[发明专利]一种离子液体用于腈橡胶的加氢和催化剂分离的方法

说明书

本发明涉及一种离子液体用于腈橡胶的加氢和催化剂分离的方法，该方法是指在浓度为5~25wt%的腈橡胶溶液中加入离子液体和贵金属催化剂，于氢气气氛下反应，反应结束后加入非极性溶剂，经搅拌、静置分相、分离，即分别得到贵金属催化剂和反应产物氢化腈橡胶。本发明不仅可以避免催化剂被聚合物包裹活性中心而失活，有利于保持加氢反应过程中催化剂的活性，而且反应后催化剂与产物易于分离，通过沉降分离离子液体实现催化剂的循环利用，解决了催化剂无法有效循环使用的问题，不仅能降低生产成本，还能提高产品性能，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及聚合物加氢改性领域，尤其涉及一种离子液体用于腈橡胶的加氢和催化剂分离的方法。

背景技术

橡胶是一种具有热固性的弹性体材料，大部分橡胶中的高分子主链中含有碳碳不饱和双键，如丁腈橡胶（NBR）、丁苯橡胶（SBR）、聚丁二烯橡胶（EBR）、天然橡胶（NR）等，所含的碳碳不饱和双键使得橡胶具有较好的弹性和耐屈挠性能，但是耐热性能和耐老化性能较差。氢化改性是指将聚合物中的碳碳不饱和双键还原成化学结构稳定的单键，使产物获得优异的力学性能、耐老化性能、耐热氧稳定性能，而且延长了制品的使用寿命，扩大了橡胶材料的应用领域。

氢化丁腈橡胶（HNBR）通常是通过对NBR中的丁二烯单元选择性加氢制得的高饱和的丁腈橡胶，与丁腈橡胶相比，具有高强度、耐撕裂性能、耐磨性能、耐老化性能及耐热氧稳定性，而且保留了丁腈橡胶的耐油特性，又具有一定的耐化学品及耐候性能，非常适合作为耐油橡胶的密封件，可以满足在较苛刻的环境下使用，广泛用于汽车工业、石油工业及航空航天工业中的封隔部件，如汽车燃油系统部件、燃料胶管、机油软管等。

均相催化加氢体系因催化剂与橡胶溶液处于同一相中，具有加氢活性高、选择性好的优点，在丁腈橡胶的加氢改性中得到广泛应用，在适宜的反应条件下，铑络合物催化剂可将（NBR）完全氢化（HD=100%）（Rubber Chemistry and Technology, 2008, 81(2): 227-243.）。但是目前所使用的铑系催化剂不仅对空气敏感、价格昂贵，且催化剂分离回收困难，反应后的胶液中残留大量金属铑，不仅增加氢化产品的成本，而且影响产品的加工性、耐老化性。因此，对反应后催化剂的回收不仅能降低生产成本、还能增加产品的性能，因而具有重要的意义。专利US 6207795公开了一种利用酸碱沉淀回收催化剂的方法，专利US6646059 公开了一种利用离子交换树脂吸附回收催化剂的方法，这两种方法均是在反应后的体系中添加沉淀剂或吸附剂回收金属，回收的金属需经过一定处理才能循环利用，贵金属在回收处理过程中会造成一定程度的损失，增加催化剂成本。

近年来，离子液体作为一种新兴的、新型的催化材料和绿色溶剂受到学术界和工业界的高度重视。专利 CN 100389108 C 公开了一种在离子液体/有机溶剂混合溶剂体系中制备己内酰胺的方法，该方法可实现己内酰胺与催化体系的分离，并实现离子液体、催化剂与有机溶剂的循环使用，将该体系应用于腈橡胶的加氢过程同样具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低生产成本、提高产品性能的离子液体用于腈橡胶的加氢和催化剂分离的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种离子液体用于腈橡胶的加氢和催化剂分离的方法，其特征在于：该方法是指在浓度为5~25wt%的腈橡胶溶液中加入离子液体和贵金属催化剂，于氢气气氛下反应，反应结束后加入非极性溶剂，经搅拌、静置分相、分离，即分别得到贵金属催化剂和反应产物氢化腈橡胶；所述腈橡胶溶液中的有机溶剂与所述离子液体的质量比为1：0.1~4；所述非极性溶剂与所述有机溶剂的质量比为0.1:1 ~ 10:1；所述贵金属催化剂的用量为所述腈橡胶溶液中的腈橡胶质量的1×10^-5 ~ 1×10^-2倍。

所述浓度为5~25wt%的腈橡胶溶液是指将腈橡胶溶于有机溶剂，经超声溶解均匀形成的溶液。

所述腈橡胶是指丁腈橡胶或戊腈橡胶。