一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末丁腈橡膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁腈橡膠是由丙烯腈和丁二烯通過乳液共聚而得到的一種橡膠材料，主要分為液體丁腈和固體丁腈橡膠。其中固體丁腈橡膠根據(jù)用途不同，分為塊狀和粉末狀。由于粉末狀丁腈橡膠粒徑小，與其它樹脂共混時(shí)分散性好，可直接通過塑料加工工藝進(jìn)行，有利于實(shí)現(xiàn)加工過程連續(xù)化、自動(dòng)化。目前，丁腈橡膠主要分為低溫和中高溫兩種合成方法，其中低溫法生產(chǎn)的丁腈橡膠為非交聯(lián)型橡膠，中高溫法生產(chǎn)的為交聯(lián)型橡膠。低溫法生產(chǎn)的丁腈橡膠，主要用于耐油制品及作為塑料改性劑使用；而中高溫法生產(chǎn)的交聯(lián)型丁腈橡膠，主要用于摩擦材料使用，如在火車閘瓦、汽車剎車片和砂輪等耐磨材料上使用，提高其韌性和耐磨性。
[0003]目前，粉末丁腈橡膠的制備方法主要采用有機(jī)械粉碎法、噴霧干燥法和凝聚法。其中機(jī)械粉碎法和噴霧干燥法都存在能耗高、粒度大、雜質(zhì)含量高等缺點(diǎn)，相比較而言，凝聚法具有能耗較低，制備的粉末較細(xì)，橡膠純度高等優(yōu)點(diǎn)。如中國(guó)專利CN 1083827A和ZL200910144728.0中都采用凝聚法制得粉末丁腈橡膠。但該方法需要使用大量的無機(jī)鹽氯化鈉，導(dǎo)致成本較高，另外凝聚完的廢水中含量大量的鹽份，給污水處理帶來了很大的困難，需要投入很高的成本進(jìn)行污水處理。安慶華蘭科技有限公司提出一種新的制備粉末丁腈橡膠的方法CN103497373A，該方法使用高分子凝聚劑進(jìn)行凝聚成粉，與無機(jī)鹽相比，凝聚能力強(qiáng)，用量少；廢水中鹽分含量少，處理簡(jiǎn)單；同時(shí)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，以解決上述【背景技術(shù)】中的問題。
[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，包括以下步驟:(1)膠乳的合成:在25?70°C溫度依次加入丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質(zhì)、硫醇、引發(fā)劑、活化劑和去離子水合成出丁腈膠乳；(2)將制備的丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑凝聚制得的粉末；(3)將粉末丁腈橡膠淤漿送入臥式離心機(jī)離心脫水，離心時(shí)淤漿溫度要控制在30?40°C，脫水至含水量< 40%，然后用螺旋進(jìn)料器把濕料送入旋風(fēng)干燥床，干燥塔入口溫度為90?120°C，物料在塔內(nèi)停留時(shí)間為3?10秒，經(jīng)過16目、40目標(biāo)準(zhǔn)分離物料得到含水量< 1.0%的粉末丁腈橡膠。
[0006]所述步驟(1)中丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質(zhì)、硫醇、引發(fā)劑、活化劑、去離子水，其重量配比為丙烯腈:30?45份；丁二烯:55?70份；乳化劑:2?6份；電解質(zhì):0.2?
0.7份；硫醇:0.3?2份；引發(fā)劑:0.1?0.4份;活化劑:0.02?0.1份；去離子水:170?220 份。
[0007]步驟(1)中，所述乳化劑為硬脂酸鉀、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、萘磺酸鈉中的一種或幾種混合。
[0008]步驟(1)中，所述電解質(zhì)為氯化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉；
[0009]步驟(1)中，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；
[0010]步驟(1)中，所述活化劑為二甲胺或三乙醇胺。
[0011]所述步驟(2)中丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑，其重量配比為膠乳:100份；去離子水:100?200份；防老劑:0.5?1.5份，配制濃度10?15%的溶液；絮凝劑:0.2?3份，配制濃度0.01?3%的溶液；凝聚劑:1?2份，配制濃度3?15%的溶液；隔離劑:0?3份，配制濃度10?15%的溶液。
[0012]步驟(2)中，所述防老劑包括WSL和DLTP的復(fù)合物，WSL和DLTP的重量比為1?(2:1)，所述WSL為對(duì)甲酚和雙聚環(huán)戊二烯的丁基化反應(yīng)產(chǎn)品、DLTP為硫代二丙酸二月桂酯。
[0013]步驟⑵中，所述絮凝劑包括高分子絮凝劑和表面活性劑的復(fù)合物，高分子絮凝劑和表面活性劑的重量比為3?10:1。
[0014]步驟⑵中，所述絮凝劑為二腈二胺甲醛縮合物、聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺、聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨中的一種或幾種混合。
[0015]步驟⑵中，所述表面活性劑指為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種混合。
[0016]步驟(2)中，所述凝聚劑為硫酸鎂、氯化鈣中的一種或兩種混合。
[0017]步驟(2)中，所述隔離劑為硬脂酸鉀、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、有機(jī)硅油中的一種或兩種混合。
[0018]與已公開技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明相比單一使用高分子絮凝劑凝聚成粉，采用高分子和表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，兩者之間具有協(xié)同作用，用量大大降低為原來的1/3，成本得到較大程度的下降；同時(shí)，本發(fā)明粉末更細(xì)，與其他材料具有更好的分散性和相容性；而且制備過程中污水中高分子絮凝劑含量降低，C0D和氨氮含量降低為之前的一半，污水處理難度和成本得到有效降低，更有利于環(huán)保。
[0019]使用本方法成粉率達(dá)99%以上，其中交聯(lián)型粉末丁腈橡膠過40目達(dá)到90%以上；微交聯(lián)型粉末丁腈橡膠過20目達(dá)到95%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]—種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，包括以下步驟:(1)膠乳的合成:在25?70°C溫度依次加入丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質(zhì)、硫醇、引發(fā)劑、活化劑和去離子水合成出丁腈膠乳；(2)將制備的丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑凝聚制得的粉末；(3)將粉末丁腈橡膠淤漿送入臥式離心機(jī)離心脫水，離心時(shí)淤漿溫度要控制在30?40°C，脫水至含水量< 40%，然后用螺旋進(jìn)料器把濕料送入旋風(fēng)干燥床，干燥塔入口溫度為90?120°C，物料在塔內(nèi)停留時(shí)間為3?10秒，經(jīng)過16目、40目標(biāo)準(zhǔn)分離物料得到含水量< 1.0%的粉末丁腈橡膠。
[0022]實(shí)施例1
[0023](1) 丁腈膠乳的合成
[0024]首先對(duì)聚合釜抽真空，依次投入去離子水190份，復(fù)合乳化劑4份，電解質(zhì)0.3份，分子量調(diào)節(jié)劑0.5份，攪拌10分鐘后加入丙烯腈40份，引發(fā)劑過硫酸鉀0.2份。充氮?dú)獬檎婵詹⒎磸?fù)三次，加入丁二烯60份，開始升溫至35?40°C，反應(yīng)4?6小時(shí)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到50?60%，繼續(xù)升溫至45?55°C，保持該溫度下反應(yīng)4?6小時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到80?90%時(shí)，繼續(xù)升溫至60?70°C，保持該溫度下反應(yīng)4?6小時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%以上時(shí)，開始加入復(fù)合終止劑0.4份終止反應(yīng)。將所合成的膠乳在溫度為70 ±2 °C和壓力為-0.08MPa的脫氣釜內(nèi)進(jìn)行脫除未反應(yīng)的單體，整個(gè)過程2?8小時(shí)，即可得到合格的丁腈膠乳(交聯(lián)型丁腈膠乳)。
[0025]取樣分析，丁腈膠乳的性能指標(biāo)為:pH 8，總固物濃度34.5 %，門尼粘度(ML1+4100°C )110，凝膠含量87%，結(jié)合腈含量37.2%0
[0026](2)粉末丁腈橡膠凝聚隔離成粉
[0027]向凝聚釜中加入丁腈膠乳100份(以膠乳干物質(zhì)重量份為基數(shù))，去離子水120份，防老劑1份(濃度10%的溶液)，升溫至45?55°C，先加入濃度為0.4%的絮凝劑2份，再加入硫酸鎂1.2份(濃度10%的溶液)，待膠乳充分凝聚后，升溫至75?85°C，加入復(fù)合隔離劑1.5份(濃度15%的溶液)，保溫1小時(shí)，然后，冷卻至40°C以下時(shí)，出料，得到粉末丁腈橡膠淤漿。最后，淤漿經(jīng)過離心、洗滌、干燥即可得到合格產(chǎn)品。
[0028]實(shí)施例2
[0029](1) 丁腈膠乳的合成
[0030]首先對(duì)聚合釜抽真空，依次投入去離子水205份，乳化劑4份，電解質(zhì)0.2份，分子量調(diào)節(jié)劑1.2份，攪拌10分鐘后加入丙烯腈33份，引發(fā)劑過硫酸鉀0.3份。充氮?dú)獬檎婵詹⒎磸?fù)三次，加入丁二烯67份，開始升溫至25?35°C，反應(yīng)16?21小時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%以上時(shí)，開始加入復(fù)合終止劑0.4份終止反應(yīng)。將所合成的膠乳在溫度為70±2°C和壓力為-0.08MPa的脫氣釜內(nèi)進(jìn)行脫除未反應(yīng)的單體，整個(gè)過程2?8小時(shí)，即可得到合格的丁腈膠乳(微交聯(lián)型丁腈膠乳)。
[0031]取樣分析，丁腈膠乳的性能指標(biāo)為:pH 8，總固物濃度32%，門尼粘度(ML1+4100°C ) 45，凝膠含量13%，結(jié)