[发明专利]一种均匀的稀土顺丁橡胶催化剂的制备方法

说明书

本发明属于制备顺丁橡胶的技术领域，尤其涉及一种稀土橡胶催化剂的制备方法。通过催化剂制备方法优化，提高催化剂分布均匀度，从而防止催化剂结块，聚集等问题，提升了催化剂剂催化效果。同时也一定程度上提高橡胶产品的质量。

技术领域

本发明属于制备顺丁橡胶的技术领域，尤其涉及一种稀土橡胶催化剂的制备方法。

背景技术

顺丁橡胶是重要的橡胶品种，以丁二烯为单体，在催化剂催化下聚合而成，且顺式结构含量在95％以上，具有规整结构的合成橡胶。顺丁橡胶由很多优异的特性，其硫化后具有优异的耐寒性，弹性好，耐磨性能优良，耐老化性能好，耐低温性能优异，在动态负荷下发热量小，易于与金属粘合。能够在-60℃至100℃条件下使用。因此，顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。经常与天然橡胶或丁苯橡胶并用，制作轮胎胎面、传送带、以及特殊的耐寒制品。

目前，已经开发出多种顺丁橡胶催化剂，包括镍系、钴系、钛系和稀土系顺丁橡胶催化剂。其中稀土系催化剂制备的顺丁橡胶，在分子规整程度上更高，分子量分布更窄，在强度、应力、伸长率等性能方面优势较为明显，成为目前研发的热点。针对现有的稀土催化剂体系进行优化，以提升稀土顺丁橡胶的性能，为顺丁橡胶工业化生产提供更多的选择，是稀土顺丁橡胶催化体系开发的重要需求。

目前开发的稀土系催化剂为非均相催化剂，在工业生产过程中存在稳定性较低，粘度较大难以准确计量，传热、输送较为困难，聚合条件难以控制等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于制备稀土顺丁橡胶的催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

1)对反应系统进行无水处理，并用惰性气体保护，对原料进行无水处理；

2)配置钕催化剂溶液A；

3)配置助催化剂溶液B；

4)配置稀土顺丁橡胶催化剂，将钕催化剂溶液A和助催化剂B，加入到陈化反应器中，保持体系条件为：0.1-0.3MPa、15-45℃搅拌0.5-3小时，陈化24-72小时；其中，陈化反应器带有外循环装置，稀土催化剂在陈化时从陈化反应器底部导出，并重新导入到陈化反应器中。在反应器中陈化的同时还伴有外循环过程。从而进一步提高搅拌效率减少反应体系产生固体阻塞管路。

进一步陈化反应器外循环装置包括循环输出口、循环泵、循环输入口，其中循环输出口设置在陈化反应器底部，循环输入口设置在陈化反应器顶部或距顶部五分之一至二分之一的位置。陈化过程中稀土顺丁橡胶催化剂在陈化反应器搅拌陈化同时，稀土顺丁橡胶催化剂经反应器底部导出，经循环泵将重新导入到陈化反应器中。

进一步，外循环速度控制在每小时循环量为催化体系总质量的10％-50％。即以循环输出口计每小时流出质量控制在为催化体系总质量的10％-50％。

进一步，外循环装置还包括研磨装置，优选研磨装置设置在循环输入口上方。以促进催化体系分布效果。

进一步，步骤2)将定量1.3-丁二烯与有机酸钕在氮气保护下加入到搅拌反应器中，再加入惰性溶剂进行稀释，0.1-0.6MPa、15-45℃搅拌0.5-3小时，然后将此混合物冷却至0℃以下。

进一步，有机酸钕为有机磺酸钕、有机羧酸钕、有机磷酸钕、进一步有机酸钕为直链、支链的烷烃羧酸钕；包含直链、支链的烷烃磺酸钕；包含直链、支链的烷烃有机磷酸钕。

进一步，步骤3)中，将定量二异丁基氢化铝-己烷溶液、三异丁基铝-己烷溶液与二异丁基氯化铝-己烷溶液，在氮气保护下依次加入到搅拌反应器中，再加入惰性溶剂进行稀释，0.1-0.3MPa、15-45℃搅拌0.5-3小时，然后将此混合物冷却至-10℃以下。

进一步，所述的惰性溶剂为甲苯、己烷。