一种中高腈含量交联型粉末丁腈橡胶的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种中高腈含量交联型粉末丁腈橡胶的生产方法，首先进行丁腈胶浆的合成，然后将丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉，最后脱水干燥而获得。在聚合反应阶段，加入碳酸钾作为反应的缓冲剂，加入二乙基羟胺、硫酸羟胺、氢氧化钾和软水的混合溶液作为复合终止剂；在隔离成粉阶段，加入ＷＳＬ和ＤＬＴＰ作为防老剂，采用一价钠盐和二价镁盐或一价钠盐和二价钙盐作为凝聚剂，在３０～７５℃对丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉。本发明专利技术生产工艺简单，易于操作，生产成本低，能耗小，转化率高，可达到９５％以上；采用新型复合型终止剂，门尼稳定，终止效果好；胶粉更细，提高了加工时的分散性；产品耐热性非常好，耐磨性好，能满足火车高摩闸瓦中的应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉末丁腈橡胶的生产方法，特别是一种中高腈含量交联型粉末丁 腈橡胶的生产方法。
技术介绍
粉末丁腈橡胶是一种高极性的丙烯腈-丁二烯共聚物，粉末丁腈橡胶具有良好的加 工性能，可用于热塑性材料，可分为交联型和非交联型两种。交联型粉末丁腈橡胶主 要用于火车合成闸瓦、汽车刹车片和砂轮等耐磨材料的制造，非交联型粉末丁腈橡胶 大量用于PVC、环氧树脂、SAN等的增韧改性，也被用作制备胶粘剂。粉末丁腈橡胶与 块状橡胶相比，其胶粉粒度细，与其他树脂共混时，可直接进挤出机，有利于实现加 工过程连续化、自动化。因此，具有操作方便，节能等优点。制备粉末丁腈橡胶的方法很多，按其使用原料可分为三大类其一以胶乳为原 料的方法，包括凝聚法、喷雾干燥法；其二，以悬浮液为原料的方法，不用成粉末就 可以直接隔离；其三，以块状胶为原料的方法，如冷冻粉碎法。现今应用较广泛的是凝聚干燥法。利用该方法生产粉末丁腈橡胶，步骤如下凝聚剂 隔离剂 丁腈胶乳-^粉末化丁腈橡胶颗粒- 湿润粉末丁腈橡胶於浆脱7k 干燥分筛 湿粉末丁腈橡胶滤饼 V粉末丁腈橡胶凝聚干燥法是生产粉末丁腈橡胶的主要方法之一，其工序包括丁腈胶浆的合成、 丁腈胶浆的凝聚隔离成粉、粉末丁腈橡胶淤浆的脱水千燥。l.丁腈胶浆的合成制备交联型的粉末丁腈胶浆采用乳液聚合技术。如兰州化工 工业公司以脂肪酸钾/油酸钾或合成阴离子皂(如烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐等)为乳化剂，以过硫酸盐为引发剂，在中高温条件下合成门尼粘度(ML1+41(X)1C) 90 140， 结构凝胶含量70 85%，结合腈含量高的丁腈胶乳。粉末丁腈橡胶生产过程一般都加入缓冲剂，它的存在可降低体系的表面张力，增大乳胶颗粒粒度，提高胶乳的流动性与稳定性，如兰州化学有限公司采用氯化钾作为缓冲剂，但是工业氯化钾质量不稳定， 易会造成胶粉偏粗，直接影响产品的品级。另外，现有技术中所使用的终止剂仅包含 单一成分，易导致制得的产品门尼不够稳定。2. 丁腈橡胶的凝聚隔离成粉首先，用无机盐的水溶液(如氯化钠、硫酸镁)作 为凝聚剂，采用一段凝聚或分段凝聚的方法对胶浆进行凝聚，之后，以无机物(轻质 碳酸钙、滑石粉等)、有机物(硬脂酸盐、硅油等)或高聚物聚氯乙烯、聚苯乙烯等作 为隔离剂，进行隔离成粉，得到粉末丁腈橡胶的淤浆，如美国Goodrich公司采用硫酸 镁和硫酸铝的混合液在6(TC对丁腈胶乳进行凝聚、加1-10份湿糊状的硬脂酸锌进行凝 聚成粉，制得粉末丁腈橡胶淤浆，再经洗漆、过滤、动态干燥制得粉末丁腈橡胶。(粒 径0.3-1.3mm);华南理工大学采用反凝聚法，即将胶乳加入凝聚剂中凝聚成粉，然后 加入有机包覆剂进行隔离。传统的粉末丁腈橡胶防老剂一般为1076、 2246，所得制品 可在12(TC以下的空气介质中较长期使用，如兰州化学有限公司采用1076作为粉末丁腈 橡胶的防老剂，但用此种防老剂无法保证产品有效地耐高温，不能满足耐高温火车闸 瓦的高要求。3.粉末丁腈橡胶淤浆的脱水干燥采用离心脱水，动态干燥制得粉末丁腈橡胶。 如兰化合成橡胶厂采用流化干燥床进行干燥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产工艺简单、生产成本低、能耗小、转化率高、产 品强度高的中高腈含量交联型粉末状粉末丁腈橡胶。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，首先以丁二烯，丙烯腈为单体 进行丁腈胶浆的聚合，然后将丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉，最后将丁腈橡胶淤浆进行 脱水干燥。以上生产方法具体包括以下三个步骤一、丁腈胶浆的聚合反应过程包括按比例依次投入软水、复合乳化剂、扩散剂、缓冲剂、分子量调节剂、 丙烯腈、引发剂、丁二烯，升温至38 39。C，开始反应；当转化率达到68%时，提高反应温度至49 5(TC;当转化率达到85%时，提高温度至62 63X:;当反应转化率达96%以上，加入复合终止剂终止反应，然后直接在反应釜内脱除未反应的单体得到丁腈 胶浆。所得到的丁腈胶浆合成组分配比为软水140 180份、复合乳化剂4 6份、扩 散剂0.5 1.0份、缓冲剂0.2 0.5份、分子量调节剂0. 4 0. 8份、丙烯腈31 35 份、丁二烯65 69份、引发剂O. 1 0.2份、复合终止剂0.1 0.4份。其中，所使用的复合乳化剂为硬脂酸钾一油酸钾(其中硬脂酸钾和油酸钾的质量比为2: 1);扩散剂为NF (亚甲基二奈磺酸钠)；缓冲剂为碳酸钾；分子量调节剂为叔十二碳硫醇；引发剂为过硫酸钾；复合终止剂为二乙基羟胺、硫酸羟胺、氢氧化钾和 软水的混合溶液(其中二乙基羟胺硫酸羟胺氢氧化钾软水的质量比为4: 1: 2: 70或者3: 2: 2: 70)。以上所得到的丁腈胶浆性能指标如下(表一)PH值9-11门尼粘度(MLw咖"0) lM-l柳总固物浓度31-34%凝胶含量85-95%结合丙烯腈含量31-35%二、 丁腈胶浆凝聚隔离成粉在凝聚釜中加入丁腈胶浆和防老剂，升温至5(TC，加入凝聚剂(一价钠盐和二价 镁盐或一价钠盐和二价钙盐)，在本专利技术中，先后依次加入浓度为22%的低硬度氯化钠 溶液，浓度为5%的高硬度氯化钠溶液，升温至55 65°C，再加入硫酸镁或氯化钙溶液， 在胶浆充分凝聚之后，升温至75t，加入复合隔离剂，充分搅拌均匀；最后，冷却至 30 40°C，制得粉末丁腈橡胶淤浆。丁腈胶浆凝聚隔离成粉时组分配比丁腈胶浆100份，软水35 45份、防老剂 1. 0 1. 5份、浓度为22%的低硬度氯化钠溶液30 50份、浓度为5%的高硬度氯化钠 溶液为40 65份、硫酸镁或氯化钙溶液5 6份、复合隔离剂1 3份。其中，复合隔 离剂为浓度10 20%的有机酸盐溶液(硬脂酸钾、油酸钾)与硅油的混合物，其重量 配比最好为硬脂酸钾溶液:硅油为20 25:0. 5 1。上述所使用的防老剂为WSL (对甲酚和双聚环戊二烯的丁基化反应产品)和DLTP (硫代二丙酸二月桂酯)的复合物，由80 100份WSL、 80 100份DLTP， 10 15份 油酸、10 15份浓度为20%的氢氧化钾溶液、200 250份水混合制成，其中油酸和氢 氧化钾反应生成油酸钾作为乳化剂，与WSL和DLTP混合成防老剂乳液。本专利技术中所使 用的WSL是由伊立欧化学公司出品，采购自广州申悦贸易有限公司。三、粉末丁腈橡胶淤浆的脱水干燥将粉末丁腈橡胶淤浆送入卧式离心机离心脱水，离心时温度要控制在4(TC以下， 至含水量〈40%，然后用螺旋进料器把湿料送入旋风千燥床(干燥塔入口温度为90 120 。C)，物料在塔内停留时间为3-10秒，经过16目、40目标准分离物料得到含水量<1.0%的粉末丁腈橡胶。步骤二中所述的浓度为5%的高硬度氯化钠溶液采用离心后回收的母液。 通过以上方法所得到的粉末丁腈橡胶的各项指标如下(表二)细粒径O. 4-l.Omm 5-10%外观及气味白色粉末、无味度粒径SO. 4mra， ^90%水份含量〈1. 0%本专利技术的有益效果为本专利技术的有益效果为本专利技术生产工艺简单，易于操作， 生产成本低，能耗小，转化率高，可达到95%以上；采用新型复合型终止剂，门尼稳 定，终止效果好；缓冲剂采用碳酸钾，胶粉更细，提高了加工时的分散性；新型防老 剂WSL(对甲酚和双聚环戊二烯的丁基化反应产品)具有高活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高腈含量交联型粉末丁腈橡胶的生产方法，首先以丁二烯，丙烯腈为单体进行丁腈胶浆的聚合，然后将丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉，最后将丁腈橡胶淤浆进行脱水干燥，其特征在于：　在聚合反应阶段，以总单体重量为１００份计，丙烯腈为３１～３５份、丁 二烯为６５～６９份，加入碳酸钾作为反应的缓冲剂，反应后加入二乙基羟胺、硫酸羟胺、氢氧化钾和软水的混合溶液作为复合终止剂终止反应；　在隔离成粉阶段，加入ＷＳＬ、ＤＬＴＰ的复合物作为防老剂；采用一价钠盐和二价镁盐或一价钠盐和二价钙盐作为凝 聚剂，在３０～７５℃对丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕飚，许旭东，徐丽华，凌治水，潘小明，竺亮，储银亮，陈晴，章卫东，吴忠影，胡斌斌，
申请(专利权)人：黄山华兰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：34[]