CN107383487A - 一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，包括以下步骤：将丁二烯、丙烯腈和助剂共同乳化充分得乳化液；将乳化液和聚合引发剂加入到聚合釜中，进行聚合反应，加入终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆；将丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，混炼均匀得混炼胶；将混炼胶硫化后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。本发明由反应单体丁二烯、丙烯腈加助剂乳化后，加聚合引发剂低温聚合，然后与增加助剂混炼后，硫化、喷雾干燥而得，所得特种丁腈橡胶具有良好的稳定性、耐磨性、耐高低温性、抗老化性和缓冲性，可广泛应用于生产汽车轮胎，综合性能优良，适合工业化生产，值得推广。

Description

一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺
技术领域
本发明涉及橡胶生产技术领域，尤其涉及一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展，世界轮胎用橡胶的消耗量与日俱增，约占橡胶消耗总量的62％以上。现有技术中，大多数汽车轮胎材料的主要成份是天然橡胶或者合成橡胶，天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好，其综合性能优越过合成橡胶，但由于产量低，价格贵等缺陷，多用于高级轮胎，而大部分轮胎由合成橡胶制成。
丁腈橡胶作为合成橡胶中应用较为广泛的一种，具有耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强等优点，广泛地应用于航空航天、冶金电力、石油石化、汽车等领域。普通丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得，主要采用低温乳液聚合法生产，上述生产方法存在操作严格复杂，工艺条件苛刻，原料用量大，成本高，生产效率低，所得丁腈橡胶存在耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低等缺陷。因此，普通丁腈用于生产轮胎，普遍存在耐磨性差、抗老化性差、稳定性差、弹性差及缓冲性能不佳等缺陷。基于上述陈述，本发明提出了一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺。
一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，包括以下步骤：
S1、按质量比1～2:1～2:3～7，将丁二烯、丙烯腈和助剂共同加入到乳化槽中，以720～880r/min的转速进行搅拌乳化，乳化充分得乳化液；
S2、将步骤S1中所得的乳化液加入到聚合釜中，加入聚合引发剂，在8～12℃的温度下进行聚合反应，反应5～8h，加入终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆；
S3、按质量比38～42:1，将步骤S2中所得的丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，在压力为4.8～6.5MPa，温度为140～152℃的条件下，混炼4～8min，混炼均匀，得混炼胶；
S4、在132～138℃的温度下，将步骤S3中所得的混炼胶在平板硫化机上硫化5～12min，然后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。
优选的，所述步骤S1中助剂为质量比为1～1.8:0.7～1.1:2～3:0.5～0.8:12～17的歧化松香酸钾皂、氢氧化钠、三乙醇胺、焦磷酸钠和去离子水的混合物。
优选的，所述步骤S2中聚合引发剂为质量比为1～3:2.5～5:1～1.8的四氯化钛、过氧化氢、氯化亚铁的组合物，其加入量为乳化液总量的4.5～6.9％。
优选的，所述步骤S2中的终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠或亚硝酸钠中的一种，其加入量为乳化液总量的0.2～0.6％。
优选的，所述步骤S2中当聚合反应进行1h、2.2h和3.5h时，分别加入乳化液总量1～2％的分子量调节剂。
优选的，所述步骤S3中的增强助剂包括环氧大豆油、炭黑、活性钙、防老剂D、邻苯二甲酸丁苄酯、丙烯酸酯和硬脂酸钡。
本发明提出的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，由反应单体丁二烯、丙烯腈加助剂乳化后，加聚合引发剂低温聚合，然后与增加助剂混炼后，硫化、喷雾干燥而得，所得特种丁腈橡胶具有良好的稳定性、耐磨性、耐高低温性、抗老化性和缓冲性，可广泛应用于生产汽车轮胎，综合性能优良，本发明提出的生产工艺操作简单，反应条件温和，生产效率高，所用原料简单易得，生产成本低，适合工业化生产，值得推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，包括以下步骤：
S1、按质量比1:2:7，将丁二烯、丙烯腈和助剂共同加入到乳化槽中，以880r/min的转速进行搅拌乳化，乳化充分得乳化液，其中助剂为质量比为1.8:1.1:3:0.8:17的歧化松香酸钾皂、氢氧化钠、三乙醇胺、焦磷酸钠和去离子水的混合物；
S2、将步骤S1中所得的乳化液加入到聚合釜中，加入乳化液总量6.9％的聚合引发剂，在12℃的温度下进行聚合反应，当聚合反应进行1h、2.2h和3.5h时，分别加入乳化液总量2％的分子量调节剂，反应8h，加入乳化液总量0.6％的终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆，其中聚合引发剂为质量比为3:5:1.8的四氯化钛、过氧化氢、氯化亚铁的组合物，终止剂为亚硝酸钠；
S3、按质量比42:1，将步骤S2中所得的丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，在压力为6.5MPa，温度为152℃的条件下，混炼8min，混炼均匀，得混炼胶，其中增强助剂包括环氧大豆油、炭黑、活性钙、防老剂D、邻苯二甲酸丁苄酯、丙烯酸酯和硬脂酸钡；
S4、在138℃的温度下，将步骤S3中所得的混炼胶在平板硫化机上硫化12min，然后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。
实施例二
本发明提出的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，包括以下步骤：
S1、按质量比2:1.5:5，将丁二烯、丙烯腈和助剂共同加入到乳化槽中，以800r/min的转速进行搅拌乳化，乳化充分得乳化液，其中助剂为质量比为1.4:0.9:2.5:0.7:15的歧化松香酸钾皂、氢氧化钠、三乙醇胺、焦磷酸钠和去离子水的混合物；
S2、将步骤S1中所得的乳化液加入到聚合釜中，加入乳化液总量5.7％的聚合引发剂，在10℃的温度下进行聚合反应，当聚合反应进行1h、2.2h和3.5h时，分别加入乳化液总量1.5％的分子量调节剂，反应6.5h，加入乳化液总量0.4％的终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆，其中聚合引发剂为质量比为2:4:1.4的四氯化钛、过氧化氢、氯化亚铁的组合物，终止剂为多硫化钠；
S3、按质量比40:1，将步骤S2中所得的丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，在压力为5.6MPa，温度为146℃的条件下，混炼6min，混炼均匀，得混炼胶，其中增强助剂包括环氧大豆油、炭黑、活性钙、防老剂D、邻苯二甲酸丁苄酯、丙烯酸酯和硬脂酸钡；
S4、在135℃的温度下，将步骤S3中所得的混炼胶在平板硫化机上硫化9min，然后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。
实施例三
本发明提出的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，包括以下步骤：
S1、按质量比1:1:3，将丁二烯、丙烯腈和助剂共同加入到乳化槽中，以720r/min的转速进行搅拌乳化，乳化充分得乳化液，其中助剂为质量比为1:0.7:2:0.5:12的歧化松香酸钾皂、氢氧化钠、三乙醇胺、焦磷酸钠和去离子水的混合物；
S2、将步骤S1中所得的乳化液加入到聚合釜中，加入乳化液总量4.5％的聚合引发剂，在8℃的温度下进行聚合反应，当聚合反应进行1h、2.2h和3.5h时，分别加入乳化液总量1％的分子量调节剂，反应5h，加入乳化液总量0.2％的终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆，其中聚合引发剂为质量比为1:2.5:1的四氯化钛、过氧化氢、氯化亚铁的组合物，终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠；
S3、按质量比38:1，将步骤S2中所得的丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，在压力为4.8MPa，温度为140℃的条件下，混炼4min，混炼均匀，得混炼胶，其中增强助剂包括环氧大豆油、炭黑、活性钙、防老剂D、邻苯二甲酸丁苄酯、丙烯酸酯和硬脂酸钡；
S4、在132℃的温度下，将步骤S3中所得的混炼胶在平板硫化机上硫化5min，然后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。
分别测试本发明实施例一～三中制备的轮胎用特种丁腈橡胶的综合性能，并与进口的丁腈橡胶(作对比例)性能进行对比，得出如下结果：
实施例一 实施例二 实施例三 对比例
拉伸强度(MPa) 28.9 35.4 32.8 15.5
断裂伸长率(％) 585 628 612 340
100％定伸强度 8.92 9.34 9.07 5.8
玻璃化温度(℃) -39 -46 -42 -8
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按质量比1～2:1～2:3～7，将丁二烯、丙烯腈和助剂共同加入到乳化槽中，以720～880r/min的转速进行搅拌乳化，乳化充分得乳化液；
S2、将步骤S1中所得的乳化液加入到聚合釜中，加入聚合引发剂，在8～12℃的温度下进行聚合反应，反应5～8h，加入终止剂终止聚合反应，经脱气处理得丁腈胶浆；
S3、按质量比38～42:1，将步骤S2中所得的丁腈胶浆和增强助剂共同加入到混炼机中，在压力为4.8～6.5MPa，温度为140～152℃的条件下，混炼4～8min，混炼均匀，得混炼胶；
S4、在132～138℃的温度下，将步骤S3中所得的混炼胶在平板硫化机上硫化5～12min，然后利用干燥塔雾化干燥，得固体丁腈橡胶粉末。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中助剂为质量比为1～1.8:0.7～1.1:2～3:0.5～0.8:12～17的歧化松香酸钾皂、氢氧化钠、三乙醇胺、焦磷酸钠和去离子水的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中聚合引发剂为质量比为1～3:2.5～5:1～1.8的四氯化钛、过氧化氢、氯化亚铁的组合物，其加入量为乳化液总量的4.5～6.9％。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中的终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠或亚硝酸钠中的一种，其加入量为乳化液总量的0.2～0.6％。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中当聚合反应进行1h、2.2h和3.5h时，分别加入乳化液总量1～2％的分子量调节剂。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎用特种丁腈橡胶生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中的增强助剂包括环氧大豆油、炭黑、活性钙、防老剂D、邻苯二甲酸丁苄酯、丙烯酸酯和硬脂酸钡。
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