一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶制造技术

本发明专利技术属于抗酸性橡胶技术领域，尤其涉及一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。本发明专利技术首先利用表面聚合反应将氯磺化聚乙烯与丁烯二酸通过共价键连接制备聚氯丁烯‑聚氯磺化聚乙烯共聚物；然后利用聚二甲基硅氧烷对共聚物表面进行修饰后得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；最后将改性的氯磺化聚乙烯橡胶、抗氧化剂、增塑剂、填料、促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中密炼制备新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。

A New Type of Chlorosulfonated Polyethylene Rubber Modified with Strong Acid Resistance

The invention belongs to the technical field of acid-resistant rubber, in particular to a novel acid-resistant modified chlorosulfonated polyethylene rubber. The invention first uses surface polymerization reaction to prepare polychlorobutylene-polychlorosulfonated polyethylene copolymer by covalent bonding between chlorosulfonated polyethylene and butene diacid; then uses polydimethylsiloxane to modify the surface of the copolymer to obtain modified chlorosulfonated polyethylene rubber; finally, the modified chlorosulfonated polyethylene rubber, antioxidant, plasticizer, filler and promoter are prepared. A new type of acid-resistant modified chlorosulfonated polyethylene rubber was prepared by mixing uniformly and mixing in a rubber mixer.

【技术实现步骤摘要】
一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶
本专利技术属于抗酸性橡胶
，尤其涉及一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。
技术介绍
橡胶具有优良的化学稳定性和相对较低的价格，长期以来被人们广泛用于防腐场合,如大型化工反应器以及燃料电池离子交换膜的密封材料。随着社会的发展，人们对材料的耐受性有了更高的要求，开发高耐酸的橡胶对拓宽橡胶的应用领域具有重要的意义。氯磺化聚乙烯橡胶由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经氯化和氯磺化反应制得。氯磺化聚乙烯橡胶为白色或黄色弹性体，具有优异的耐臭氧、耐化学腐蚀、耐热、耐低温、耐油、耐燃、耐磨和电绝缘性能。氯丁橡胶分子链中含有极性氯原子基团,一方面能保护双键使其活性降低；另一方面又能使聚合物对非极性物质有很好的稳定性,因而其耐光、耐热、耐老化、耐油及耐化学品腐蚀性均优于天然橡胶,尤其是耐热、耐老化性、耐天候性、耐燃性更突出。研究发现，将氯丁橡胶与氯磺化聚乙烯共混可以加强氯磺化聚乙烯的耐酸性。但是共混材料的制备仅仅只是将两种聚合物通过熔融的方式混合制备橡胶，材料的耐酸性和力学性能并没有显著的改善，使得材料难以用于强酸性的环境。
技术实现思路
为了开发力学性能优良，耐强酸的橡胶，本专利技术利用表面共聚反应将氯磺化聚乙烯与丁烯二酸通过共价键连接制备聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物，并利用聚硅氧烷进一步对橡胶进行改性制得高性能的橡胶材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：（1）将2-4kg氯磺化聚乙烯溶于甲苯中，向溶液中加入1-2kg的氯丁二烯、30-60g引发剂、10-20g催化剂后，利用惰性气体脱气25-30min，在60-80℃条件下反应6-8h，自然冷却得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液；（2）将步骤（1）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢加入水将共聚物沉淀，利用高速剪切乳化机在10000-12000rpm条件下将聚合物剪切15-25min，离心收集沉淀并用水洗涤2-3次后干燥得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物；（3）将步骤（2）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物浸泡于聚二甲基硅氧烷溶液后，在400-600W条件下超声20-30min，过滤得固体，将固体在100℃条件下固化20-30min即得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；（4）将改性的氯磺化聚乙烯橡胶、抗氧化剂、增塑剂、填料、促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在160-180℃，700-800rpm条件下密炼3-5min，再按照5℃/min的速度升温至220-250℃，密炼3-5min冷却，出料即得新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。优选的，步骤（1）所述的惰性气体为氮气、氩气、氖气中的一种。优选的，步骤（1）所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、叔丁基过氧化氢中的一种；所述的催化剂为CuBr2、FeBr3、CuCl2、FeCl3中的一种。优选的，步骤（2）所述的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢滴加速度为2-3mL/min；所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物的粒径不超过1μm。优选的，步骤（3）所述的聚二甲基硅氧烷溶液为聚二甲基硅氧烷的四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷溶液中的一种；所述聚二甲基硅氧烷溶液中聚二甲基硅氧烷的浓度为0.05-0.1g/mL。优选的，步骤（4）所述的抗氧化剂为茶多酚、维生素E、β胡萝卜素中的一种；所述的增塑剂为环氧脂肪酸酯类抗氧化剂；所述的填料为钛白粉、二氧化硅、三氧化二铝中的一种；所述的促进剂为水杨酸苯酯、硫酸钙晶须粉、氧化锌按1：1：1质量比混合所制得。优选的，步骤（4）所述的氯磺化聚乙烯橡胶、抗氧化剂、增塑剂、填料、促进剂按质量分数计算依次为：90-95份、1-2份、0.5-1份、5-10份、1-3份。本专利技术制备的橡胶力学性能优异且耐酸性强。与现有的技术相比，本专利技术提供的一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶具有以下有益效果：本专利技术利用表面聚合反应将丁烯二酸通过共价键连接在聚氯磺化聚乙烯上，不仅提高了橡胶的耐酸性，同是也加强了橡胶的力学性能；采用聚硅氧烷进一步对橡胶进行修饰，进一步加强了材料的耐受性和力学性能。经本专利技术制备的橡胶耐受性强，力学性能优异，可以用于各种化工防腐材料的衬底层材料。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但实施例并不是对本专利技术技术方案的限定，所有基于本专利技术所作出的变化或等同替换，均应属于本专利技术的保护范围。实施例一一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：（1）将2kg氯磺化聚乙烯溶于甲苯中，向溶液中加入1.5kg的氯丁二烯、40g偶氮二异丁腈、15gCuBr2后，利用氮气脱气25min，在70℃条件下反应7h，自然冷却得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液；（2）将步骤（1）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢加入水将共聚物沉淀，利用高速剪切乳化机在11000rpm条件下将聚合物剪切20min，离心收集沉淀并用水洗涤3次后干燥得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物；（3）将步骤（2）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物浸泡于0.06g/mL聚二甲基硅氧烷四氢呋喃溶液后，在500W条件下超声20min后，过滤得固体，将固体在100℃条件下固化25min即得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；（4）将92份改性的氯磺化聚乙烯橡胶、1份茶多酚、0.5份环氧脂肪酸甲酯、5份钛白粉、1.5份促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在170℃，700rpm条件下密炼4min，再按照5℃/min的速度升温至240℃，密炼5min冷却，出料即得新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。实施例二一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：（1）将3kg氯磺化聚乙烯溶于甲苯中，向溶液中加入2kg的氯丁二烯、45g偶氮二异庚腈、18gFeCl3后，利用氩气脱气30min，在75℃条件下反应7h，自然冷却得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液；（2）将步骤（1）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢加入水将共聚物沉淀，利用高速剪切乳化机在12000rpm条件下将聚合物剪切20min，离心收集沉淀并用水洗涤3次后干燥得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物；（3）将步骤（2）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物浸泡于0.07g/mL聚二甲基硅氧烷乙酸乙酯溶液后，在500W条件下超声25min，过滤得固体，将固体在100℃条件下固化25min即得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；（4）将90份改性的氯磺化聚乙烯橡胶、1份维生素E、0.5份环氧脂肪酸乙酯、6.5份三氧化二铝、2份促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在170℃，700rpm条件下密炼4min，再按照5℃/min的速度升温至240℃，密炼5min冷却，出料即得新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。对比例1一种耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：将45份氯磺化聚乙烯橡胶、45份氯丁橡胶、1份茶多酚、0.5份环氧脂肪酸乙酯、5.5份三氧化二铝、2份促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在170℃，700rpm条件下密炼4min，再按照5℃/min的速度升温至240℃，密炼5min冷却，出料即得耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。性能测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：（1）将2‑4 kg氯磺化聚乙烯溶于甲苯中，向溶液中加入1‑2 kg的氯丁二烯、30‑60 g引发剂、10‑20 g催化剂后，利用惰性气体脱气25‑30 min，在60‑80 ℃条件下反应6‑8 h，自然冷却得到聚氯丁烯‑聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液；（2）将步骤（1）所得的聚氯丁烯‑聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢加入水中将共聚物沉淀，利用高速剪切乳化机在10000‑12000 rpm条件下将聚合物剪切15‑25 min，离心收集沉淀并用水洗涤2‑3次后干燥得到聚氯丁烯‑聚氯磺化聚乙烯共聚物；（3）将步骤（2）所得的聚氯丁烯‑聚氯磺化聚乙烯共聚物浸泡于聚二甲基硅氧烷溶液后，在400‑600 W条件下超声20‑30 min，过滤得固体，将固体在100℃条件下固化20‑30 min即得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；（4）将改性的氯磺化聚乙烯橡胶、抗氧化剂、增塑剂、填料、促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在160‑180 ℃，700‑800 rpm条件下密炼3‑5 min，再按照5 ℃/min的速度升温至220‑250 ℃，密炼3‑5 min冷却，出料即得新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。...

【技术特征摘要】
1.一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，包括以下步骤：（1）将2-4kg氯磺化聚乙烯溶于甲苯中，向溶液中加入1-2kg的氯丁二烯、30-60g引发剂、10-20g催化剂后，利用惰性气体脱气25-30min，在60-80℃条件下反应6-8h，自然冷却得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液；（2）将步骤（1）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物溶液中缓慢加入水中将共聚物沉淀，利用高速剪切乳化机在10000-12000rpm条件下将聚合物剪切15-25min，离心收集沉淀并用水洗涤2-3次后干燥得到聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物；（3）将步骤（2）所得的聚氯丁烯-聚氯磺化聚乙烯共聚物浸泡于聚二甲基硅氧烷溶液后，在400-600W条件下超声20-30min，过滤得固体，将固体在100℃条件下固化20-30min即得到改性的氯磺化聚乙烯橡胶；（4）将改性的氯磺化聚乙烯橡胶、抗氧化剂、增塑剂、填料、促进剂混合均匀后置于橡胶密炼机中，在160-180℃，700-800rpm条件下密炼3-5min，再按照5℃/min的速度升温至220-250℃，密炼3-5min冷却，出料即得新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶。2.根据权利要求1所述的一种新型耐强酸改性氯磺化聚乙烯橡胶，其特征在于，步骤（1）所述的惰性气体为氮气、氩气、氖气中的一种。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德秀，
申请(专利权)人：王德秀，
类型：发明
国别省市：福建,35