CN103467647A

CN103467647A - 耐寒型丙烯酸酯橡胶及其制备与应用

Info

Publication number: CN103467647A
Application number: CN2012101837404A
Authority: CN
Inventors: 袁洪庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明公开了耐寒型丙烯酸酯橡胶及其制备与应用。本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶以丙烯酸酯单体及硫化点单体的总重量为100%计，其制备原料包括下列组分及重量百分比：丙烯酸甲酯10-30%；丙烯酸乙酯10-50%；丙烯酸丁酯20-60%；甲氧基丙烯酸乙酯15-40%；硫化点单体1-5%；引发剂0.0001-1%；乳化剂1-10%；凝聚剂2-40%。本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶采用乳液聚合法制得，该耐寒型丙烯酸酯橡胶可用于汽车、摩托车、变压器、胶管等。

Description

耐寒型丙烯酸酯橡胶及其制备与应用

技术领域

本发明是一种合成丙烯酸酯橡胶，特别涉及耐寒型丙烯酸酯橡胶及其制备与应用。

背景技术

国产耐寒型丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸乙酯为主要单体，以一氯醋酸乙烯酯为硫化点单体，经乳液聚合而成的弹性体，由于其主链是饱和结构，因此具有耐油、耐氧化等特性。对于耐寒型而言，国产丙烯酸酯橡胶的最低使用温度为–25℃左右，不能满足汽车配件对丙烯酸酯橡胶的要求。

国内汽车行业使用的耐寒型丙烯酸酯橡胶长期以来全部被国外胶占领，国产丙烯酸酯橡胶的最低使用温度无法达到–30℃，或者虽然能达到耐寒要求，但是强度、耐油型等综合性能不佳，后加工时容易出现粘辊问题，后加工性能不良。因此，国内市场急需开发一种能满足汽车业对丙烯酸酯橡胶性能要求的生胶，它的最低使用温度达到–30℃，同时又具有其他优异性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的技术问题，提供一种符合耐油、耐寒、耐空气老化、等性能要求的，并且生胶的最低使用温度达到–30℃的耐寒型丙烯酸酯橡胶。

本发明采用乳液聚合法，选用氯乙酸乙烯酯（或环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯，或烯丙基缩水甘油醚）作为硫化点单体，由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲氧基丙烯酸乙酯共聚而合成的耐寒型丙烯酸酯橡胶。

本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶，以丙烯酸酯单体及硫化点单体的总重量为100%计，其制备原料包括下列组分及重量百分比：

所述丙烯酸酯单体的总重量是指丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲氧基丙烯酸乙酯的重量之和。

所述硫化点单体选自氯乙酸乙烯酯、环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚。

所述引发剂、乳化剂及凝聚剂均选自常规。引发剂可选自有机引发剂或无机引发剂，乳化剂可选用阴离子型或阳离子型乳化剂，凝聚剂可选自钙盐或钠盐等电解质。

较佳的，本发明耐寒型丙烯酸酯橡胶的制备原料还包括：调节剂或阻聚剂中的至少一种，以丙烯酸酯单体的总重量为100%计，调解剂为0.001-1%，阻聚剂为0.05-5%。

所述调解剂或阻聚剂均选自常规。

本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶的制备方法为：将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲氧基丙烯酸乙酯及硫化点单体，在反应釜中与乳化剂水溶液充分乳化后，在引发剂引发下进行聚合反应，反应液经凝聚剂破乳，凝聚成白色固体弹性体，经洗涤，烘干后成为产品。

具体包括下列步骤：

1）基本单体配料：以丙烯酸酯单体的总重量为100%计，将10-30%的丙烯酸甲酯、10-50%的丙烯酸乙酯、20-60%的丙烯酸丁酯、15-40%的甲氧基丙烯酸乙酯、1-5%的硫化点单体按比例混合于预混釜内，制成碳氢相溶液备用；

2）将1-10%的乳化剂投入反应釜中，充分搅拌备用；

3）乳液聚合：将步骤1）制得的碳氢相溶液按比例投入反应釜中，充分搅拌，在5—50℃之间按比例加入0.0001-1%引发剂进行引发反应，控制其反应速度、反应峰值，直至碳氢相反应完毕；

4）盐聚：将步骤3）反应完全的胶浆用压空送到凝聚池内与浓度2-40%的电解质盐溶液（此为凝聚剂）混合，在20-70℃的温度内破乳，凝聚成白色固体弹性体，经洗涤、脱水后即成产品。

本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶可用于汽车、摩托车、变压器、胶管等。

本发明中，此外，本发明的橡胶的强度性能也获得了提高。

耐寒型丙烯酸酯橡胶的主链是饱和碳链。在其合成过程中，丙烯酸乙酯具有较好的耐油性；丙烯酸丁酯具体较好的耐寒性；丙烯酸甲酯的加入，极大改善了耐寒型丙烯酸酯橡胶的后加工性能，使得后加工时的粘辊现象获得了缓解，此外，胶的强度和耐热性能也获得了提高；甲氧基丙烯酸乙酯的加入，更使得橡胶的耐油、耐寒性获得了进一步的优化。因此，该胶种具有较高的强度、较好的耐热、耐寒和耐油性能及后加工性能。

本发明效果是：

本发明的耐寒型丙烯酸酯橡胶的主要特点是：综合物理机械性能良好，耐油、耐寒、耐空气老化、强度高且后加工性能良好。胶的最低使用温度在–20—–35℃之间，最高使用温度可达200℃，能满足汽车业对丙烯酸酯橡胶的要求。

具体实施方式

以下列举具体实例以进一步阐述本发明，应理解，实例并非用于限制本发明的保护范围。

实施例1

按表1的配方及工艺参数制备橡胶。

制备步骤：

1）基本单体配料：将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲氧基丙烯酸乙酯、硫化点单体按比例混合于预混釜内，制成碳氢相溶液备用；

2）将乳化剂投入反应釜中，充分搅拌备用；

3）乳液聚合：将步骤1）制得的碳氢相溶液按比例投入反应釜中，充分搅拌，在15-50℃之间按比例加入引发剂进行引发反应，控制其反应速度、反应峰值，直至碳氢相反应完毕；

4）盐聚：将步骤3）反应完全的胶浆用压空送到凝聚池内与凝聚剂混合，在20—70℃的温度内破乳，凝聚成白色固体弹性体，经洗涤、脱水后即成产品。

表1：（以丙烯酸酯单体的总重量为100%计，配方单位w%）

性能测试：

3号标准油耐油性能测试方法：GB∕T1690－1992

硬度变化：+5～-20；体积变化：-10～+10.

耐寒性能测试方法：GB／T2196－97

耐空气老化性能指标：GB3512～83

强度变化：±20；硬度变化：0～+10%；伸长了变化：0～-40%。

强度性能指标：≧8Mpa

对比试验：

表2

性能测试：

分析对比例，对比例1和对比例2中均没有掺入丙烯酸甲酯，其份数分别被丙烯酸乙酯及丙烯酸丁酯替代，该橡胶出现粘辊现象，加工性能不佳，强度也低；对比例3、4中均没有添加甲氧基丙烯酸乙酯，其份数分别被丙烯酸乙酯及丙烯酸丁酯替代，对比例5、6中没有丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯，其份数被甲氧基丙烯酸乙酯替代.结果说明合成橡胶中丙烯酸甲酯和甲氧基丙烯酸乙酯同时加入时，能有效改善橡胶的强度、耐油性及耐寒性，且能和丙烯酸乙酯及丙烯酸丁酯起到协同作用。

Claims

1.一种耐寒型丙烯酸酯橡胶，以丙烯酸酯单体及硫化点单体的总重量为100%计，其制备原料包括下列组分及重量百分比：

2.如权利要求1所述耐寒型丙烯酸酯橡胶，其特征在于，所述硫化点单体选自氯乙酸乙烯酯、环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚。

3.如权利要求1所述耐寒型丙烯酸酯橡胶，其特征在于，所述制备原料还包括：调节剂或阻聚剂中的至少一种。

4.如权利要求3所述耐寒型丙烯酸酯橡胶，其特征在于，以丙烯酸酯单体的总重量为100%计，所述调解剂为0.001-1%，所述阻聚剂为0.05-5%。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述耐寒型丙烯酸酯橡胶的制备方法，为将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲氧基丙烯酸乙酯及硫化点单体，在反应釜中与乳化剂水溶液充分乳化后，在引发剂引发下进行聚合反应，反应液经凝聚剂破乳，凝聚成白色固体弹性体，经洗涤，脱水后成为产品。

6.如权利要求5所述耐寒型丙烯酸酯橡胶的制备方法，其特征在于，聚合时的引发温度在5-50℃之间，凝聚温度在20-70℃之间。