一种端羧基液体橡胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种端羧基液体橡胶的制备方法，所述制备方法包括将聚合单体与二酸类过氧化物引发剂溶液导入管式连续流反应器，在管式连续流反应器中形成引发剂

【技术实现步骤摘要】
一种端羧基液体橡胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子合成领域，具体地说，涉及一种端羧基液体橡胶的制备方法。

技术介绍

[0002]端羧基液体橡胶是分子主链末端带有羧基的遥爪型低分子聚合物。
[0003]液体橡胶的分子量仅有几千，且在室温或者加热条件下为可流动的粘性流体。相比于固体橡胶，流动性良好的液体橡胶在加工成型方面具备得天独厚的优势，可在常温下与大量填料、补强剂、固化剂等共混，且依然显示出良好的流动性与加工性，因此不需要大型的机械设备即可满足其加工成型的需求。而分子主链两端带有羧基官能团的液体橡胶经固化成型后形成网络均一的交联体，且末端不存在自由的短链，交联点之间的链长分布窄，表现出优异的力学性能。因此端羧基液体橡胶常用作特种胶粘剂、弹性体增塑剂、绝缘材料、密封材料、结构性树脂增韧改性剂等，用途广泛，在我国主要用于宇航推进剂粘合剂及环氧复合材料的增韧改性剂。
[0004]目前，液体橡胶的生产方法主要以釜式反应为主，在釜式反应器中加入单体、引发剂、助剂等实验原料，在一定温度下反应一定时长，最终得到相应产物。由于该种制备过程为间歇式操作，生产效率低，产物收率不高，且不同批次的产物稳定性较差。在制备过程中均在不同反应条件的间歇反应釜，过程复杂，劳动强度大，过氧化试剂难以回收，同时工艺废水量大。
[0005]另外，即使釜式反应器适用性广，但存在一定弊端，它的温度控制主要通过控制釜体外部夹套温度以热传导的方式实现，这种方式就会导致受热不均匀的情况，釜壁的物料温度过高，而釜体内部的物料与釜壁存在一定的温差，并且随着釜体的增大，这种弊端越专利技术显。不仅如此，釜式反应器放大效应显著，产品批次间差异大，导致其产能有限、能耗较高且设备维护成本较高，这些因素限制了产品工业化放大前景。
[0006]而管式反应器能很好地弥补这些缺点，传质传热效率高，不存在受热不均的现象，且设备简单、维护方便、能耗较低，可以实现连续流工业生产，工业化价值相对较高。管式反应器多用于制备小分子化工产品或是加工改性化工原料，因为小分子产品在溶液中溶解好无析出，产品物流在管道内流通性好，转化率高。
[0007]而相比于小分子产品，液体橡胶产品分子量大，分子链段易缠结甚至交联，影响反应物流在管道内的流通性，甚至造成堵塞。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种端羧基液体橡胶的制备方法，以解决相关技术中存在上述问题。
[0009]根据本专利技术实施例，提供一种端羧基液体橡胶的制备方法，包括：
[0010]将聚合单体与二酸类过氧化物引发剂溶液通过耐压导管导入管式连续流反应器，在管道中形成引发剂
‑
单体
‑
溶剂的聚合反应物流进行反应，在反应器出口得到反应粗产
物；
[0011]将反应粗产物导入沉降水洗釜进行溶剂脱除与水洗，再导入薄膜蒸发器进行干燥提纯，最终过滤得到端羧基液体橡胶。
[0012]优选地，所述聚合单体与二酸类过氧化物引发剂溶液的质量流量比为10：(7
‑
16)。
[0013]优选地，所述的聚合单体为异戊二烯，或为丁二烯，或为异戊二烯与丙烯腈的混合物，或为丁二烯与丙烯腈的混合物。
[0014]优选地，当所述的聚合单体为异戊二烯与丙烯腈混合共聚时，所述异戊二烯和丙烯腈共聚的质量比为(99
‑
70):(1
‑
30)。
[0015]优选地，当所述的聚合单体为丁二烯和丙烯腈混合共聚时，所述丁二烯和丙烯腈共聚的质量比为(99
‑
70):(1
‑
30)。
[0016]优选地，所述的二酸类过氧化物引发剂溶液配制方法为：
[0017]将极性烃类溶剂和二酸类过氧化物按照质量比(3～7)：1加入配制罐配制引发剂溶液，加入后搅拌，直至所述二酸类过氧化物完全溶解在所述极性烃类溶剂中，获得二酸类过氧化物引发剂溶液。
[0018]优选地，所述的极性烃类溶剂为无水乙醇，或丙酮，或无水乙醇与丙酮的复配物，或叔丁醇与丙酮的复配物，或叔丁醇与四氢呋喃的复配物，其中复配物中的质量比优选为1:1，也可以任意比。
[0019]优选地，所述的二酸类过氧化物选自过氧化正戊二酸、过氧化正丁二酸、过氧化异戊二酸。
[0020]优选地，所述管式连续流反应器主要由加热段与冷却段组成，所述加热段为反应器主体，主要用于控制反应器中物流的反应温度，所述冷却段在反应器出口处前端，主要用于反应物流的降温冷却。
[0021]优选地，在所述管式连续流反应器中的反应压力为0.8～2.0MPa，加热段反应温度为90～120℃，在加热段内平均停留时间为2～10小时。
[0022]本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：
[0023](1)使用管式连续流反应器，不仅解决釜式反应器传质传热效果差的问题，还改善釜式反应器放大效应明显的问题，提高产物收率与产品质量稳定性，产品平均官能度1.6～1.7；
[0024](2)依次通过管式连续流反应器、沉降水洗釜、薄膜蒸发器和过滤机，无需人工转移或是添加物料，减轻劳动成本，减少能耗，降低三废排放；
[0025](3)通过调控聚合单体与引发剂溶液的质量流量比、管式连续流反应器加热段设定温度及物料平均停留时间等，解决液体橡胶在管道内交联堵塞的问题，实现产物的连续流生产，将产能放大数倍。
[0026]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0027]图1为一实施例提供的一种端羧基液体橡胶的制备装置的结构示意图。
[0028]图中：1、引发剂配置罐；2、单体配制罐；3、管式连续流反应器；31、加热段；32、冷却
段；4、水洗沉降釜；5、薄膜蒸发器；6、过滤机。
具体实施方式
[0029]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0030]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0031]图1为一实施例提供的一种端羧基液体橡胶的制备装置的结构示意图，参考图1，本实例提供一种端羧基液体橡胶的制备装置，该装置包括引发剂配置罐1、单体配制罐2、管式连续流反应器3、水洗沉降釜4、薄膜蒸发器5、过滤机6，加热段31、冷却段32，所述引发剂配置罐1和单体配制罐2通过管路一起连接到所述管式连续流反应器3的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种端羧基液体橡胶的制备方法，其特征在于，包括：将聚合单体与二酸类过氧化物引发剂溶液导入管式连续流反应器，在管式连续流反应器中形成引发剂
‑
单体
‑
溶剂的聚合反应物流进行反应，在管式连续流反应器出口得到反应粗产物；将反应粗产物导入沉降水洗釜进行溶剂脱除与水洗，再导入薄膜蒸发器进行干燥提纯，最终过滤得到端羧基液体橡胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合单体与二酸类过氧化物引发剂溶液的质量流量比为10：(7
‑
16)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合单体为异戊二烯，或为丁二烯，或为异戊二烯与丙烯腈的混合物，或为丁二烯与丙烯腈的混合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述的聚合单体为异戊二烯与丙烯腈混合共聚时，所述异戊二烯和丙烯腈共聚的质量比为(99
‑
70):(1
‑
30)。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述的聚合单体为丁二烯和丙烯腈混合共聚时，所述丁二烯和丙烯腈共聚的质量比为(99
...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐永新，张芬铭，朵生亮，朱月，胡盼，吕德斌，
申请(专利权)人：天元航材营口科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：