与叔碳自由基结合使其失去活性，抑制橡胶分子链的降解，使得氧化诱导期变长，氧化温度延后，氧化温度越高、氧化诱导期越长，表明其防老化性能越好。其作用机理如下：

RH→R·+H·

R+O₂→ROO·

R·+AH→RH+A·

其中，RH代表橡胶分子，AH是自由基捕获型防老剂。解决这一问题的有效措施是添加防老剂。老化出现在聚合物生命周期的任何一个环节，包括：生产、储藏、运输、加工和应用。发生氧化反应后：聚合物分子量分布，力学性能下降，颜色，光泽都会受到不同程度的影响。

目前应用于BIIR研究工作中的防老剂多为固体粉末，用量范围为0.2～0.5(质量分数)，常规有防老剂1010和1076，一般先用惰性有机溶剂溶解，然后在合成反应结束时直接加入到胶液中。

①首先，丁基橡胶生产时采用的固体防老剂多为1010，属受阻酚类，在丁基橡胶切换至溴化丁基橡胶生产过程中，基础胶中含有防老剂1010，溴化丁基生产过程中添加防老剂1076，相互作用后导致最终的溴化丁基橡胶产品颜色异常。

②其次，溴化丁基橡胶生产过程中添加固体防老剂1076，在利用碱液进行中和时，还加入还原剂，来还原残留的未反应溴素，多采用亚硫酸氢钠，机理为：

NaOH+NaHSO₃→Na₂SO₃+H₂O；

Br₂+2NaOH→NaBr+NaBrO+H₂O；