丁腈橡膠粉的製備方法
2023-09-23 05:11:00 3
專利名稱：丁腈橡膠粉的製備方法
技術領域：
本發明是一種分段凝聚、活性隔離、溼法研磨製備丁腈橡膠粉的方法，它是合成橡膠工業領域的新技術。
丁腈橡膠粉與多種樹脂共混具有良好的相容性，因此主要用於樹脂改性。在聚氯乙烯中加入少量丁腈橡膠粉即可提高製品的彈性、耐水性和耐油性;也可極大地提高硬質聚氯乙烯異型擠出材料的衝擊強度;用於人造革製品能提高革面粘結力;用於聚氯乙烯壓延薄膜，使膜具有更好的彈性;用於聚氯乙烯電線電纜製品，能提高其韌性和耐寒性;丁腈橡膠粉與酚醛樹脂並用，具有增塑作用等等。
丁腈橡膠粉與塊狀丁腈橡膠相比，其膠粉粒度細，與其它樹脂共混時，分散性好，並可直接進入擠出機，使加工過程連續化、自動化，因此，具有操作方便，節能等優點。
目前，製備丁腈橡膠粉，主要採用的方法有機械粉碎法、噴霧乾燥法、閃蒸乾燥法、澱粉-黃原酸化化合物共凝法、炭黑沉澱法及幹膠乳法等。諸如此類的方法都存在能耗高、粒度大、耐水性差及雜質含量高等缺點。
本發明的目的在於提供一種與現有凝聚法製備丁腈橡膠粉不同的，並配有相應設備的分段凝聚、活性隔離的方法。
本發明所述的凝聚法製備丁腈橡膠粉，採用分段噴霧凝聚的方法，以一價和二價金屬鹽的水溶液為凝聚劑即丁腈膠乳在低硬度食鹽溶液，高硬度食鹽溶液和硫酸鎂溶液(或氯化鈣溶液)三種凝聚劑的作用下，使膠乳在預凝、絮凝、膠粒球化、活性隔離及後處理等過程中製成丁腈橡膠粉。
本發明的製備過程是將製備的專用丁腈膠乳經凝聚成粉、防粘隔離處理、過濾、脫水、乾燥及過篩等過程即得丁腈橡膠粉。
為達到上述目的，現詳細敘述本發明分段凝聚製備丁腈橡膠粉的工藝過程。
1.膠乳製備以聚合投料單體量的6%的硬脂酸鉀和油酸鉀為乳化劑，在40～60℃的溫度下進行乳液聚合，當轉化率為95%以上時，便製得交聯型丁腈膠乳;當轉化率為75%以下時，便製得高溫非交聯型丁腈膠乳。
如果乳化劑選用合成脂肪酸鉀和油酸鉀時，其用量為聚合投料單體量的3%，在5～8℃的溫度下進行乳液聚合，其轉化率為75%時，可製得低溫非交聯型丁腈膠乳。
以上所製備的交聯型和非交聯型丁腈膠乳，根據產品牌號的要求均可作為凝聚過程的原料。
2.分段凝聚以低硬度食鹽溶液、高硬度食鹽溶液和硫酸鎂溶液(或氯化鈣溶液)三種凝聚劑，在釜式設備中分三段噴霧加入，其配比為幹膠∶食鹽∶硫酸鎂(或氯化鈣)＝1∶0.3～0.7∶0.02∶0.08，凝聚溫度為30～65℃。
在強烈攪拌下，首先噴霧加入低硬度、濃度為25%(重量)的食鹽溶液，即為預凝過程;再將濃度25%(重量)的高硬度食鹽溶液，在繼續攪拌下加入，並控制噴霧加入速度進行第二段凝聚即為絮凝過程;最後將攪拌速度提高，用濃度為8～10%(重量)的硫酸鎂溶液(或氯化鈣溶液)進行第三段噴霧凝聚，即為膠粒硬化球化過程。當成粉後，再加入幹膠量的0～6%(重量)的硬脂酸鉀溶液(或硬脂酸鎂或矽溶膠)，作為補充隔離劑。按本發明的分段凝聚的操作步驟，可降低凝聚速度，使多種膠乳均可凝聚成粉。
3.活性隔離在凝聚系統中，乳化劑硬脂酸鉀，或者合成脂肪酸鉀和油酸鉀，均可與食鹽溶液和硫酸鎂(或氯化鈣)溶液中的鎂鈣離子生成硬脂酸鎂(鈣)，油酸鎂(鈣)，或者合成脂肪酸鎂(鈣)沉澱，並處於分子狀態。當溫度為50～65℃時，凝聚形成的膠粒對它的吸附活性很強，因此便產生活性隔離作用，得到自生的隔離劑。
如果以交聯型或高溫非交聯型丁腈膠乳為原料，成粉後，可以不再補加隔離劑;如果以低溫非交聯丁腈膠乳為原料，由於乳化劑量較少，而且無硬脂酸鉀，所以當成粉後，補加4～6%(以幹膠重量計)的硬脂酸鉀溶液(或硬脂酸鎂或矽溶膠)，作為補充隔離劑，均可達到活性隔離的目的。
4.研磨過篩將離心洗滌、脫水後的丁腈膠粉的濾餅，加入搓料機中使研磨過篩同時進行。為適於研磨的要求，在研磨機上裝一轉動的橡膠爪子壓在濾餅上，並與篩網接觸研磨。經研磨過篩，隔離劑與膠粒粘附得更緊，粉碎的粒子再粘附隔離劑，效果更好，粒子更細。其粒徑達40目以下。採用本發明的相應研磨過篩設備使成粉率達95%以上。
本發明製備丁腈橡膠粉的方法具有以下優點(1)生產流程短，工藝簡單，研磨過篩設備易製作;(2)分段凝聚方法在凝聚過程中具有自生隔離作用，隔離效果好，成粉率高;(3)採用本發明製備丁腈橡膠粉的粒徑適宜，應用廣泛，具有明顯的經濟效益。
實施例1在75升的凝聚槽中加入10千克交聯型(或高溫非交聯型)丁腈膠乳，在攪拌下噴入3升濃度為25%(重量)的低硬度食鹽溶液，再噴入3升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再噴入2升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，升溫至50℃，然後降溫卸料，過濾，洗滌，研磨過篩，乾燥即得合格產品。
實施例2在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯型丁腈膠乳，在攪拌下噴入3升濃度為25%(重量)的低硬度食鹽溶液，再噴入3升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再噴入2升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，加入5%(以幹膠粉重量計)的硬脂酸鉀溶液，升溫至55℃，然後降溫卸料，過濾，洗滌，研磨過篩，乾燥即得合格產品。
實施例3在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯型丁腈膠乳，在攪拌下噴入3升濃度為25%(重量)的低硬度食鹽溶液，再噴入2升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再噴入2升濃度為10%(重量)的氯化鈣溶液，加入5%(以幹膠粉重量計)的硬脂酸鎂，升溫至60℃，然後降溫卸料，過濾，洗滌，研磨過篩，乾燥即得合格產品。
實施例4在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯型丁腈膠乳，在攪拌下噴入3升濃度為25%(重量)的低硬度食鹽溶液，再噴入3升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再噴入1.5升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，加入6%(以幹膠重量計)的矽溶膠，升溫至65℃，然後降溫卸料，凝聚，過濾，洗滌，研磨過篩，乾燥即得合格產品。
權利要求
1.一種以分段凝聚製備丁腈橡膠粉的方法，其特徵是在製備的丁腈膠乳中分三段噴霧加入低硬度食鹽溶液、高硬度食鹽溶液及硫酸鎂(或氯化鈣)溶液作凝聚劑，其配比為幹膠∶食鹽∶硫酸鎂(或氯化鈣)=1∶0.3～0.7∶0.02～0.08，在30～65℃溫度下進行預凝，絮凝，凝聚成膠粒，球化，活性隔離，溼法研磨過篩，最後製得丁腈橡膠粉。
2.根據權利要求1所述的製備丁腈橡膠粉的方法，其特徵在於製備丁腈膠乳加入的乳化劑硬脂酸鉀、油酸鉀、合成脂肪酸鉀在50～65℃溫度下與凝聚劑中的鎂鈣離子生成活性隔離劑，其原料為交聯型或高溫非交聯型丁腈膠乳時，成粉後可以不補加隔離劑;其原料為低溫非交聯型丁腈膠乳時，成粉後補加4～6%(以幹膠粉重量計)的隔離劑，達到活性隔離效果。
3.根據權利要求2所述的製備丁腈橡膠粉的方法，其特徵在於隔離劑可以是硬脂酸鉀、硬脂酸鎂、矽溶膠。
4.根據權利要求1所述的製備橡膠粉的方法，其特徵在於凝聚成粉後的丁腈橡膠粒的溼法研磨過篩過程是在有橡膠爪子的研磨過篩設備上同時進行研磨和過篩，製成40目以下的細粉。
全文摘要
一種丁腈橡膠粉的製備方法。在丁腈膠乳中分段加入一價和二價金屬鹽的水溶液，經預凝、絮凝及膠粒硬化和球化，系統中自生隔離劑便可達到活性隔離的目的。膠粒經過濾、洗滌、脫水和乾燥後，用一相應設備研磨過篩，即得到粒徑適宜的丁腈橡膠粉。它能與多種樹脂相容，使樹脂製品具有良好的耐水性、耐油性、韌性及耐磨性等，廣泛適用於橡膠改性的聚氯乙烯等加工過程的連續化、自動化。本發明製備工藝簡單，設備易製作。產品含膠量高，具有明顯的經濟效益。
文檔編號C08J3/14GK1083827SQ9310114
公開日1994年3月16日 申請日期1993年1月19日 優先權日1993年1月19日
發明者何仕新, 包季欣, 黃立本, 程永祜, 李顯臣 申請人:蘭州化學工業公司合成橡膠廠