一種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法,包括以下步驟:依次向反應瓶中加入乳化劑、電解質和去離子水,攪拌半小時,加入丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和硫醇,升溫,加入引發劑過硫酸鉀溶液,繼續升溫,保溫,即得附聚丁腈膠乳;依次向反應瓶中加入附聚丁腈膠乳、乳化劑、接枝單體和硫醇,攪拌升溫,加入引發劑溶液,繼續升溫,保溫,即得接枝丁腈膠乳;將所述接枝丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即得。本發明制備的改性粉末丁腈橡膠與樹脂具有良好的相容性,與樹脂共混時,不需要再加入相容劑,避免小分子相容劑的溢出,延長了材料的使用壽命;提高了與樹脂共混時的沖擊強度;具有更好的隔離效果,延長了保存期。
【專利說明】ー種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種粉末丁腈橡膠的制備方法,特別是涉及ー種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法。
【背景技術】
[0002]丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈通過乳液共聚而形成的一種橡膠材料,由于其分子鏈中含有腈基結構,使其具有優異的耐油、耐熱性能和物理機械性能,同時還具有較好的耐磨性和氣密性。粉末丁腈橡膠與塊狀丁腈橡膠相比,由于它的粒徑小,與其它樹脂共混時分散性好,可直接通過塑料加工エ藝進行,有利于實現加工過程連續化、自動化。它可以與多種極性樹脂共混,具有良好的相容性,因此主要用于樹脂的改性劑。粉末丁腈橡膠與酚醛樹脂共混,可以改善酚醛樹脂的脆性,起到增韌的效果,可以廣泛應用于摩擦材料領域;粉末丁腈橡膠與聚氯乙烯樹脂共混,有著很好的增塑性,提高制品的弾性、耐油性和耐低溫性能,可以廣泛應用于電線電纜、密封條、輸送帶等領域。
目前,粉末丁腈橡膠在聚氯乙烯樹脂改性領域有著廣泛的應用前景,并且對粉末丁腈橡膠的性能要求也越來越高,同時添加量也會隨著增加,這樣對粉末丁腈橡膠與聚氯乙烯樹脂的相容性提出了更高的要求。為了改善兩者之間的相容性,一是通過添加相容劑以便提高二者之間的相容性;二是可以通過對粉末丁腈橡膠結構進行改性,以達到與聚氯乙烯樹脂具有更好的相容性。因此,有必要通過后者改性方法,以達到與樹脂有更好的相容性目的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足,提供了一種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法,本發明通過在粉末丁腈橡膠表面接枝ー層樹脂,使其與聚氯乙烯樹脂具有更好的相容性。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法,包括以下步驟:
(1)附聚丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入乳化剤、電解質和去離子水,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸和硫醇,升溫至50~55°C吋,加入引發劑過硫酸鉀溶液,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即得附聚丁腈膠乳,轉化率達到95%以上;
(2)接枝丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入所述附聚丁腈膠乳、乳化剤、接枝単體和硫醇,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑溶液,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小時,即得接枝丁腈膠乳,轉化率達到94%以上;
(3)附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
將所述接枝丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
優選的,在步驟(1)中,各原料的用量配比如下:
丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酯:80~98重量份;
甲基丙烯酸:2~20重量份;
乳化劑:0.5~1.5重量份;
電解質:0.2~0.6重量份;
硫醇:0.1~0.6重量份;
引發劑:0.15~0.5重量份;
去尚子水:160~220重量份;
其中,丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸之和為100重量份。
更優選的,所述乳化劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鉀和油酸鉀中的一種或者幾種的混合。
更優選的,所述電解質選自氯化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種或者幾種的混
ム
ロ o` 更優選的,所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
優選的,在步驟(2)中,附聚丁腈膠乳(以干物質計算):100重量份;
乳化劑:0.5~1.5重量份;
接枝單體:3~12重量份;
硫醇:0.1~0.5重量份;
引發劑:0.15~0.6重量份。
更優選的,所述乳化劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鉀和油酸鉀中的一種或者幾種的混合。
更優選的,所述接枝單體為丙烯腈、氯乙烯或二者的混合。
更優選的,所述引發劑為:過硫酸鉀、過硫酸銨或過氧化氫異丙苯和硫酸亞鐵復合物。與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:本發明制備的改性粉末丁腈橡膠具有以下優點:(1) 丁腈膠乳接枝改性,形成核殼結構的橡膠材料,可以避免后期與樹脂共混加工應用時的相容性問題;(2)通過對膠乳附聚増大粒徑,可以提高與樹脂共混時的沖擊強度;
(3)附聚接枝后的粉末丁腈橡膠具有更好的隔離效果,延長了保存期;(4)在聚合物分子結構上直接改性,與樹脂共混時,不需要再加入相容劑,避免小分子相容劑的溢出,延長了材料使用壽命。
【具體實施方式】
[0004]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一歩理解本發明,但不以任何形式限制本發明。應當指出的是,對本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干調整和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
實施例1
(I)附聚丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入乳化劑0.6重量份、電解質0.3重量份、去離子水180重量份,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯(或丙烯酸丁酷)82重量份、甲基丙烯酸18重量份和硫醇0.2重量份,升溫至50~55°C時,加入引發劑過硫酸鉀0.2重量份,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的附聚丁腈膠乳,轉化率為98% ;
(2)附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體丙烯腈3重量份和硫醇0.3重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.2重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為96% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例2
(1)附聚丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入乳化劑1.0重量份、電解質0.4重量份、去離子水200重量份,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯(或丙烯酸丁酷)90重量份、甲基丙烯酸10重量份和硫醇0.4重量份,升溫至50~55°C時,加入引發劑過硫酸鉀0.25重量份,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的附聚丁腈膠乳,轉化率為97% ;
(2)附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體丙烯腈5重量份和硫醇0.5重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.3重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為95% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌 和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例3
(1)附聚丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入乳化劑1.3重量份、電解質0.5重量份、去離子水220重量份,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯(或丙烯酸丁酷)95重量份、甲基丙烯酸5重量份和硫醇0.4重量份,升溫至50~55°C時,加入引發劑過硫酸鉀0.3重量份,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的附聚丁腈膠乳,轉化率為95.5% ;
(2)附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體丙烯腈10重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.4重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為94.5% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例4
(1)附聚丁腈膠乳的制備
依次向反應瓶中加入乳化劑1.3重量份、電解質0.5重量份、去離子水220重量份,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯(或丙烯酸丁酷)98重量份、甲基丙烯酸2重量份和硫醇0.4重量份,升溫至50~55°C時,加入引發劑過硫酸鉀0.3重量份,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的附聚丁腈膠乳,轉化率為95.5% ;
(2)附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體丙烯腈5重量份和硫醇0.3重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.4重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為96.5% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。實施例5
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入實施例3中的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體氯乙烯3重量份和硫醇0.3重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.4重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為
94.5% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例6
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入實施例3中的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑0.6重量份、接枝単體氯乙烯10重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.5重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為
95.5% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例7
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入實施例4中`的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑1.2重量份、接枝単體氯乙烯3重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.5重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為95% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例8
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入實施例4中的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑1.2重量份、接枝単體氯乙烯10重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.5重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為94.7% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例9
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備
依次向反應瓶中加入實施例4中的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑1.2重量份、接枝単體丙烯腈2重量份、氯乙烯5重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.5重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為96.7% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
實施例10
附聚丁腈膠乳接枝改性粉末丁腈橡膠的制備依次向反應瓶中加入實施例4中的附聚丁腈膠乳100重量份、乳化劑1.5重量份、接枝単體丙烯腈2重量份、氯乙烯10重量份和硫醇0.4重量份,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑0.5重量份,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小吋,即可合成出所需的接枝丁腈膠乳,轉化率為96.5% ;最后將接枝后的丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發明并不局限于上述特定實施方式,本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改,這并不影響本發明的實 質內容。
【權利要求】
1.一種附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)附聚丁腈膠乳的制備 依次向反應瓶中加入乳化剤、電解質和去離子水,攪拌半小時,加入丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸和硫醇,升溫至50~55°C時,加入引發劑過硫酸鉀溶液,繼續升溫至70~80°C,保溫反應4~6小吋,即得附聚丁腈膠乳; (2)接枝丁腈膠乳的制備 依次向反應瓶中加入所述附聚丁腈膠乳、乳化剤、接枝単體和硫醇,攪拌升溫至50~55°C時,加入引發劑溶液,繼續升溫至65~75°C,保溫反應4~6小時,即得接枝丁腈膠乳; (3)附聚接枝改性粉末丁腈橡膠的制備 將所述接枝丁腈膠乳通過凝聚、離心、洗滌和干燥,即可得到附聚接枝改性粉末丁腈橡膠。
2.根據權利要 求1所述的制備方法,其特征在于,在步驟(1)中,各原料的用量配比如下: 丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酯:80~98重量份; 甲基丙烯酸:2~20重量份; 乳化劑:0.5~1.5重量份; 電解質:0.2~0.6重量份; 硫醇:0.1~0.6重量份; 引發劑:0.15~0.5重量份; 去尚子水:160~220重量份; 其中,丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸之和為100重量份。
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,在步驟(1)中,所述乳化劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鉀和油酸鉀中的一種或者幾種的混合。
4.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,在步驟(1)中,所述電解質選自氯化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種或者幾種的混合。
5.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,在步驟(1)中,所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
6.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,在步驟(2)中,各原料的用量配比如下:以干物質計算的附聚丁腈膠乳:100重量份; 乳化劑:0.5~1.5重量份; 接枝單體:3~12重量份; 硫醇:0.1~0.5重量份; 引發劑:0.15~0.6重量份。
7.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,在步驟(2)中,所述乳化劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鉀和油酸鉀中的一種或者幾種的混合。
8.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,在步驟(2)中,所述接枝単體為丙烯腈、氯乙烯或二者的混合。
9.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,在步驟(2)中,所述引發劑為:過硫酸鉀、過硫酸銨或過氧化氫異丙苯和硫酸亞鐵復合物。
【文檔編號】C08F220/44GK103497282SQ201310448255
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】徐國亮, 張森, 章衛東, 呂飚, 吳計付, 張金寶, 許旭東 申請人:安慶華蘭科技有限公司