一种纳米Ｐｄ／Ｃ催化剂合成氢化丁腈橡胶的方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米Ｐｄ／Ｃ催化剂合成氢化丁腈橡胶的方法，该发明专利技术以ＮＢＲ为原料，Ｐｄ／Ｃ为催化剂，加入溶剂，在高压反应釜中催化加氢合成ＨＮＢＲ。本发明专利技术采用３ｗｔ％Ｐｄ／Ｃ为催化剂，反应定向选择氢化Ｃ＝Ｃ，而对Ｃ≡Ｎ不加氢，从根本上解决合成氢化丁腈橡胶成本高、反应条件苛刻、纯度差、收率底、转化不完全等问题，具有环保、高效、转化率近１００％，氢化率达到９９．５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精细化工领域，具体涉及。
技术介绍
氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种高技术、高附加值的新型弹性体，是将丁腈橡胶 (NBR)链段上的丁二烯单元进行有选择的加氢制得的，其不可替代的优越性能，广泛用于航 空航天、油田、汽车等领域，如用作航天航空用的密封件、减震材料、汽车的油封和传动带、 燃油的系统部件、钻井的保持箱和泥浆用的活塞、印刷和纺织用的胶辊等，其运用领域已突 破了 NBR的传统领域，使得氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯等特种橡胶也受到一定的冲击。国 内HNBR的供应主要来自中国石油兰州石化公司和国外进口，进口产品主要来自日本瑞翁。 随着我国汽车零部件标准越来越高，采用传统的材料CR橡胶制造的V型传动带、齿型带已 经不能满足材料强力高、模量大、热稳定性好的要求等，这些特殊领域的需求将进一步加大 对氢化丁腈橡胶的需求量。预计到2020年HNBR的需求量较目前有更大幅度的提高。有关HNBR的主要合成方法有NBR乳液加氢法、NBR溶液加氢法和丙烯腈_乙 烯共聚法。其中丙烯腈_乙烯共聚法制备HNBR时，共聚反应中丙烯腈与乙烯单体的反应 速率差异很大(YAN=O. 04； y E=O. 8)，由于相差悬殊导致组分控制比较难，且聚合产物 中的支链和凝胶质量分数高，制品强度低，加工性能差，目前尚处于小试研究阶段。NBR乳液 加氢法是指将催化剂和添加剂直接加入到NBR的胶乳中制备HNBR方法，目前已报道的有水 合胼氢化NBR胶乳法和水溶性Wilkinson催化剂乳液加氢法。NBR溶液加氢法是目前国内 外工业化采用的主要生产方法，其过程首先将NBR粉碎，溶于适宜溶剂，在高温、高压反应 器中，其中催化剂是合成HNBR的关键。其中，NBR溶液加氢法是最高效、环保、简洁的方法， 国内外主要使用铑基催化剂和均相催化来合成氢化丁腈橡胶，但不能从根本上解决合成氢 化丁腈橡胶成本高、反应条件苛刻、纯度差、收率底、转化不完全等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。该专利技术方 法反应定向选择氢化C = C，而对CeN不加氢，克服了合成氢化丁腈橡胶成本高、反应条 件苛刻、纯度差、收率底、转化不完全等问题；且具有工艺简洁、高效、环保等特性。为了达到以上目的，本专利技术的技术方案设计如下，其特征在于，以NBR为原料，Pd/C为 催化剂，加入溶剂，在高压反应釜中催化加氢合成HNBR。，其特征在于，Pd/C催化剂中Pd的 负载量为1 10wt%，优选2 5wt%。—种纳米Pd/C催化剂合成氢化丁腈橡胶的方法，其特征在于，NBR与Pd/C催化剂 的质量比是1 0.001 1。，其特征在于，溶剂可以是异丙 醇、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、四氢呋喃中的一种或两种，NBR与溶剂的质量比1 5 100。，其特征在于，在高压反应釜中反 应压力为2 8MPa，反应温度为30 150°C，反应时间为3 IOh。反应方程式如下H2H2 , H2 H ,H2H-C -C=C——C -fL-f-C —C+m+C H HINBB-分子结构 剂 化 催Η2￥dI纳η+ NHc——α-H2U) H7 H2 H2 H2, ΑΑΛ ΑΑ+C —C=C——C —C —C 十L^C"—C+m+C —C+η H H‘‘Η2 H 、 . Η2 Η -C —C+m+C —C-H3C—CH2CNHNBR分子结构本专利技术有益效果1、本专利技术使用自主开发的3wt% Pd/C催化剂，在合成氢化丁腈橡胶过程中易分离、回 收、再生。 2、本专利技术，反应条件相对温和，反 应溶剂可重复使用，环保高效，HNBR的氢化率达99. 5%。附图说明 图1氢化丁腈橡胶的13C NMR谱图 图2氢化丁腈橡胶的1H NMR谱图 图3氢化丁腈橡胶样品的红外表征图。具体实施例方式为了阐明本专利技术技术的先进性和创新点，使本专利技术技术特点更加易于明白了解， 特结合具体实例作进一步的说明。以下实施例中采用核磁共振和红外光谱对氢化丁腈橡胶进行检测。其中图1、图2 和图3为实施例5的检测结果图。实施例1准确称取25 g NBR,2. 5 g 3wt%纳米Pd/C催化剂，175g异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己 烷、四氢呋喃中的一种或两种溶剂，加入到0. 5L高压反应釜中，先抽除反应釜中的空气，用 氢气反复置换数次，搅拌加热至60°C，并充氢气至4MPa反应5 h，反应完后，过滤、洗涤、蒸 发溶剂，样品使用IH NMR谱分析，HNBR的氢化率达97. 8%。实施例2准确称取25 g NBR,2. 5 g 3wt%纳米Pd/C催化剂，175g异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己 烷、四氢呋喃中的一种或两种溶剂，加入到0. 5L高压反应釜中，先抽除反应釜中的空气，用 氢气反复置换数次，搅拌加热至60°C，并充氢气至4MPa反应6 h，反应完后，过滤、洗涤、蒸发溶剂，样品使用IH NMR谱分析，HNBR的氢化率达98. 5%。实施例3准确称取25 g NBR,2. 5 g 3wt%纳米Pd/C催化剂，175g异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、四氢呋喃中的一种或两种溶剂，加入到0. 5L高压反应釜中，先抽除反应釜中的空气，用 氢气反复置换数次，搅拌加热至70°C，并充氢气至4MPa反应5 h，反应完后，过滤、洗涤、蒸 发溶剂，样品使用IH NMR谱分析，HNBR的氢化率达98. 8%。实施例4准确称取25 g NBR,2. 5 g 3wt%纳米Pd/C催化剂，225g异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己 烷、四氢呋喃中的一种或两种溶剂，加入到0. 5L高压反应釜中，先抽除反应釜中的空气，用 氢气反复置换数次，搅拌加热至60°C，并充氢气至4MPa反应5 h，反应完后，过滤、洗涤、蒸 发溶剂，样品使用IH NMR谱分析，HNBR的氢化率达99. 1%。实施例5准确称取25 g NBR,2. 5 g 3wt%纳米Pd/C催化剂，225g异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己 烷、四氢呋喃中的一种或两种溶剂，加入到0. 5L高压反应釜中，先抽除反应釜中的空气，用 氢气反复置换数次，搅拌加热至70°C，并充氢气至4MPa反应6 h，反应完后，过滤、洗涤、蒸 发溶剂，样品使用IH NMR谱分析，HNBR的氢化率达99. 8%。权利要求，其特征在于以丁腈橡胶NBR为原料，Pd/C为催化剂，加入溶剂，在高压反应釜中催化加氢合成氢化丁腈橡胶HNBR。2.根据权利要求1所述的，其特征在 于Pd/C催化剂中Pd的负载量为1 10wt%，优选2 5wt%。3.根据权利要求1所述的，其特征在 于溶剂可以是异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、四氢呋喃中的一种或两种，NBR与溶剂的 质量比1 5 100。4.根据权利要求1所述的，其特征在 于在高压反应釜中反应压力为2 8MPa，反应温度为30 150°C，反应时间为3 10h。5.根据权利要求1或2所述的，其特 征在于NBR与Pd/C催化剂的质量比是1 0.001 1。全文摘要本专利技术提供了，该专利技术以NBR为原料，Pd/C为催化剂，加入溶剂，在高压反应釜中催化加氢合成HNBR。本专利技术采用3wt%Pd/C为催化剂，反应定向选择氢化C＝C，而对C≡N不加氢，从根本上解决合成氢化丁腈橡胶成本高、反应条件苛刻、纯度差、收率底、转化不完全等问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米Ｐｄ／Ｃ催化剂合成氢化丁腈橡胶的方法，其特征在于：以丁腈橡胶ＮＢＲ为原料，Ｐｄ／Ｃ为催化剂，加入溶剂，在高压反应釜中催化加氢合成氢化丁腈橡胶ＨＮＢＲ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷婧，舒涛，邓春玲，杨拥军，刘汉范，杨静，雷涤尘，
申请(专利权)人：郴州高鑫铂业有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]