CN101215343A

CN101215343A - 溴化丁基橡胶的生产方法

Info

Publication number: CN101215343A
Application number: CNA2008100594057A
Authority: CN
Inventors: 陈苏; 武冠英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2008-07-09

Abstract

本发明公开了一种溴化丁基橡胶的生产方法，其特点在于包括以下步骤：a.将丁基橡胶溶解于溶剂中形成胶液；b.先搅拌溴和胶液进行介质传递，使之成为均相溶液，然后进行溴化反应；c.将溴化反应后的胶液在脱气塔内通入氮气或空气除去溴化氢；d.在中和釜中用稀碱液中和胶液，然后用去离子水反复洗涤，使胶液的pH值为6.5～8.0；e.加入分散剂、抗热剂进行调和；f.在凝聚釜中闪蒸回收胶液中的溶剂，获得溴化丁基橡胶胶粒，再经挤压脱水及膨胀干燥获得成品。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：可连续化生产，产品质量稳定，反应过程容易控制(扩展)。

Description

溴化丁基橡胶的生产方法

技术领域

本发明公开了一种高分子合成材料的合成方法及工艺技术，具体涉及一种溴化丁基橡胶的生产方法。溴化丁基橡胶其主要用途是用于汽车无内胎轮胎及医药瓶塞的制造。丁基橡胶是世界上迄今为止所知的阻隔气密性最好的弹性体材料，丁基橡胶经溴化后，其硫化性能大大提高，与别的橡胶，如丁苯橡胶、顺丁橡胶等都有很好的相容性及共硫化性，故特别适合于制造无内胎轮胎的气密层及医药瓶塞。

背景技术

中国专利“低卤素含量的卤化丁基橡胶”，专利号97117370.2中涉及一种卤化丁基橡胶的制备方法，该方法中对卤化丁基橡胶的配方进行了公开，但对于整个制备方法中的工艺参数并未具体涉及。尤其是卤化反应过程中，该方法中卤素与橡胶的传质、反应过程混合进行，由于卤化过程中，丁基橡胶的门尼黏度会大幅下降，因此这样的生产方法会使得产品质量不稳定，反应过程不易控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的问题而提供一种能连续化生产，产品质量稳定，反应过程容易控制的溴化丁基橡胶的生产方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该溴化丁基橡胶的生产方法，其特点在于包括以下步骤：a、将丁基橡胶溶解于溶剂中形成胶液；b、先搅拌溴和胶液进行介质传递，使之成为均相溶液，然后进行溴化反应；c、将溴化反应后的胶液在脱气塔内通入氮气或空气除去溴化氢；d、在中和釜中用稀碱液中和胶液，然后用去离子水反复洗涤，使胶液的PH值为6.5～8.0；e、加入分散剂、抗热剂进行调和；f、在凝聚釜中闪蒸回收胶液中的溶剂，获得溴化丁基橡胶胶粒，再经挤压脱水及膨胀干燥获得成品。

本发明所述的溶解丁基橡胶的溶剂为己烷或庚烷，丁基橡胶在溶剂中的溶解度为8％-20％。

本发明所述的溴化反应的温度为45℃-65℃。

本发明所述的溴化反应中通入溴的重量为丁基橡胶重量的3％-6％。

本发明所述的溴化反应的时间为1分钟-20分钟。

本发明所述的胶液在脱气塔中氮气或空气的用量为溴摩尔体积的5-50倍。

本发明所述的和釜中使用的稀碱液浓度0.1％-2％。

本发明所述的分散剂为滑石粉或硬脂酸钙，抗热剂为环氧大豆油。

本发明所述的凝聚釜中整齐压力为5公斤-15公斤，胶液中的溶剂回收率大于97％。

本发明所述的分散剂用量为丁基橡胶重量的0.5％-2％，抗热剂用量为丁基橡胶重量的1％-4％。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：连续化生产，产品质量稳定，反应过程容易控制(扩展)。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

参见图1，首先用专门的剖胶机将丁基橡胶切成1～2厘米左右的小块，以利于丁基橡胶的溶解，然后再在反应釜中加入己烷溶液，放入小块的丁基橡胶进行溶解。为了保证胶液的顺利溴化，同时考虑了后处理的能耗损失，丁基橡胶在己烷溶液中的浓度控制在8％～20％之间，同时保证反应釜内温度为45℃～65℃之间。

溴化反应是本工艺的关键技术，溴化丁基橡胶(BIIR)是丁基橡胶(IIR)经过溴化后制得的产品，虽然该反应属于自由基反应，但反应速度仍相当快，而且在反应过程中溴(Br)与不饱和异戊二烯反应生成的溴化丁基橡胶的结构对橡胶的品质有极为重要的影响。该反应要求Br与IIR反应后，Br能够尽可能地取代异戊二烯伯位上的氢，同时由于溴化反应会导致IIR高分子的降解，所以该反应过程的温度和反应时间对BIIR产品的品质极为关键。

为了能保证溴化的顺利进行，同时根据整个反应过程传质与反应速度的关系，再考虑到由于在溴化过程中，丁基橡胶的门尼黏度会大幅下降，为了适合溴化丁基橡胶在制造轮胎及别的产品时能与别的橡胶共硫化和共容的要求，在溴化时必须保证丁基橡胶的门尼黏度不能过分下降，同时为了保证在一定温度下能顺利进行溴化，并使反应的溴在异戊二烯的伯位上取代氢原子。本发明将Br与IIR的反应过程分为传质和反应两个部分，分别进行实施，首先在高速搅拌装置内按定量比例输入溴和丁基橡胶的胶液，胶液中丁基橡胶的浓度控制在8％～20％之间，高速搅拌从而保证能彻底使溴均相地溶解于胶液之中，取得理想的微观和混合效果，实现质的传递。基本完成质的传递之后，进入反应器进行溴化反应，溴化反应的温度为45℃～65℃，反应时间为1～20分钟。

溴化反应后，所得的溴化丁基橡胶的溴含量为丁基橡胶重量的1.8％～2.3％，由于在溴化反应过程中，溴不可能100％置换异戊二烯伯位上的氢，同时考虑到可能有少量的加成反应，另外在反应过程中还必定有部分的溴损失。为了保证溴的含量在1.8％～2.3％之间，所以通入溴的总量为丁基橡胶重量的3％～6％。

本发明的生产工艺中丁基橡胶进行溴化反应后会生成大量的溴化氢气体和有少量的过量溴的残余。为了使制得的溴化丁基橡胶的PH值基本达到中性，所以必须除去反应所产生的溴化氢和过量的溴。本发明对溴化氢和残余溴进行了分别处理，首先在脱气塔内通入氮气或空气，除去生成的大部分溴化氢，为了能最大限度地除去溴化氢，通入氮气或空气的总量是加入溴的摩尔体积的5～50倍。

本发明在脱气塔中除去大部溴化氢后，尚有少量的过量溴及溴化氢溶解于溴化丁基橡胶胶液中，此时的处理将先后用稀碱液和去离子水进行洗涤。首先用浓度0.1％-2％的稀碱液进行中和，然后再用去离子水进一步反复洗涤数次，必要时可加入微量低级醇以加快过程。直到溴化丁基橡胶胶液PH值在6.5～8.0之间。为了能很好保证洗涤效果和减少洗涤次数，减少废水的排放量，本发明稀碱液的浓度控制在2％以下。同时，为了降低溴化丁基橡胶胶液中金属离子及无机盐的含量，采用去离子水进行反复洗涤，尽可能地保证溴化丁基橡胶的品质。本发明在完成上述工艺后，为了保证溴化丁基橡胶胶液在后干燥处理过程中避免高分子降解，在凝聚过程中，需加入一定量的分散剂、抗热剂和抗老化剂，以很好地分散溴化丁基橡胶胶液，防止高温引起的高分子降解。所述分散剂为滑石粉，加入量为丁基橡胶重量的0.5％～2％，抗热剂为环氧大豆油，加入量为丁基橡胶重量的1％～4％，加入量小于丁基橡胶重量的0.5％。上述各助剂均在调合过程中加入，并在溴化丁基橡胶胶液中均匀分散。

本发明在凝聚过程中主要是回收溶剂，析出溴化丁基橡胶颗粒，为了更好地回收溶剂，需用有一定压力的蒸汽对溴化丁基橡胶胶液进行闪蒸，由于溴化丁基橡胶胶液具有一定的黏度，在分散剂的作用下，本发明工艺的蒸汽压力为5公斤～15公斤，溶剂回收率可大于97％。

Claims

1.一种溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于包括以下步骤：a、将丁基橡胶溶解于溶剂中形成胶液；b、先搅拌溴和胶液进行介质传递，使之成为均相溶液，然后进行溴化反应；c、将溴化反应后的胶液在脱气塔内通入氮气或空气除去溴化氢；d、在中和釜中用稀碱液中和胶液，然后用去离子水反复洗涤，使胶液的PH值为6.5～8.0；e、加入分散剂、抗热剂进行调和；f、在凝聚釜中闪蒸回收胶液中的溶剂，获得溴化丁基橡胶胶粒，再经挤压脱水及膨胀干燥获得成品。

2.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述溶解丁基橡胶的溶剂为己烷或庚烷，丁基橡胶在溶剂中的溶解度为8％-20％。

3.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述溴化反应的温度为45℃-65℃。

4.根据权利要求1或3所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述溴化反应中通入溴的重量为丁基橡胶重量的2％-6％。

5.根据权利要求1或3或4所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述溴化反应的时间为1分钟-20分钟。

6.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述胶液在脱气塔中氮气或空气的用量为溴摩尔体积的5-50倍。

7.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述中和釜中使用的稀碱液浓度0.1％-2％。

8.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述的分散剂为滑石粉或硬脂酸钙，抗热剂为环氧大豆油。

9.根据权利要求1所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述的凝聚釜中整齐压力为5公斤-15公斤，胶液中的溶剂回收率大于97％。

10.根据权利要求1或8所述的溴化丁基橡胶的生产方法，其特征在于：所述的分散剂用量为丁基橡胶重量的0.5％-2％，抗热剂用量为丁基橡胶重量的1％-4％。