一种硫调型氯丁橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种硫调型氯丁橡胶，其特征在于它是氯丁二烯、２，３－二氯丁二烯和硫磺的共聚物，该共聚物是由上述重复结构单元构成的且重均分子量为８００００～１５００００、数均分子量为３５０００～７００００和脆性温度为－３８～－４２℃；它通过氯丁二烯１００重量份，２，３－二氯丁二烯２～３０重量份，硫磺０．５～０．８重量份经乳液聚合而制得，其中聚合反应温度为２０～４５℃，式中ｎ为８０～１００，ｍ为２～１０，ｘ为２～６的整数。本发明专利技术产品在拉伸强度、结晶速度、门尼粘度的稳定性等方面体现出其加工性能好，另外由于具有良好的回弹性、撕裂强度、抗曲挠龟裂、抗结晶性能和成型粘合性，所以其制品动态性能都优于现有技术中的氯丁橡胶。本发明专利技术还提供了该氯丁橡胶的制备方法和在制造汽车传动带、动力输送带产品中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硫调型氯丁橡胶、其制备方法和在制造传动带、动力输送带等产品 方面的应用。
技术介绍
目前市场上已有的硫调型氯丁橡胶都是用氯丁二烯单体聚合而成的。此类氯丁橡胶 用于制造汽车传动带、动力输送带等产品时均存在拉伸强度偏低、门尼粘度的稳定性差 等缺点，导致橡胶加工性能差。即此类氯丁橡胶结晶速度快，制得的生胶、胶料、硫化 胶保持软化时间短，硫化胶的曲挠时间短，特别是在低温下，磨擦性能及粘性保持性差； 另外硫化胶的回弹性差、撕裂强度差、抗曲挠龟裂差和抗结晶性能差等缺陷也影响制品 动态性能，所以远远不能满足用户的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述缺陷，提供一种机械强度好、加工性能和制品动态 性能好的硫调型氯丁橡胶。本专利技术的另一目的是提供该氯丁橡胶的制备方法。本专利技术还有一个目的是该氯丁橡胶在制造汽车传动带、动力输送带等产品中的应用。本专利技术的目的是这样实现的 一种硫调型氯丁橡胶，其特征在于它是氯丁二烯、2，3-二氯丁二烯和硫磺的共聚物，该共聚物是由下述重复结构单元构成的且重均分子量为80000 150000、数均分子量为35000 70000和脆性温度为-38 -42。C;它通过氯丁二烯IOO重量份，2， 3-二氯丁二烯2 30重量份，硫磺0.5 0.8重量份经乳液聚合而制得，其中聚合反应温度为20 45°C; -(CHrC=CH-CH2) - Sx - (CHrC=C-CH2)m- Sx_<formula>formula see original document page 4</formula>;式中n为80 100， m为2 10， x为2 6的整数。具体地说，上述氯丁橡胶，它是由上述乳液聚合中包括氯丁二烯、2， 3-二氯丁二烯 和硫磺的油相各组分和水相各组分分别相互溶解完全后，再将其油相和水相混合，在能 生成自由基的引发剂存在下聚合反应，最后加入终止剂终止聚合反应并测得其胶乳的门 尼粘度合格后经冷冻凝聚制成的；其中优选上述氯丁二烯为100重量份，上述2， 3-二 氯丁二烯为2 10重量份，上述硫磺为0.5 0.8重量份。另外由于聚合反应是强烈的放热反应，为了使反应热能有效地从体系中释出，保证 聚合温度的稳定，聚合反应常常在溶液或者乳液中进行，乳液聚合具有传热快、转化率 高、生产安全、便于工业生产等优点，所以上述聚合反应是在乳液中进行的，并且考虑到乳液聚合的传热特点及温度对橡胶物理性能的影响，上述聚合反应温度优选为38 42。C。在冷冻凝聚工艺中，对胶乳浓度的要求比较严格。固体物含量低，冷冻成膜太薄， 强力低，不能承受本身的重力，在干燥箱中牵引易断带，使生产无法延续；若胶乳太浓， 聚合反应热不易散出，引起聚合温度骤升、暴聚。因此上述聚合反应中的油相和水相的 重量比为1: 1.1 1.6为宜。上述乳液聚合中的油相各组分为氯丁二烯、2， 3-二氯丁二烯、硫磺和主乳化剂；上 述乳液聚合中的水相各组分为助乳化剂、分散剂、氢氧化钠和软水，上述引发剂为过硫 酸钾、二氧化硫脲和软水的混合物，上述终止剂由甲苯、歧化松香、二硫化四乙基秋兰 姆、吩噻嗪、抗氧剂264、氢氧化钠和软水组成。上述主乳化剂为歧化松香，其用量直接关系到乳液的稳定，聚合反应能否进行，考虑到此因素，本专利技术中确定歧化松香的用量为3.6 4.3重量份。上述助乳化剂为石油磺 酸钠或/和十二烷基硫酸钠，石油磺酸钠用量增加可提高橡胶物理性能，但石油磺酸钠用 量过大会影响胶乳的后处理，本专利技术中选择石油磺酸钠的用量为1.0 1.5重量份，十二 垸基硫酸钠的用量为0.2 0.3重量份。本专利技术中选用两种或两种以上乳化剂混合使用， 目的在于使胶乳更稳定，在凝聚时，不会因胶乳酸化而突然破乳，而是逐渐进行，保证 生产能够顺利进行。松香皂在胶乳酸化后呈松香酸形态析出，存留于胶乳中，可增加湿 胶膜的纫性及加工时的塑性。上述分散剂为烷基萘磺酸钠，其用量为0.8 1.0重量份。由于上述聚合反应中的2， 3-二氯丁二烯单体在制备过程中含有一定的阻聚剂，会影 响聚合反应的进行，故本专利技术采用氧化还原系统引发剂，即通过引发系统的氧化还原反 应产生自由基。上述引发剂为氧化剂过硫酸钾、还原剂二氧化硫脲和软水的混合物；其 中过硫酸钾为0.15 0.5重量份，二氧化硫脲为O. 1 0. 2重量份。溶解过硫酸钾和二氧 化硫脲的软水分别为10和5重量份。当聚合反应进行到一定程度时，为了使聚合反应终止，使聚合反应形成的胶乳大分 子在多硫键处断裂(也即断链)，并延长生胶的贮存时间，要加入终止剂；本专利技术中确定 的终止剂配方是保证聚合反应形成的胶乳大分子断链平稳，是使橡胶物理性能和加工性 能稳定，所以其组成按重量份计为甲苯3.0 8.0、歧化松香0.5 1.5、 二硫化四乙基秋兰姆1.5 2.5、吩噻嗪0.02 0.05、抗氧剂264 1.0 3.0和软水5 10;其中抗氧剂264 是使氯丁橡胶在贮存时不至因氧化而变质。对于本专利技术中的氯丁橡胶，上述聚合反应中的各组分配比按重量份计优选为氯丁 二烯为100、 2， 3-二氯丁二烯为2 10、硫磺为0.5 0.8、歧化松香为3.6 4.3、石油磺 酸钠为1.0 1.5、十二垸基硫酸钠为0.2 0.3、垸基萘磺酸钠为0.8 1.0、氢氧化钠为0.8、 过硫酸钾为0.15 0.5、 二氧化硫脲为0. 1 0. 2和软水为110 160。上述氯丁二烯和2， 3-二氯丁二烯为市售聚合级，且2， 3-二氯丁二烯的含量大于或 等于98%;上述硫磺、歧化松香、石油磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠、氢氧 化钠、过硫酸钾、二氧化硫脲、二硫化四乙基秋兰姆、吩噻嗪、抗氧剂264和甲苯为市 售工业级。本专利技术的另一目的即上述氯丁橡胶的制备方法，它是将油相中的各组分即单体氯丁 二烯、单体2， 3-二氯丁二烯、调节剂硫磺和主乳化剂相互溶解完全，将水相中的各组分 即助乳化剂、分散剂、氢氧化钠和软水相互溶解完全，然后将油相和水相混合后，氯丁 二烯和2， 3-二氯丁二烯单体分散在介质水中，在体系中形成许多胶束；胶束的外表面与 水亲合，内表面与单体亲合；再加入引发剂，通过引发剂分解产生自由基,使单体进行聚 合反应，聚合物的胶粒的形成即在胶束内进行；当聚合达到要求时，再加入终止剂,终止 剂中的二硫化四乙基秋兰姆(TETD)使聚合反应形成的胶乳大分子在多硫键处断裂，断 链合格后的胶乳用冷冻法破坏乳液的稳定性，则聚合物沉淀析出，经脱水干燥即得橡胶产品。具体地说，它包括以下步骤a、 首先按上述配比将油相中的各组分即氯丁二烯、2， 3-二氯丁二烯、调节剂硫磺 和主乳化剂相互溶解完全，再按上述配比将水相中的各组分即助乳化剂、分散剂、氢氧 化钠和软水相互溶解完全，然后将油相和水相混合后在上述配比的引发剂存在下聚合反应，聚合反应达到一定转化率后按上述配比加入终止剂并搅拌均匀；b、 将上述搅拌均匀所得的胶乳加入稀碱液以调节胶乳的PH为9 11并控制胶乳温 度为30 34'C，以利于进行断链，使胶乳的门尼粘度控制在30 60;c、 将上述断链合格，即门尼粘度为30 60的胶乳冷却至15 20°C，再加入酸化剂 使胶乳的PH值在5 6.5范围；d、 然后将上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫调型氯丁橡胶，其特征在于它是氯丁二烯、２，３－二氯丁二烯和硫磺的共聚物，该共聚物是由下述重复结构单元构成的且重均分子量为８００００～１５００００、数均分子量为３５０００～７００００和脆性温度为－３８～－４２℃；它通过氯丁二烯１００重量份，２，３－二氯丁二烯２～３０重量份，硫磺０．５～０．８重量份经乳液聚合而制得，其中聚合反应温度为２０～４５℃－（ＣＨ↓［２］－＊＝ＣＨ－ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］－Ｓ↓［ｘ］－（ＣＨ↓［２］－＊＝＊－ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－Ｓ↓［ｘ］－式中ｎ为８０～１００，ｍ为２～１０，ｘ为２～６的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张阜东，戴祖宏，邓明红，
申请(专利权)人：重庆长寿化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]