CN109399679A - 三氧化二铝催化剂的制备方法及其在丁基橡胶中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三氧化二铝催化剂的制备方法，包括：将氢氧化铝烘干后粉碎成颗粒，然后在350～450℃下进行第一次焙烧，得到x‑ρ氧化铝粉；向上述x‑ρ氧化铝粉中加入田箐粉，并搅拌均匀，得到混合粉体；用氢氧化钠溶液对上述混合粉体进行喷淋，然后在30～35℃下进行固化，得到固化氧化铝混合粉；将上述固化氧化铝混合粉筛分除杂后在450～480℃下进行第二次焙烧，即得三氧化二铝催化剂。本发明还提供了上述三氧化二铝催化剂在丁基橡胶中的应用。本发明的方法工艺简单、成本低廉，得到的三氧化二铝催化剂应用在丁基橡胶工艺中表明，二甲醚被降低至0.1％以下，整个过程也无水分超标情况发生，制备的丁基橡胶质量良好。

Description

三氧化二铝催化剂的制备方法及其在丁基橡胶中的应用
技术领域
本发明涉及化学助剂领域，特别涉及一种三氧化二铝催化剂的制备方法及 其在丁基橡胶中的应用。
背景技术
丁基橡胶是由异丁烯与少量异戊二烯无规则共聚而成的橡胶共聚物，具有 良好的化学稳定性、热稳定性、抗臭氧性和令人满意的阻尼性。目前加工丁基 橡胶采取的是淤浆法生产工艺，即以AlCl-H20和二甲醚为引发剂，氯甲烷为 稀释剂。在零下-98～-88℃下进行阳离子共聚合反应而制得。在加工工程中， 若氯甲烷中的水和二甲醚的含量过高，会造成反应难以控制，若过低则会导致 反应终止。其原因是二甲醚和氯甲烷的分子质量和沸点接近，在氯甲烷干燥塔 中很难将氯甲烷和二甲醚彻底的分离出来，从而直接影响反应的平衡运行，造 成丁基橡胶达不到质量要求。
1969～1970在通过一系列的研究试验中，研究人员采用加氢汽油/氯烷为 溶剂，铝一钒催化的加工体系，来解决在氯甲烷干燥塔中去除水和二甲醚杂质 的问题，但效果不理想。经1978年兰州会议鉴定此丁基橡胶研究加工体系的 丁基橡胶产品还是不稳定，其性能达不到质量要求。目前，国外氯甲烷干燥装 置中采用的是F-200处理体系，但产品质量也不稳定。
国内传统的丁基橡胶氯甲烷干燥装置使用的除杂体系为巴斯夫F-200及 法国阿克森斯Axsorb A2-5mm橡胶新鲜剂等，但存在二甲醚峰值波动大的现 象，达不到合格标准。通过加大原料氯甲烷的投入量夹带出二甲醚的方法能耗 太大，干燥周期也短，并且吸附的水解析效果不强。
发明内容
为解决上述技术难题，本发明的目的在于提供一种三氧化二铝催化剂的制 备方法及其在丁基橡胶中的应用，以在丁基橡胶合成工艺氯甲烷干燥装置中能 彻底去除氯甲烷中的水和二甲醚杂质，保障丁基橡胶质量。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种三氧化二铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将氢氧化铝烘干后粉碎成颗粒，然后在350～450℃下进行第一次焙烧， 得到x-ρ氧化铝粉；
2)向步骤1)所得x-ρ氧化铝粉中加入田箐粉，并搅拌均匀，得到混合 粉体；
3)用氢氧化钠溶液对步骤2)所得混合粉体进行喷淋，然后在30～35℃下 进行固化，得到固化氧化铝混合粉；
4)将步骤3)所得固化氧化铝混合粉进行筛分除杂，然后在450～480℃下 进行第二次焙烧，即得三氧化二铝催化剂。
优选地，步骤1)中烘干温度为120～135℃。
优选地，步骤1)中粉碎后颗粒为可通过450～550目筛的颗粒。
优选地，步骤1)中第一次焙烧时间为0.5～0.8s。
优选地，步骤2)中田箐粉质量占x-ρ氧化铝粉质量的10～15％。
优选地，步骤3)所述氢氧化钠溶液的PH＝8～9。
优选地，步骤3)中固化时间为15～18h。
优选地，步骤4)中第二次焙烧时间为60～90min。
本发明还提供一种上述方法制备的三氧化二铝催化剂在丁基橡胶中的应 用。
本发明制得的三氧化二铝催化剂是一种高比表面积、高孔容和高选择性的 催化剂，能在丁基橡胶合成工艺中吸附丁基橡胶合成工艺中氯甲烷原料中的二 甲醚及氯甲烷干燥装置中的水，使其分离，从而保证丁基橡胶的质量及产品标 准。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
本发明提供的三氧化二铝催化剂的制备方法工艺步骤简单、成本低廉。
本发明提供的三氧化二铝催化剂的制备方法中田箐粉的加入使氧化铝固 化效果更好，增大了三氧化二铝催化剂的比表面积和抗压强度，提高了催化剂 的吸附效果，有利于在正负压交替的工艺中使用该催化剂。
本发明提供的三氧化二铝催化剂的制备方法中使用氢氧化钠溶液对氧化 铝混合粉体进行喷淋，将混合粉体喷淋成球形，再进行固化处理，提高了三氧 化二铝催化剂的孔径和孔容，并降低了灼烧矢量，从而提高了催化剂的吸附效 果。
本发明提供的三氧化二铝催化剂在丁基橡胶中的应用表明，在二甲醚的吸 附反应处理(钝化)8h后测定二甲醚降低于0.1％(钝化合格标准为二甲醚含 量≤0.1％)。整个过程也无水分超标情况发生，制备得到的丁基橡胶质量良好。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本 领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
实施例1
将氢氧化铝在130℃下烘干、粉碎成颗粒过500目筛，然后在400℃下焙 烧0.5s，得到x-ρ氧化铝粉；用水对所得x-ρ氧化铝粉进行喷淋，再在30℃ 下固化16h，得到固化氧化铝粉；所得固化氧化铝粉筛分除杂后在450℃下焙 烧80min，即得样品A。
实施例2
将氢氧化铝在130℃下烘干、粉碎成颗粒过500目筛，然后在400℃下焙 烧0.5s，得到x-ρ氧化铝粉；用PH＝8的氢氧化钠溶液对所得x-ρ氧化铝粉进 行喷淋，然后在30℃下固化16h，得到固化氧化铝粉；所得固化氧化铝粉筛分 除杂后在450℃下焙烧80min，即得样品B。
实施例3
将氢氧化铝在130℃下烘干、粉碎成颗粒过500目筛，然后在400℃下焙 烧0.5s，得到x-ρ氧化铝粉；向所得x-ρ氧化铝粉中加入占x-ρ氧化铝粉质 量为10％的田箐粉，并搅拌均匀，得到混合粉体；用PH＝8的氢氧化钠溶液对 混合粉体进行喷淋，然后在30℃下固化16h，得到固化氧化铝混合粉；所得固 化氧化铝混合粉筛分除杂后在450℃下焙烧80min，即得样品C。
实施例4
将氢氧化铝在120℃下烘干、粉碎成颗粒过450目筛，然后在350℃下焙 烧0.6s，得到x-ρ氧化铝粉；向所得x-ρ氧化铝粉中加入占x-ρ氧化铝粉质 量为12％的田箐粉，并搅拌均匀，得到混合粉体；用PH＝9的氢氧化钠溶液对 混合粉体进行喷淋，然后在35℃下固化15h，得到固化氧化铝混合粉；所得固 化氧化铝粉筛分除杂后在460℃下进行焙烧60min，即得样品D。
样品D与F-200检测指标对比：
检测项目 计量单位 F-200 样品D
孔径 nm - 0.5
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ％ 92.7 93.27
灼烧失量 ％ 7.0 5.04
振实密度 kg/m<sup>3</sup> 780 780
比表面积 m<sup>2</sup>/g 252 261
孔容 cm<sup>3</sup>/g 0.50 0.50
抗压强度 N/颗 137 149
从上表可以看出，实施例4得到的三氧化二铝催化剂的比表面积与抗压强 度高于进口巴斯夫干燥剂。高的抗压强度有利于催化剂在正负压交替的工况下 使用。
实施例5
将氢氧化铝在135℃下烘干、粉碎成颗粒过550目筛，然后在450℃下焙 烧0.8s，得到x-ρ氧化铝粉；向所得x-ρ氧化铝粉中加入占x-ρ氧化铝粉质 量为15％的田箐粉，并搅拌均匀，得到混合粉体；用PH＝9的氢氧化钠溶液对 混合粉体进行喷淋，然后在32℃下固化18h，得到固化氧化铝混合粉；所得固 化氧化铝粉筛分除杂后在480℃下焙烧90min，即得样品E。
由上表可知，制备过程中加入氢氧化钠溶液对混合粉体进行喷淋有效提高 了三氧化二铝催化剂的孔径和孔容，并降低了灼烧矢量，对提高吸附效果有利。 制备过程中向所得x-ρ氧化铝粉中加入田箐粉，使氧化铝固化效果更好，增大 了三氧化二铝催化剂的比表面积和抗压强度，提高了催化剂的吸附效果，有利 于在正负压交替的工艺中使用该催化剂。
实施例6
将样品D应用在丁基橡胶中。
本发明制得三氧化二铝催化剂应用在丁基橡胶的催化活性对比：
催化剂样品 样品A 样品B 样品C 样品D 样品E
二甲醚脱除率(％) <90 >95 >99 >99.9 >99.9
二甲醚的吸附反应(钝化)情况：钝化时二甲醚逐渐上升至最大值，接着 随着钝化的进行，二甲醚含量逐渐下降，钝化8h后，二甲醚将至0.1％以下(钝 化合格的标准二甲醚含量≤0.1％)，钝化完成。
脱水情况：整个过程中未干燥效果较好，未发生水分超标的情况，制备得 到的丁基橡胶质量良好。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将氢氧化铝烘干后粉碎成颗粒，然后在350～450℃下进行第一次焙烧，得到x-ρ氧化铝粉；
2)向步骤1)所得x-ρ氧化铝粉中加入田箐粉，并搅拌均匀，得到混合粉体；
3)用氢氧化钠溶液对步骤2)所得混合粉体进行喷淋，然后在30～35℃下进行固化，得到固化氧化铝混合粉；
4)将步骤3)所得固化氧化铝混合粉进行筛分除杂，然后在450～480℃下进行第二次焙烧，即得三氧化二铝催化剂。
2.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中烘干温度为120～135℃。
3.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中粉碎后颗粒为可通过450～550目筛的颗粒。
4.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中第一次焙烧时间为0.5～0.8s。
5.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中田箐粉质量占x-ρ氧化铝粉质量的10～15％。
6.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)所述氢氧化钠溶液的PH＝8～9。
7.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中固化时间为15～18h。
8.如权利要求1所述三氧化二铝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4)中第二次焙烧时间为60～90min。
9.如权利要求1～8任意一项所述方法制备的三氧化二铝催化剂在丁基橡胶中的应用。
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