一种高性能粉末丁腈橡胶的制备方法技术

一种高性能粉末丁腈橡胶的制备方法，包括：碳纳米管的分散：在高速分散器内加入碳纳米管、水，搅拌使碳纳米管分散均匀；快速聚合胶乳的制备：在聚合釜中加入水、丙烯腈、乳化剂，确认无泄漏后加入丁二烯、交联剂、引发剂和分子量调节剂进行聚合，当转化率达一定时，加入终止剂，得快速聚合的丁腈胶乳。凝聚成粉：在凝聚釜中加入丁腈胶乳、水、碳纳米管、隔离剂、絮凝剂、凝聚剂，经熟化、洗涤、脱水、干燥得到粉末丁腈橡胶。制备丁腈胶浆具有的性能：pH：7～10，门尼黏度ML(1+4)100℃60～110，结构凝胶：75％～85％，丁腈胶浆机械稳定性＜1.0％；粉末丁腈具有的性能：粉末粒径：0.6～1.0mm，丙烯腈质量百分含量40％～55％，灰分≤1.0，挥发份≤1.0，成粉率≥95％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成橡胶的制备方法，特别是涉及到。
技术介绍
碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管状壳层结构。自发现之日起，碳纳米管以其独特的结构和优异的性能而迅速成为世界各国科学家研究的热点。人们一直试图将碳纳米管作为复合材料的改性增强相来制备高性能的纳米复合材料。橡胶作为性能独特的高分子材料，广泛应用于汽车、化工、电子、机械制造、航空航天等各个领域。CN200910144728.0 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°C对丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉。CN02125502.4、CN02125501.6、CN02125503.2等首先进行丁腈胶浆的合成；然后将丁腈胶浆的凝聚隔离成粉，得到丁腈橡胶的淤浆；最后为丁腈橡胶淤浆的脱水干燥。CN200510071106.1 一种低腈含量交联型粉末丁腈橡胶的生产方法，以含脂肪酸钾或钠和油酸钾或钠为复合乳化剂经乳液聚合得到丁腈胶浆，结合丙烯腈含量20 20%;以pH值8 10饱和NaCl溶液为凝聚剂，以聚合物树脂乳液-无机隔离剂(如轻质CaCO3)-有机隔离剂(如油酸钾)为复合隔离剂在30 65°C下对丁腈胶浆进行凝聚隔离成粉；最后将粉末丁腈橡胶淤浆的脱水干燥。CN03141980.1 一种超支化聚合物接枝的碳纳米管及其制备方法，先将碳纳米管经强氧化性酸表面改性后得到酸化碳纳米管。CN03141979.8 一种原位聚合高分子接枝的碳纳米管的制备方法，将碳纳米管酸化、酰化后与多元醇类或多元胺类反应使其表面带上羟基或胺基，再与α-卤代酰卤反应，得到表面带有引发基团的碳纳米管。CN03141978.X一种嵌段聚合物接枝的碳纳米管的制备方法。CN200310111660.9通过将表面处理后的碳纳米管与一种液体橡胶通过超声波混合均匀，然后加入部分氢化丁腈橡胶中制得母炼胶。CN200510058999.6 一种碳纳米管改性粉末天然橡胶及其制备方法，首先对碳纳米管进行表面处理，使其具有亲水性:然后将其与分散剂、去离子水混合，得到碳纳米管-水悬浮液；最后与天然胶乳均匀混合，得到添加碳纳米管的天然橡胶液体浆料。然后采用喷雾干燥法制备含有碳纳米管的改性粉末天然橡胶。CN02113458.8聚合物/碳纳米管复合乳液及其原位乳液聚合的制备方法，利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用，实现单体在碳纳米管表面的原位乳液聚合，制备稳定的聚合物/碳纳米管复合种子乳液，乳液经过破乳、凝聚、干燥后可得到聚合物包覆的碳纳米管 。CN02113459.6聚合物/碳纳米管复合粉体及其固相剪切分散的制备方法，其特点是将聚合物、碳纳米管、分散剂在高速搅拌混合器中混合，加入固相剪切粉碎设备中，进行剪切粉碎分散混合，使碳纳米管与聚合物形成结合紧密、分散均匀的复合粉体。CN200510111511.1碳纳米管直接与含伯胺基的多硫化物在亚硝基化合物的存在的条件下反应，在碳纳米管表面共价接枝多硫化物，碳纳米管与橡胶分子通过硫原子共价结合，聚合物分子是共价接枝在碳纳米管的管壁，这种多硫化物接枝的碳纳米管与橡胶共混制得纳米复合材料。CN200810224959.8—种碳纳米管-天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于以环氧化天然橡胶作为碳纳米管与天然橡胶之间的相容剂，利用环氧化天然橡胶与天然橡胶之间优异的相容性，以及环氧化天然橡胶与碳纳米管之间的化学反应，改善碳纳米管在天然橡胶中的分散效果，增强碳纳米管与天然橡胶之间的相互作用，制备高性能碳纳米管-天然橡胶复合材料。JP2003342480 一种热导性热塑性弹性体介绍了将碳纳米管分散到热塑性材料如橡胶中。JP2004101958介绍了一种导电体，其表层由橡胶与碳纳米管混合物组成。JP2004123770 一种显著提高热导率而不含大量填充物的橡胶组合物，由橡胶与碳纳米管混合物组成。JP2004315297 —种碳纳米材料，里面由碳纳米管，外面有树脂、橡胶等材料组成。JP2004331929涉及碳纳米管的分散问题，将碳纳米管与橡胶类聚合物揉合到一起。JP2002002773介绍的半导体材料以橡胶或弹性体为基质，内部添加静电聚合物或与碳纳米管混合。W02007048208 一种防火组合物，包括交联聚硅氧烷和结合不低于15克碳纳米管的橡胶。国内外报道的粉末橡胶的制备为采用缓冲剂或加入助剂及复合凝聚剂进行隔离成粉，使得粉末橡胶灰分含量较高；碳纳米管的利用为先将碳纳米管经强氧化性酸表面改性或酸化、酰化后与多元醇类或多元胺类反应使其表面带上羟基或胺基，再与聚合物接枝或聚合；或者先将碳纳米管进行表面处理，然后采用喷雾干燥法制备粉末橡胶。上述方法使得部分碳纳米管表面失去活性，制备的粉末橡胶中灰分的含量较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，采用直接凝聚法制备高性能粉末丁腈橡胶。本专利技术方法所制备丁腈胶浆具有的性能:pH:7 10，门尼黏度见(1+4)1(^60 110，结构凝胶:75%` 85%，丁腈胶浆机械稳定性< 1.0% ;粉末丁腈具有的性能:粉末粒径:0.6 1.0mm，丙烯腈质量百分含量40% 55%，灰分彡1.0，挥发份(1.0，成粉率彡95%。，制备步骤如下:I)碳纳米管的分散:以碳纳米管为100份质量份计，在高速分散器内加入100份碳纳米管，加入500 2500份水，启动搅拌搅拌20 60min，使碳纳米管分散均匀。2)快速聚合胶乳的制备:以丁二烯、丙烯腈总量为100份质量份计，在聚合釜中加入水100 300份、丙烯腈30 45份，乳化剂5 15份，通入氮气试压，确认聚合釜无泄漏后，用氮气置换数次，然后加入丁二烯55 70份、0.1 0.5份交联剂，启动聚合釜搅拌，然后向聚合釜内通入冷水降温，待聚合釜温度降至10 35°C时，加入引发剂0.2 0.5份和分子量调节剂0.4 0.8份，聚合反应温度控制在10°C 35°C，聚合反应时间控制在5 10小时，单体转化率控制在70% 85%之间，加入终止剂0.2 0.5份，胶乳经脱气后得到快速聚合的丁腈胶乳。3)凝聚成粉:以丁腈胶乳为100份质量份计，在凝聚釜中加入100份快速聚合的丁腈胶乳，加入介质水20 100份，搅拌加热，在40 80°C凝聚温度下，加入分散好的碳纳米管10 50份、依次加入隔离剂2 10份、絮凝剂2 10份、凝聚剂2 10份，调节体系PH值为7 10，在40 80°C下搅拌3 6小时进行熟化、然后经洗涤、脱水、干燥得到粉末丁腈橡胶。本专利技术碳纳米管的分散，加入500 2500份水，为达到较好的分散效果，优选1500 2000 份。搅拌 20 60min，优选 40 60min。本专利技术聚合物制备中聚合釜中加入水100 300份，优选200 250份。本专利技术聚合物制备中丙烯腈30 45份，丁二烯55 70份。本专利技术所使用的乳化剂为松香酸皂、烷基磺酸盐或烷芳基磺酸盐，优选直链十二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能粉末丁腈橡胶的制备方法，制备步骤如下：1)碳纳米管的分散：以碳纳米管为100份质量份计，在高速分散器内加入100份碳纳米管，加入500～2500份水，启动搅拌搅拌20～60min，使碳纳米管分散均匀；2)快速聚合胶乳的制备：以丁二烯、丙烯腈总量为100份质量份计，在聚合釜中加入水100～300份、丙烯腈30～45份，乳化剂5～15份，通入氮气试压，确认聚合釜无泄漏后，用氮气置换数次，然后加入丁二烯55～70份、0.1～0.5份交联剂，启动聚合釜搅拌，然后向聚合釜内通入冷水降温，待聚合釜温度降至10～35℃时，加入引发剂0.2～0.5份和分子量调节剂0.4～0.8份，聚合反应温度控制在10℃～35℃，聚合反应时间控制在5～10小时，单体转化率控制在70％～85％之间，加入终止剂0.2～0.5份，胶乳经脱气后得到快速聚合的丁腈胶乳；3)凝聚成粉：以丁腈胶乳为100份质量份计，在凝聚釜中加入100份快速聚合的丁腈胶乳，加入介质水20～100份，搅拌加热，在40～80℃凝聚温度下，加入分散好的碳纳米管10～50份、依次加入隔离剂2～10份、絮凝剂2～10份、凝聚剂2～10份，调节体系pH值为7～10，在40～80℃下搅拌3～6小时进行熟化、然后经洗涤、脱水、干燥得到粉末丁腈橡胶。...

【技术特征摘要】
1.一种高性能粉末丁腈橡胶的制备方法，制备步骤如下: 1)碳纳米管的分散:以碳纳米管为100份质量份计，在高速分散器内加入100份碳纳米管，加入500 2500份水，启动搅拌搅拌20 60min，使碳纳米管分散均匀； 2)快速聚合胶乳的制备:以丁二烯、丙烯腈总量为100份质量份计，在聚合釜中加入水100 300份、丙烯腈30 45份，乳化剂5 15份，通入氮气试压，确认聚合釜无泄漏后，用氮气置换数次，然后加入丁二烯55 70份、0.1 0.5份交联剂，启动聚合釜搅拌，然后向聚合釜内通入冷水降温，待聚合釜温度降至10 35°C时，加入引发剂0.2 0.5份和分子量调节剂0.4 0.8份，聚合反应温度控制在10°C 35°C，聚合反应时间控制在5 10小时，单体转化率控制在70% 85%之间，加入终止剂0.2 0.5份，胶乳经脱气后得到快速聚合的丁腈胶乳； 3)凝聚成粉:以丁腈胶乳为100份质量份计，在凝聚釜中加入100份快速聚合的丁腈胶乳，加入介质水20 100份，搅拌加热，在40 80°C凝聚温度下，加入分散好的碳纳米管10 50份、依次加入隔离剂2 10份、絮凝剂2 10份、凝聚剂2 10份，调节体系pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁滔，魏绪玲，刘宝勇，魏玉丽，龚光碧，郑聚成，王锋，郑红兵，陈建刚，桂强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：