一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及粉末丁腈橡膠制備技術領域，具體為一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法。
【背景技術】
[0002]丁腈橡膠是由丙烯腈和丁二烯通過乳液共聚而得到的一種橡膠材料，主要分為液體丁腈和固體丁腈橡膠。其中固體丁腈橡膠根據用途不同，分為塊狀和粉末狀。由于粉末狀丁腈橡膠粒徑小，與其它樹脂共混時分散性好，可直接通過塑料加工工藝進行，有利于實現加工過程連續化、自動化。目前，丁腈橡膠主要分為低溫和中高溫兩種合成方法，其中低溫法生產的丁腈橡膠為非交聯型橡膠，中高溫法生產的為交聯型橡膠。低溫法生產的丁腈橡膠，主要用于耐油制品及作為塑料改性劑使用；而中高溫法生產的交聯型丁腈橡膠，主要用于摩擦材料使用，如在火車閘瓦、汽車剎車片和砂輪等耐磨材料上使用，提高其韌性和耐磨性。
[0003]目前，粉末丁腈橡膠的制備方法主要采用有機械粉碎法、噴霧干燥法和凝聚法。其中機械粉碎法和噴霧干燥法都存在能耗高、粒度大、雜質含量高等缺點，相比較而言，凝聚法具有能耗較低，制備的粉末較細，橡膠純度高等優點。如中國專利CN 1083827A和ZL200910144728.0中都采用凝聚法制得粉末丁腈橡膠。但該方法需要使用大量的無機鹽氯化鈉，導致成本較高，另外凝聚完的廢水中含量大量的鹽份，給污水處理帶來了很大的困難，需要投入很高的成本進行污水處理。安慶華蘭科技有限公司提出一種新的制備粉末丁腈橡膠的方法CN103497373A，該方法使用高分子凝聚劑進行凝聚成粉，與無機鹽相比，凝聚能力強，用量少；廢水中鹽分含量少，處理簡單；同時降低了工人的勞動強度。
【發明內容】
[0004]本發明所解決的技術問題在于提供一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，以解決上述【背景技術】中的問題。
[0005]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:一種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，包括以下步驟:(1)膠乳的合成:在25?70°C溫度依次加入丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質、硫醇、引發劑、活化劑和去離子水合成出丁腈膠乳；(2)將制備的丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑凝聚制得的粉末；(3)將粉末丁腈橡膠淤漿送入臥式離心機離心脫水，離心時淤漿溫度要控制在30?40°C，脫水至含水量< 40%，然后用螺旋進料器把濕料送入旋風干燥床，干燥塔入口溫度為90?120°C，物料在塔內停留時間為3?10秒，經過16目、40目標準分離物料得到含水量< 1.0%的粉末丁腈橡膠。
[0006]所述步驟(1)中丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質、硫醇、引發劑、活化劑、去離子水，其重量配比為丙烯腈:30?45份；丁二烯:55?70份；乳化劑:2?6份；電解質:0.2?
0.7份；硫醇:0.3?2份；引發劑:0.1?0.4份;活化劑:0.02?0.1份；去離子水:170?220 份。
[0007]步驟(1)中，所述乳化劑為硬脂酸鉀、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、萘磺酸鈉中的一種或幾種混合。
[0008]步驟(1)中，所述電解質為氯化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉；
[0009]步驟(1)中，所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；
[0010]步驟(1)中，所述活化劑為二甲胺或三乙醇胺。
[0011]所述步驟(2)中丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑，其重量配比為膠乳:100份；去離子水:100?200份；防老劑:0.5?1.5份，配制濃度10?15%的溶液；絮凝劑:0.2?3份，配制濃度0.01?3%的溶液；凝聚劑:1?2份，配制濃度3?15%的溶液；隔離劑:0?3份，配制濃度10?15%的溶液。
[0012]步驟(2)中，所述防老劑包括WSL和DLTP的復合物，WSL和DLTP的重量比為1?(2:1)，所述WSL為對甲酚和雙聚環戊二烯的丁基化反應產品、DLTP為硫代二丙酸二月桂酯。
[0013]步驟⑵中，所述絮凝劑包括高分子絮凝劑和表面活性劑的復合物，高分子絮凝劑和表面活性劑的重量比為3?10:1。
[0014]步驟⑵中，所述絮凝劑為二腈二胺甲醛縮合物、聚環氧氯丙烷二甲胺、聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨中的一種或幾種混合。
[0015]步驟⑵中，所述表面活性劑指為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種混合。
[0016]步驟(2)中，所述凝聚劑為硫酸鎂、氯化鈣中的一種或兩種混合。
[0017]步驟(2)中，所述隔離劑為硬脂酸鉀、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、有機硅油中的一種或兩種混合。
[0018]與已公開技術相比，本發明存在以下優點:本發明相比單一使用高分子絮凝劑凝聚成粉，采用高分子和表面活性劑進行復配，兩者之間具有協同作用，用量大大降低為原來的1/3，成本得到較大程度的下降；同時，本發明粉末更細，與其他材料具有更好的分散性和相容性；而且制備過程中污水中高分子絮凝劑含量降低，C0D和氨氮含量降低為之前的一半，污水處理難度和成本得到有效降低，更有利于環保。
[0019]使用本方法成粉率達99%以上，其中交聯型粉末丁腈橡膠過40目達到90%以上；微交聯型粉末丁腈橡膠過20目達到95%以上。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]—種新型高效制備粉末丁腈橡膠的方法，包括以下步驟:(1)膠乳的合成:在25?70°C溫度依次加入丙烯腈、丁二烯、乳化劑、電解質、硫醇、引發劑、活化劑和去離子水合成出丁腈膠乳；(2)將制備的丁腈膠乳加入去離子水、防老劑、絮凝劑、凝聚劑、隔離劑凝聚制得的粉末；(3)將粉末丁腈橡膠淤漿送入臥式離心機離心脫水，離心時淤漿溫度要控制在30?40°C，脫水至含水量< 40%，然后用螺旋進料器把濕料送入旋風干燥床，干燥塔入口溫度為90?120°C，物料在塔內停留時間為3?10秒，經過16目、40目標準分離物料得到含水量< 1.0%的粉末丁腈橡膠。
[0022]實施例1
[0023](1) 丁腈膠乳的合成
[0024]首先對聚合釜抽真空，依次投入去離子水190份，復合乳化劑4份，電解質0.3份，分子量調節劑0.5份，攪拌10分鐘后加入丙烯腈40份，引發劑過硫酸鉀0.2份。充氮氣抽真空并反復三次，加入丁二烯60份，開始升溫至35?40°C，反應4?6小時，轉化率達到50?60%，繼續升溫至45?55°C，保持該溫度下反應4?6小時，當轉化率達到80?90%時，繼續升溫至60?70°C，保持該溫度下反應4?6小時，當轉化率達到97%以上時，開始加入復合終止劑0.4份終止反應。將所合成的膠乳在溫度為70 ±2 °C和壓力為-0.08MPa的脫氣釜內進行脫除未反應的單體，整個過程2?8小時，即可得到合格的丁腈膠乳(交聯型丁腈膠乳)。
[0025]取樣分析，丁腈膠乳的性能指標為:pH 8，總固物濃度34.5 %，門尼粘度(ML1+4100°C )110，凝膠含量87%，結合腈含量37.2%0
[0026](2)粉末丁腈橡膠凝聚隔離成粉
[0027]向凝聚釜中加入丁腈膠乳100份(以膠乳干物質重量份為基數)，去離子水120份，防老劑1份(濃度10%的溶液)，升溫至45?55°C，先加入濃度為0.4%的絮凝劑2份，再加入硫酸鎂1.2份(濃度10%的溶液)，待膠乳充分凝聚后，升溫至75?85°C，加入復合隔離劑1.5份(濃度15%的溶液)，保溫1小時，然后，冷卻至40°C以下時，出料，得到粉末丁腈橡膠淤漿。最后，淤漿經過離心、洗滌、干燥即可得到合格產品。
[0028]實施例2
[0029](1) 丁腈膠乳的合成
[0030]首先對聚合釜抽真空，依次投入去離子水205份，乳化劑4份，電解質0.2份，分子量調節劑1.2份，攪拌10分鐘后加入丙烯腈33份，引發劑過硫酸鉀0.3份。充氮氣抽真空并反復三次，加入丁二烯67份，開始升溫至25?35°C，反應16?21小時，當轉化率達到97%以上時，開始加入復合終止劑0.4份終止反應。將所合成的膠乳在溫度為70±2°C和壓力為-0.08MPa的脫氣釜內進行脫除未反應的單體，整個過程2?8小時，即可得到合格的丁腈膠乳(微交聯型丁腈膠乳)。
[0031]取樣分析，丁腈膠乳的性能指標為:pH 8，總固物濃度32%，門尼粘度(ML1+4100°C ) 45，凝膠含量13%，結