CN103755962B - 一种高乙烯基生胶的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明中通过降低脱水温度延长脱水时间，采用边升温边聚合的方式，同时降低脱低温度等具体改进措施，通过工艺的改进有效解决了现有工艺制备高乙烯基生胶难且外观发黄的问题，达到国内先进水平。

Description

一种高乙烯基生胶的生产方法
技术领域
本专利涉及一种高乙烯基含量生胶的制备工艺。
背景技术
硅橡胶生胶是未经硫化(交联)的基础聚硅氧烷，简称为生胶，它是一类高摩尔质量的线性聚二有机硅氧烷，与各种配合剂混合成胶料，再经加热、加压下成型硫化，得到不同用途的硅橡胶制品，在航空、宇航、电气、电子、电器、化工、仪表、汽车和机械等工业以及医疗卫生、日常生活各个领域中获得了广泛的应用。
分子中不含其它活性有机基团的线性聚二甲基硅氧烷，虽然具有有机硅材料的高低温、耐老化、优异的电性能等一系列特征，但其硫化活性差、压缩永久变形大，物理机械性能、耐化学腐蚀性等都不及许多合成橡胶。随着技术的发展，通过引入其它有机基团，使上述性能得到极大改进。特别是引入乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶，可改善硅橡胶的物理机械性能和反应活性，增加硫化活性，可以在热空气中进行硫化，扩大了应用领域等。总之甲基乙烯基硅橡胶因综合性能优异、成本增加不多而获得了快速的发展，成为当今热硫化硅橡胶中产量最大、应用最广的品种。
增加甲基乙烯基硅橡胶生胶中的乙烯基含量，不仅可以增加硅橡胶的回弹性和降低其压缩永久变形，同时可以减少胶料的拉伸返白和乳变现象，这对于模压密封制品时有利的。但当乙烯基生胶乙烯基含量达到 大于3.0％时，目前的釜式半连续法生产工艺很容易造成交联，导致流动性差、生产阻力大，同时产品易发黄、分子量不易均匀等难点，因此，目前国内市场上乙烯基硅橡胶的乙烯基含量通常在0.03％-1.2％。
中国专利CN101735460B公开了一种采用串联的双层加热列管加热破媒的方法生产高乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶生胶，延长了破媒有效时间，降低了破媒的温度，生产时不易交联，克服生产阻力大、易发黄等难点，但该方法增加了设备投资。
发明内容
本发明针对上述不足，提供了一种利用釜式反应半连续法生产装置制备高乙烯含量的甲基乙烯基生胶的方法，同时克服产品黄变的问题。
本发明中所述甲基乙烯基生胶生产所需的原料是二甲基环硅氧烷((Me2SiO)n，n为≥3的自然数)、乙烯基环硅氧烷((MeViSiO)5(缩写VMC)、封端剂、催化剂等。
所述原料中二甲基环硅氧烷、乙烯基环硅氧烷((MeViSiO)4、封端剂、催化剂的质量比为(500)：(25-50)：(0.5-1.5)：(0.01-0.03)。
所述封端剂为：5-50mpa.s的低粘度二甲基硅油。
所述催化剂为：由四甲基氢氧化铵和二甲基环硅氧烷制备的碱胶。
本发明所述方法，具体包括：
(1)脱水：将二甲基环硅氧烷和乙烯基环硅氧烷加入脱水釜中脱水，控制脱水温度为55℃-65℃，脱水时间2-5小时；
(2)聚合：将脱水后的物料转移入聚合釜，搅拌，加入封端剂， 搅拌均匀后加入催化剂，然后氮气鼓泡釜内物料混合均匀。打开聚合釜蒸汽开始缓慢升温至85℃，控制蒸汽压力不超过0.4Mpa，整个升温时间控制在30-50分钟，升温过程中每隔15分钟通入一定量的氮气鼓泡，直至物料开始聚合为止，鼓泡时间为5秒钟，鼓泡大小以聚合釜内物料能上下翻腾为准。物料聚合后，关闭聚合搅拌保温2小时后压料至脱低釜。
(3)脱低：控制脱低温度在148～155℃之间，真空度控制在0～700pa，防止脱低过程中因高温胶料产生黄变。
本发明中通过降低脱水温度延长脱水时间，采用边升温边聚合的方式，同时降低脱低温度等具体改进措施，通过工艺的改进已有效解决了高乙烯基生胶外观发黄的问题，将高乙烯基生胶外观做到无色透明，达到国内先进水平。
本发明中采用2台反应釜分别进行聚合反应，反应完成后，物料通过双釜轮流切换连续进入闪蒸脱低分子器和螺杆出料机，形成连续法生产。该工艺具有操作稳定，容易掌握，能耗低，产品质量高，装置能力便于放大等优点。本发明成功在釜式反应半连续法生产生胶装置上，生产出质量稳定的3.0％～10.0％高乙烯基含量的甲基乙烯基生胶。
具体实施方式
实施例1
将原料按二甲基环硅氧烷、(MeViSiO)4、封端剂、催化剂的质量比为500：50：1：0.01投入脱水釜，升温至60℃，脱水时间3小时，然后按本发明描述方法进行聚合、脱低操作后，生产出合格的 GM950规格生胶。生胶外观无色透明，测试透明度为96％。
实施例2
将原料按二甲基环硅氧烷、(MeViSiO)4、封端剂、催化剂的质量比为500：50：1：0.01投入脱水釜，升温至60℃，脱水时间3小时，然后按本发明描述方法进行聚合、脱低操作后，生产出合格的GM500规格生胶。生胶外观无色透明，测试透明度为98％。
对比例1
将原料按二甲基环硅氧烷、(MeViSiO)4、封端剂、催化剂的质量比为500：50：1：0.01投入脱水釜，升温至100℃，脱水时间2小时后，将物料转移入聚合釜，打开聚合釜搅拌，加入封头剂，搅拌5分钟将封头剂搅拌均匀后加入催化剂，继续搅拌，催化剂加入5分钟后物料开始聚合，8分钟聚合完成，物料颜色的开始微微泛红。然后，关闭聚合搅拌保温2小时后将压料至脱低釜，控制脱低温度在148～155℃之间，真空度控制在0～700pa进行脱低，生产出的GM950规格生胶外观发黄不合格，测试透明度为85％。
对比例2
将原料按二甲基环硅氧烷、(MeViSiO)4、封端剂、催化剂的质量比为500：50：1：0.01投入脱水釜，升温至100℃，脱水时间2小时后，将物料转移入聚合釜，打开聚合釜搅拌，加入封头剂，搅拌5分钟将封头剂搅拌均匀后加入催化剂，继续搅拌，催化剂加入4分钟后物料开始聚合，6分钟聚合完成，物料颜色的开始微微泛黄。然后，关闭聚合搅拌保温2小时后将压料至脱低釜，控制脱低温度在148～155℃ 之间，真空度控制在0～700pa进行脱低，生产出的GM500规格生胶外观发黄不合格测试透明度为89％。

Claims (4)

1.一种制备乙烯含量为3.0％～10.0％的高乙烯含量甲基乙烯基硅橡胶生胶的方法，物料脱水后利用两台反应釜分别进行聚合反应，反应完成后，物料通过双釜轮流切换连续进入闪蒸脱低分子器和螺杆挤出机，其特征在于包括：
(1)脱水：将二甲基环硅氧烷和乙烯基环硅氧烷加入脱水釜中脱水，控制脱水温度为55℃-65℃，脱水时间2-5小时；
(2)聚合：将脱水后的物料转移入聚合釜，搅拌，加入封端剂，搅拌均匀后加入催化剂，然后氮气鼓泡釜内物料混合均匀，打开聚合釜蒸汽开始缓慢升温至85℃，控制蒸汽压力不超过0.4MPa，整个升温时间控制在30-50分钟，升温过程中每隔15分钟通入一定量的氮气鼓泡，直至物料开始聚合为止，鼓泡时间为5秒钟，鼓泡大小以聚合釜内物料能上下翻腾为准，物料聚合后，关闭聚合搅拌保温2小时后压料至脱低釜；
(3)脱低：控制脱低温度在148～155℃之间，真空度控制在0～700Pa，防止脱低过程中因高温胶料产生黄变。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述二甲基环硅氧烷、乙烯基环硅氧烷、封端剂、催化剂的质量比为(500)∶(25-50)∶(0.5-1.5)∶(0.01-0.03)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述封端剂为5-50mPa·s低粘度二甲基硅油。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化剂为由四甲基氢氧化铵和二甲基环硅氧烷制备的碱胶。
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