CN114380948A - 丁腈橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

丁腈橡胶及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114380948A
CN114380948A CN202011129895.0A CN202011129895A CN114380948A CN 114380948 A CN114380948 A CN 114380948A CN 202011129895 A CN202011129895 A CN 202011129895A CN 114380948 A CN114380948 A CN 114380948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylonitrile
butadiene
nitrile rubber
molecular weight
initiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011129895.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114380948B (zh
Inventor
范永将
李彤霞
岳德强
王福善
席永盛
李冬红
张守汉
高卫光
李红春
任彩霞
常忠民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Petrochina Co Ltd
Original Assignee
Petrochina Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petrochina Co Ltd filed Critical Petrochina Co Ltd
Priority to CN202011129895.0A priority Critical patent/CN114380948B/zh
Publication of CN114380948A publication Critical patent/CN114380948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114380948B publication Critical patent/CN114380948B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F236/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/12Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated with nitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2003/1034Materials or components characterised by specific properties
    • C09K2003/1078Fire-resistant, heat-resistant materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明提供一种丁腈橡胶及其制备方法和应用,该制备方法包括:将含有丁二烯、丙烯腈、反应性防老剂N‑(4‑(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺和部分分子量调节剂的原料体系进行聚合反应;当反应转化率达到55‑60%时,加入剩余部分分子量调节剂;当反应转化率达到80‑85%时,终止反应,得到丁腈橡胶。采用本发明的制备方法,所得丁腈橡胶中结合丙烯腈含量为27‑29%,门尼粘度ML(1+4) 100℃范围为40‑60,该丁腈橡胶具有良好的加工性能和优异的耐高温性能。

Description

丁腈橡胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域,特别涉及一种丁腈橡胶及其制备方法和应用。
背景技术
丁腈橡胶(NBR)又称丁二烯-丙烯腈橡胶,是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的一类橡胶产品,其属于通用性材料,被广泛应用于石油和汽车等工业领域。
随着工业发展,对NBR的性能要求也越来越高,尤其是诸如“O”型圈、油封等耐油密封件类橡胶制品领域,通常对NBR的拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性等性能均有特定的要求,例如,该类密封件类橡胶制品的应用环境(一般是热油或热空气中使用)的温度通常高达130-150℃,而传统NBR的使用温度上限大部分为120℃,不能满足工业长期使用要求。研究表明,NBR中,结合丙烯腈含量的增加,可以在一定程度上提高其耐高温性能,然而,结合丙烯腈含量的增加易造成NBR硫化胶弹性、抗压缩永久性等性能变差,使得老化过程性能保持率较低,因此,传统NBR不能兼顾其耐高温性能和拉伸强度/扯断伸长率等力学性能,使用寿命有限。
目前的一些方案中通常是通过加入抗氧化剂的方式来延缓或抑制NBR被氧化的过程,以阻止其老化,提高其使用过程中的力学等性能的保持率,然而,加入的抗氧化剂高温环境下易于被抽出,从而造成对NBR物理防护和化学防护的失效。
反应性防老剂(或称聚合型防老剂)兼具防老化和聚合功能,其参与聚合物的制备时,能够于单体聚合过程中进入二烯类聚合物的主链成为聚合物产品的一部分,因此,引入反应性防老剂能够在一定程度上提高聚合物的稳定性,相对抗氧化剂,该防老剂不易因热油等高温环境而被抽出,使得聚合物产品具有更长的使用寿命。
常见的反应性防老剂主要有胺类或酚类化合物,例如,美国专利文献US3767628公开了反应性防老剂N-(4-(苯胺基)苯基)马来酰亚胺,US3956298和US4066616公开了N-[2-羟基-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙基]马来酰亚胺反应性防老剂,加拿大专利文献677494公开了反应性防老剂2,6-二-叔丁基-4-(N-马来酰亚胺甲基)苯酚等。虽然已有公开反应性防老剂参与丁腈橡胶等聚合物的合成,然而目前大部分丁腈橡胶的制备过程复杂,且丁腈橡胶的加工性能较差,同时其拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能亦有待进一步提高。
因此,优化丁腈橡胶合成工艺,提高丁腈橡胶的加工性能,同时使其具有良好的耐高温性能、拉伸强度及扯断伸长率等性能,是本领域技术人员所面临的重要课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种丁腈橡胶的制备方法,该方法能够制得兼具良好的拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、易加工性能的丁腈橡胶产品,可有效克服现有技术所存在的缺陷。
本发明还提供一种丁腈橡胶,该丁腈橡胶兼具良好拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、易加工性能等优良品质,尤其可适用于作为耐高温密封件材料。
本发明还提供一种上述丁腈橡胶在耐高温密封件方面的应用,可以提高密封件的耐高温和密封性能。
本发明的一方面,提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括:
将含有丁二烯、丙烯腈、反应性防老剂和部分分子量调节剂的原料体系进行聚合反应;当反应转化率达到55-60%时,加入剩余部分分子量调节剂;当反应转化率达到80-85%时,终止反应,得到丁腈橡胶。
其中,以反应单体丁二烯与丙烯腈总量为100重量份计,丁二烯为71-73份,丙烯腈为27-29份。
本发明提供的制备方法,将丁二烯和丙烯腈单体与反应性防老剂进行三元共聚,同时在聚合反应中引入分子量调节剂,并控制分子量调节剂的分步加入时机以及终止反应时机,可以制得兼具良好拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、加工性能等优良品质的丁腈橡胶产品,该产品尤其可作为耐高温密封件等橡胶制品的材料,且本发明的制备方法具有制备工艺简单、易操作等优点。
为了便于理解和计算,本发明中原料的计算以丁二烯和丙烯腈这两种单体质量之和为100份这一标准计算,当丁二烯的加入量为71-73份时,相应地,丙烯腈的加入量为27-29份,比如丁二烯的加入量为71份,则丙烯腈的加入量为29份,再比如丁二烯的加入量为73份,则丙烯腈的加入量为27份。
根据本发明的进一步研究,上述反应性防老剂一般可以包括N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺,采用该防老剂,更利于聚合反应的进行以及所制得的丁腈橡胶产品耐高温等性能的提升。
进一步地,反应性防老剂的用量可以为上述丁二烯与丙烯腈总量的1.0-2.0%。
在上述三元共聚过程中,控制分子量调节剂的加入时机,协同配合终止反应时机以及丁二烯与丙烯腈单体用量等条件,可制得上述特定性能的丁腈橡胶产品,经进一步研究,原料体系中加入的部分分子量调节剂一般可以占分子量调节剂总量的60-70%,相应地,在转化率达到55-60%时,加入的剩余部分分子量调节剂占分子量调节剂总量的30-40%。
通过在上述特定反应时机加入特定量的分子量调节剂,利于制得具有特定门尼粘度等特性的丁腈橡胶,使得丁腈橡胶具有更为突出的力学及耐高温等性能,从而延长橡胶的使用寿命,尤其可使其适用于作为耐高温密封件等橡胶制品的材料。
本发明可采用本领域常规分子量调节剂,对此可不做特别限制。在一优选实施方式中,分子量调节剂一般可具体包括叔十二碳硫醇和正十二碳硫醇中的至少一种,更利于与聚合反应体系中的各单体等原料协同配合,制得上述特定的丁腈橡胶产品。
通过调节分子量调节剂的用量,可以调控橡胶产品的分子量等参数,以进一步提高其应用性能,在本发明的一实施方式中,分子量调节剂的用量(即上述部分分子量调节剂和剩余部分分子量调节剂的质量之和)可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.5-0.8%。
一般情况下,上述制备过程中,聚合反应温度一般可以为8-12℃,能够进一步提高所制得的丁腈橡胶的综合性能。
聚合反应通常需要引发剂进行引发,在本发明的实施过程中,引发上述聚合反应所用的引发剂可以是亚铁盐类引发剂与过氧化物类引发剂的复配体系,更利于聚合反应的引发和进行。
进一步地,上述聚合反应的引发过程具体可以包括:使上述原料与第一引发剂混合,然后控温至8-12℃,加入第二引发剂,引发所述聚合反应;其中,所述第一引发剂为亚铁盐类引发剂,第二引发剂为过氧化物类引发剂。
具体地,亚铁盐类引发剂可以包括乙二胺四乙酸铁钠盐;和/或,过氧化物类引发剂可以包括过氧化氢二异丙苯和过氧化氢异丙苯等有机过氧化物类引发剂中的至少一种。其中,第一引发剂的用量一般可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.01-0.05%,和/或,第二引发剂的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.01-0.1%,进一步可以0.05-0.1%。
上述聚合反应具体可以是乳液聚合反应,具体实施时,上述原料体系还包括乳化剂,该乳化剂可以是包括直链烷基苯磺酸和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的复合体系,其用量一般可以为丁二烯与丙烯腈总量的2.0-3.0%,其中,直链烷基苯磺酸的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的1.7-2.8%,萘磺酸甲醛缩合物钠盐的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.2-0.3%。采用直链烷基苯磺酸和萘磺酸甲醛缩合物钠盐两种乳化剂复配使用,可以起到协同作用,提高胶乳稳定性,利于聚合反应的进行以及丁腈橡胶产品的性能。
本发明中,形成上述乳液聚合体系所用的水可以是工业软水等本领域常规用水,以质量计,其用量可以是丁二烯与丙烯腈总量的2-2.5倍。
在本发明的具体实施过程中,上述原料体系一般还可以包括电解质和螯合剂中的至少一种。
具体地,所用电解质可以是本领域常用电解质,在一实施方式中,一般可以包括可溶性碳酸盐、磷酸盐、盐酸盐中的至少一种,具体可以是相应的碱金属盐,比如可以是碳酸钠等钠盐。所用螯合剂亦可以是本领域常规螯合剂,比如可以包括乙二胺四乙酸或其二钠盐或二者的混合物。
进一步地,电解质的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.1-0.5%,和/或,螯合剂的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.01-0.05%。
具体实施时,上述聚合反应可以在氮气等惰性氛围下进行,当反应转化率达到80-85%时,采用终止剂终止反应。本发明所用终止剂及其用量均可以是本领域常规,对此不做特别限制,例如,终止剂可以为硫酸羟胺,在本发明的一实施例中,终止剂的用量可以为丁二烯与丙烯腈总量的0.15%。
上述制备过程中,聚合反应终止后,得到含有丁腈橡胶的胶乳产物,可以对其进行脱气、凝聚、洗涤和干燥等处理,得到丁腈橡胶产品。其中,脱气、凝聚、洗涤和干燥等处理均为本领域常规,本发明对此不做限制,不再赘述。
上述反应可采用本领域常规聚合釜进行,在本发明的一具体实施例中,在聚合釜中依次投入水、丁二烯、丙烯腈、反应性防老剂、乳化剂、第一引发剂、螯合剂、电解质以及部分分子量调节剂,然后控温,当反应温度达到8-12℃时,加入第二引发剂,开始聚合反应;当反应转化率达到55-60%时,加入剩余部分分子量调节剂,继续聚合反应;当反应转化率达到80-85%时加入终止剂,出料,并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
上述聚合反应最好在惰性氛围下进行,本发明对如何保证反应釜内的惰性氛围不做特别限定,可以采用目前乳液聚合反应惯用的技术手段,比如可以在加入原料之前,对聚合釜实施抽真空处理,然后采用氮气置换多次,以实现惰性氛围。
本发明对聚合釜不做特别限定,可以根据原料的加入量选择适宜型号的聚合釜。在本发明具体实施过程中,可以采用10L聚合釜。
本发明中,如无特别说明,表示用量或含量的百分数均是以质量计。
本发明的另一方面,还提供一种丁腈橡胶,采用上述制备方法制得。
根据本发明的研究,通过上述工艺控制,可以合成得到特定的丁腈橡胶产品,该丁腈橡胶的门尼粘度一般为ML(1+4) 100℃为40-60,比如可以为43-56,结合丙烯腈含量为27-29%,其能够表现出良好的加工性能。此外,由上述制备方法制得的丁腈橡胶还具有如下特性:拉伸强度为15-20MPa,一般为15-18MPa或16-18MPa;扯断伸长率为400-450%,一般为410-450或410-430。
本发明的再一方面,还提供一种上述丁腈橡胶在耐高温密封件方面的应用。
如上所述,上述丁腈橡胶兼具良好的拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、加工性能等品质,其可作为耐高温密封件的材料。经试验,采用上述丁腈橡胶形成的密封件,不仅具有良好的密封性能,还具有优异的耐高温性能,可以于130-150℃的环境下应用,且具有较长的使用寿命;此外,该密封件还具有良好的耐油性。
具体地,上述密封件可以是“O”型圈、油封等耐油密封件。
本发明的实施,至少具有如下有益效果:
本发明提供的丁腈橡胶的制备方法,可以制得兼具良好的拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、易加工性能的丁腈橡胶产品,且具有制备工艺简单、能耗低、聚合过程稳定性好等优点,利于实际工业化生产。
本发明提供的丁腈橡胶,采用上述制备方法制得,具良好拉伸强度、扯断伸长率等力学性能以及耐高温性能、易加工性能等优良品质,尤其可适用于作为耐高温密封件材料。
本发明提供的上述丁腈橡胶在耐高温密封件方面的应用,采用上述丁腈橡胶作为密封件的材料,加工容易,同时可以使得密封件具有良好的耐高温和密封性能,延长密封件的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中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
本发明提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括以下过程:
10L聚合釜抽真空,氮气置换,真空度达-0.1Mpa,依次投入软水、丁二烯、丙烯腈、N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐(第一引发剂)、乙二胺四乙酸、碳酸钠以及部分分子量调节剂叔十二碳硫醇,然后控温,当反应温度达到12℃,加入过氧化氢二异丙苯(第二引发剂);当反应转化率达到55%时,加入剩余部分分子量调节剂叔十二碳硫醇。当反应转化率达到85%时,加入终止剂,出料、并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
其中,以质量计,各原料加入量如下:丁二烯为72份,丙烯腈为28份;以丁二烯和丙烯腈的加入量之和为100份计,软水220份,N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺1.5份、十二烷基苯磺酸2.5份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.2份、乙二胺四乙酸铁钠盐0.05份、乙二胺四乙酸0.02份、碳酸钠0.2份、过氧化氢二异丙苯0.05份、部分分子量调节剂0.5份、剩余部分分子量调节剂0.1份、硫酸羟胺0.15份。
实施例2
本发明提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括以下过程:
10L聚合釜抽真空,氮气置换,真空度达-0.1Mpa,依次投入软水、丁二烯、丙烯腈、N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐(第一引发剂)、乙二胺四乙酸、碳酸钠以及部分分子量调节剂叔十二碳硫醇,然后控温,当反应温度达到12℃,加入过氧化氢二异丙苯(第二引发剂);当反应转化率达到55%时,加入剩余部分分子量调节剂叔十二碳硫醇。当反应转化率达到85%时,加入终止剂,出料、并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
其中,以质量计,各原料加入量如下:丁二烯为72份,丙烯腈为28份;以丁二烯和丙烯腈的加入量之和为100份计,软水220份,N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺1.5份、十二烷基苯磺酸2.8份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.2份、乙二胺四乙酸铁钠盐0.05份、乙二胺四乙酸0.02份、碳酸钠0.2份、过氧化氢二异丙苯0.05份、部分分子量调节剂0.5份、剩余部分分子量调节剂0.1份、硫酸羟胺0.15份。
实施例3
本发明提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括以下过程:
10L聚合釜抽真空,氮气置换,真空度达-0.1Mpa,依次投入软水、丁二烯、丙烯腈、N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐(第一引发剂)、乙二胺四乙酸、碳酸钠以及部分分子量调节剂叔十二碳硫醇,然后控温,当反应温度达到12℃,加入过氧化氢二异丙苯(第二引发剂);当反应转化率达到60%时,加入剩余部分分子量调节剂叔十二碳硫醇。当反应转化率达到85%时,加入终止剂,出料、并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
其中,以质量计,各原料加入量如下:丁二烯为72份,丙烯腈为28份;以丁二烯和丙烯腈的加入量之和为100份计,软水220份,N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺1.5份、十二烷基苯磺酸1.7份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.2份、乙二胺四乙酸铁钠盐0.05份、乙二胺四乙酸0.02份、碳酸钠0.2份、过氧化氢二异丙苯0.05份、部分分子量调节剂0.5份、剩余部分分子量调节剂0.1份、硫酸羟胺0.15份。
实施例4
本发明提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括以下过程:
10L聚合釜抽真空,氮气置换,真空度达-0.1Mpa,依次投入软水、丁二烯、丙烯腈、N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐(第一引发剂)、乙二胺四乙酸、碳酸钠以及部分分子量调节剂叔十二碳硫醇,然后控温,当反应温度达到12℃,加入过氧化氢二异丙苯(第二引发剂);当反应转化率达到56%时,加入剩余部分分子量调节剂叔十二碳硫醇。当反应转化率达到85%时,加入终止剂,出料、并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
其中,以质量计,各原料加入量如下:丁二烯为72份,丙烯腈为28份;以丁二烯和丙烯腈的加入量之和为100份计,软水220份,N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺1份、十二烷基苯磺酸2.5份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.2份、乙二胺四乙酸铁钠盐0.05份、乙二胺四乙酸0.02份、碳酸钠0.2份、过氧化氢二异丙苯0.05份、部分分子量调节剂0.5份、剩余部分分子量调节剂0.1份、硫酸羟胺0.15份。
实施例5
本发明提供一种丁腈橡胶的制备方法,包括以下过程:
10L聚合釜抽真空,氮气置换,真空度达-0.1Mpa,依次投入软水、丁二烯、丙烯腈、N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、乙二胺四乙酸铁钠盐(第一引发剂)、乙二胺四乙酸、碳酸钠以及部分分子量调节剂叔十二碳硫醇,然后控温,当反应温度达到12℃,加入过氧化氢二异丙苯(第二引发剂);当反应转化率达到58%时,加入剩余部分分子量调节剂叔十二碳硫醇。当反应转化率达到85%时,加入终止剂,出料、并进行脱气、凝聚、洗涤、干燥,得到丁腈橡胶。
其中,以质量计,各原料加入量如下:丁二烯为72份,丙烯腈为28份;以丁二烯和丙烯腈的加入量之和为100份计,软水220份,N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺2份、十二烷基苯磺酸2.5份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.2份、乙二胺四乙酸铁钠盐0.05份、乙二胺四乙酸0.02份、碳酸钠0.2份、过氧化氢二异丙苯0.1份、部分分子量调节剂0.5份、剩余部分分子量调节剂0.1份、硫酸羟胺0.15份。
对比例1
本对比例提供一种丁腈橡胶的制备方法,所用原料与制备过程与实施例1基本一致,区别仅在于,分子量调节剂总加入量为反应单体总量的1%,反应转化率达到70%时加入终止剂终止反应。
对比例2
本对比例提供一种丁腈橡胶的制备方法,所用原料与制备过程与实施例1基本一致,区别仅在于,分子量调节剂总加入量为反应单体总量的0.4%,反应转化率达到90%时加入终止剂终止反应。
对比例3
本对比例提供一种丁腈橡胶的制备方法,所用原料与制备过程与实施例1基本一致,区别仅在于,反应转化率达到90%时加入终止剂终止反应。
测试例
将上述实施例1-5及对比例1-3制备得到的丁腈橡胶进行如下项目测试,其测试结果如表1所示。
1)门尼粘度ML(1+4)100℃:按照GB/T 1232-2000标准测定;
2)结合丙烯腈含量:按照SH/T 1157-1997标准测定;
3)拉伸强度:按照GB/T 528-1998标准测定;
4)扯断伸长率:按照GB/T 528-1998标准测定。
表1:
Figure BDA0002734809190000091
参见表1,通过对比实验例与对比例测试结果,说明通过加入反应性防老剂,合理设置反应体系的转化率与分子量调节剂的加入时机,并通过各原料的协同作用,使得丁腈橡胶具有适宜的门尼粘度,利于加工应用,同时亦可以使得丁腈橡胶具有良好的耐高温性能以及较高的拉伸强度和扯断伸长率等力学性能。
最后应说明的是:以上各实验例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实验例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实验例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实验例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种丁腈橡胶的制备方法,其特征在于,包括:
将含有丁二烯、丙烯腈、反应性防老剂和部分分子量调节剂的原料体系进行聚合反应;当反应转化率达到55-60%时,加入剩余部分分子量调节剂;当反应转化率达到80-85%时,终止反应,得到丁腈橡胶;
其中,以丁二烯与丙烯腈总量为100重量份计,丁二烯为71-73份,丙烯腈为27-29份。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述反应性防老剂包括N-(4-(苯胺基)苯基)甲基丙烯酰胺;
优选地,所述反应性防老剂的用量为所述丁二烯与丙烯腈总量的1.0-2.0%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述剩余部分分子量调节剂占分子量调节剂总量的10-20%。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征在于,所述分子量调节剂包括叔十二碳硫醇和正十二碳硫醇中的至少一种;
优选地,所述分子量调节剂的用量为所述丁二烯与丙烯腈总量的0.5-0.8%。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述聚合反应温度为8-12℃。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法,其特征在于,所述聚合反应的引发过程包括:使所述原料与第一引发剂混合,然后控温至8-12℃,加入第二引发剂,引发所述聚合反应;其中,所述第一引发剂为亚铁盐类引发剂,第二引发剂为过氧化物类引发剂;
所述亚铁盐类引发剂包括乙二胺四乙酸铁钠盐,和/或,所述过氧化物类引发剂包括过氧化氢二异丙苯和过氧化氢异丙苯中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,所述原料体系还包括乳化剂,所述乳化剂为包括直链烷基苯磺酸和萘磺酸甲醛缩合物钠盐的复合体系;
优选地,所述乳化剂的用量为所述丁二烯与丙烯腈总量的2.0-3.0%。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述原料体系还包括电解质和螯合剂中的至少一种;
优选地,电解质的用量为所述丁二烯与丙烯腈总量的0.1-0.5%,和/或,螯合剂的用量为所述丁二烯与丙烯腈总量的0.01-0.05%;
优选地,电解质包括可溶性碳酸盐、磷酸盐、盐酸盐中的至少一种,和/或,螯合剂包括乙二胺四乙酸或其二钠盐或二者的混合物。
9.一种丁腈橡胶,其特征在于,采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的丁腈橡胶在耐高温密封件方面的应用。
CN202011129895.0A 2020-10-21 2020-10-21 丁腈橡胶及其制备方法和应用 Active CN114380948B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011129895.0A CN114380948B (zh) 2020-10-21 2020-10-21 丁腈橡胶及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011129895.0A CN114380948B (zh) 2020-10-21 2020-10-21 丁腈橡胶及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114380948A true CN114380948A (zh) 2022-04-22
CN114380948B CN114380948B (zh) 2024-03-01

Family

ID=81193975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011129895.0A Active CN114380948B (zh) 2020-10-21 2020-10-21 丁腈橡胶及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114380948B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0867706A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
JPH0873538A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
JPH08100030A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
JPH08100025A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Nippon Zeon Co Ltd ニトリル基含有高飽和共重合体ゴム、その製造方法および加硫性ゴム組成物
EP0761749A1 (en) * 1995-08-25 1997-03-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Heat resistant butadiene/acrylonitrile-polyvinyl chloride blends
US5703189A (en) * 1994-08-29 1997-12-30 Nippon Zeon Co., Ltd. Unsaturated nitrile-conjugated diene copolymer, process for producing same and vulcanizable rubber composition
CN102464768A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中国石油天然气股份有限公司 一种高强度丁腈橡胶的制备
CN102653579A (zh) * 2011-03-03 2012-09-05 中国石油天然气股份有限公司 一种丁腈橡胶及其制备方法
CN103450397A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 中国石油天然气股份有限公司 一种丁腈橡胶的制备方法
CN103497372A (zh) * 2013-09-27 2014-01-08 黄山华兰科技有限公司 一种pvc与nbr共沉胶的生产方法
CN106068290A (zh) * 2014-03-27 2016-11-02 日本瑞翁株式会社 含腈基共聚物橡胶、交联性橡胶组合物及橡胶交联物
CN106164116A (zh) * 2014-03-27 2016-11-23 日本瑞翁株式会社 高饱和腈橡胶的胶乳及粘接剂组合物
CN109320655A (zh) * 2018-10-24 2019-02-12 安庆华兰科技有限公司 一种极高腈交联型粉末丁腈橡胶及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0867706A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
US5703189A (en) * 1994-08-29 1997-12-30 Nippon Zeon Co., Ltd. Unsaturated nitrile-conjugated diene copolymer, process for producing same and vulcanizable rubber composition
JPH0873538A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
JPH08100030A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体、その製造方法および加硫性ゴム組成物
JPH08100025A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Nippon Zeon Co Ltd ニトリル基含有高飽和共重合体ゴム、その製造方法および加硫性ゴム組成物
EP0761749A1 (en) * 1995-08-25 1997-03-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Heat resistant butadiene/acrylonitrile-polyvinyl chloride blends
CN102464768A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中国石油天然气股份有限公司 一种高强度丁腈橡胶的制备
CN102653579A (zh) * 2011-03-03 2012-09-05 中国石油天然气股份有限公司 一种丁腈橡胶及其制备方法
CN103450397A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 中国石油天然气股份有限公司 一种丁腈橡胶的制备方法
CN103497372A (zh) * 2013-09-27 2014-01-08 黄山华兰科技有限公司 一种pvc与nbr共沉胶的生产方法
CN106068290A (zh) * 2014-03-27 2016-11-02 日本瑞翁株式会社 含腈基共聚物橡胶、交联性橡胶组合物及橡胶交联物
CN106164116A (zh) * 2014-03-27 2016-11-23 日本瑞翁株式会社 高饱和腈橡胶的胶乳及粘接剂组合物
CN109320655A (zh) * 2018-10-24 2019-02-12 安庆华兰科技有限公司 一种极高腈交联型粉末丁腈橡胶及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈志鹏: "提高丁腈橡胶耐老化性能的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑, no. 1, pages 016 - 544 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114380948B (zh) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103450397B (zh) 一种丁腈橡胶的制备方法
CN105837752B (zh) 一种耐寒丁腈橡胶的制备方法
CN115124653B (zh) 一种生物基橡胶及其制备方法
CN101463110B (zh) 乳聚苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物及其制备方法
CN102653579B (zh) 一种丁腈橡胶及其制备方法
CN110527020B (zh) 丁苯橡胶及其制备方法
CN114014967A (zh) 一种改性羧基丁苯胶乳及其制备方法
WO2022193837A1 (zh) 一种富马酸酯/共轭二烯共聚物型生物基橡胶及其制备方法和其硫化胶制品
CN114380949A (zh) 丁腈橡胶及其制备方法和应用
CN111019046A (zh) 一种丁腈橡胶的制备方法
CN114380948B (zh) 丁腈橡胶及其制备方法和应用
US3988506A (en) Process for producing chloroprene elastomer
JP5485528B2 (ja) 共役ジエンゴム組成物
CN102898584A (zh) 苯乙烯-丁二烯-异戊二烯三元共聚物集成胶乳及其制备方法
CA1193047A (en) Continuous polymerization of chloroprene
CN105837753A (zh) 羧基丁腈橡胶的制备方法
CN111961158A (zh) 一种羧基丁腈胶乳生产方法
CN111763285A (zh) 甲基丁苯橡胶及其制备方法
CN117467077A (zh) 一种医用手套用羧基丁腈胶乳的制备方法
US20150191563A1 (en) Nitrile rubber and production method for same
US4751277A (en) Amino group-containing diene copolymer
CN116217809B (zh) 一种生物基橡胶的制备方法和硫化胶
CN115725020A (zh) 一种溶液聚合制备丁腈橡胶的方法
CN111548449A (zh) 一种深色高强力苯乙烯-丁二烯橡胶的制造方法
JPH0153899B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant