CN114456316B - 提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于橡胶生产技术领域，具体涉及一种提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，乳聚丁苯橡胶由丁二烯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、分子量调节剂、活化剂和脱氧脱盐水进行乳液聚合制得，乳化剂由以下重量份数的原料配制而成：脱氧脱盐水47‑50份，松香松香酸钾皂1.5‑1.9份，脂肪酸皂2.0‑2.2份，氯化钾0.34‑0.37份，β‑萘磺酸甲醛缩合物0.05‑0.06份，乙二胺四乙酸四钠盐0.004‑0.02份。本发明通过降低减少乳化剂中EDTA4Na的添加量，使得丁乳聚丁苯橡胶转化速率有明显的提高，且胶乳凝胶、胶乳机械稳定性和旋转粘度变化不大，不仅降低了原料的用量，还能达到节能降耗的目的。

Description

提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法
技术领域
本发明属于橡胶生产技术领域，具体涉及一种提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法。
背景技术
在丁苯橡胶的合成过程中，聚合转化率是一个重要的控制指标，反应超出取限上限，则会使聚合物产生交联，使橡胶物性发生改变，并使胶乳的流动性变差，易粘挂设备壁面；转化率若较低，则使橡胶的产量降低，能耗、物耗升高，经济效益降低。由此看出，控制好聚合转化率能使反应平稳进行，也使回收***及后处理***运行平稳，保证橡胶质量，延长设备运行周期，提高装置的产能，降低装置的综合能耗。
现在有许多种提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，许多研究发现引发剂、相对分子质量调节剂、电解质、单体配比与纯度及乳化剂等都对丁苯橡胶聚合有直接的影响。传统的方法：一般采用延长反应时间；增加引发剂用量可以加快高转化率ESBR(乳聚丁苯橡胶)的聚合速率；增加乳化剂用量可以提高聚合速率；补加乳化剂对反应后期的聚合速率影响显著，以及提高聚合反应温度等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，提高乳聚丁苯橡胶转化率，在装置上提高单体的一次利用率，增大聚合反应生产能力及效率，实现生产稳定，节能降耗，而且能优化产品物性指标。
本发明所述的提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，乳聚丁苯橡胶由丁二烯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、分子量调节剂、活化剂和脱氧脱盐水进行乳液聚合制得，其中，乳化剂由以下重量份数的原料配制而成：脱氧脱盐水47-50份，松香松香酸钾皂1.5-1.9份，脂肪酸皂2.0-2.2份，氯化钾0.34-0.37份，β-萘磺酸甲醛缩合物0.05-0.06份，乙二胺四乙酸四钠盐0.004-0.02份。其中，乙二胺四乙酸四钠盐优选为0.01-0.02份，进一步优选为0.019-0.02份。
优选地，引发剂是氧化剂过氧化氢二异丙苯与还原剂硫酸亚铁组成的氧化还原引发体系。
优选地，以重量份数计，乳聚丁苯橡胶由23-26份丁二烯、10-12份苯乙烯、20-25份乳化剂、0.03-0.06份引发剂、0.04-0.08份分子量调节剂、0.3-0.4份活化剂和40-43份脱氧脱盐水进行乳液聚合制得。
乳液聚合反应是：氧化剂过氧化氢二异丙苯与还原剂硫酸亚铁组成氧化还原体系，而作为活化剂的亚铁离子，会对橡胶的色泽、老化性能、电绝缘性能愈是不利，为了不使亚铁离子在碱性情况下生产氧化物而沉淀，就加入了螯合剂EDTA4Na(乙二胺四乙酸四钠盐)，EDTA4Na四钠盐的作用是螯合对聚合产生不利影响的重金属离子(Ca2+和Mg2+)，防止Fe3 +的沉淀，并控制其释放速率，以保证聚合过程的平稳性。EDTA4Na与亚铁离子生成相当稳定易溶于水的螯合物，由于因其离解度小，可以长期地维持低浓度亚铁离子的存在。
本发明使用的聚合用水为脱氧脱盐水，水中大量的金属离子被处理含量降低，而聚合乳化剂配方中EDTA4Na的用量，需要进行相应的调整。我们基于这个原因，在试验时通过适当降低乳化剂中EDTA4Na的配方量，可以看出反应转化速率有明显的提高，减少配料中EDTA4Na加入量，还将会有效地降低丁苯橡胶助剂成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明与现有乳聚丁苯橡胶聚合配方相比，降低了乳化剂中EDTA4Na的配方量，通过降低减少乳化剂中EDTA4Na的添加量，使得丁乳聚丁苯橡胶转化速率有明显的提高，且胶乳凝胶、胶乳机械稳定性和旋转粘度变化不大，不仅降低了原料的用量，还能达到节能降耗的目的
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明之外，均为市购。
在SBR1502乳化体系下，进行1L瓶EDTA4Na降量对比聚合试验，以重量份数计，乳聚丁苯橡胶由24.6份丁二烯10.4份苯乙烯、22.64份乳化剂、0.046份引发剂、0.063份TDM分子量调节剂、0.36份活化剂和41.75份脱氧脱盐水采用常规工艺进行乳液聚合制得。
乳化剂采用乳化剂CP-2配方，由以下重量份数的原料配制而成：脱氧脱盐水48.6576份，松香松香酸钾皂1.711份，脂肪酸皂2.0912份，氯化钾0.3528份，β-萘磺酸甲醛缩合物0.0548份，乙二胺四乙酸四钠盐0.0213份。
实施例1
当乳化剂CP-2配料中，EDTA4Na用量配比由标准配方100％(0.0213份)递减至90％(0.0192份)、50％(0.01065份)时，相对应的SBR1502瓶聚合反应速率呈现逐步增高的趋势，如表1所示。
表1 SBR1502瓶聚合试验结果
小结：
(1)配制的皂液配方中EDTA4Na用量减少，反应最终转化率逐步提高，平均聚合速率上升。
(2)通过表1数据看出，胶乳凝胶量不大，胶乳机械稳定性较大，胶乳旋转粘度逐步降低。
实施例2
当乳化剂CP-2配料中，EDTA4Na用量配比由标准配方100％(0.0213份)递减至20％(0.00426份)时，进行的SBR1502瓶聚合对比试验，如表2所示。
表2 SBR1502瓶聚合试验结果
小结：
(1)配制的皂液配方中EDTA4Na用量减少，聚合反应最终转化率上升明显，平均聚合速率也增大。
(2)通过试验数据看出，胶乳凝胶量和胶乳稳定性不大，但胶乳旋转粘度数值较大。
实施例3
当乳化剂CP-2配料中，EDTA4Na用量配比由标准配方90％(0.0192份)递减至20％(0.00426份)时，进行的SBR1502瓶聚合对比试验，如表3所示。
表3 SBR1502瓶聚合试验结果
小结：
(1)配制的皂液配方中EDTA4Na用量减少，聚合反应最终转化率逐步提高，平均聚合速率也上升。
(2)通过试验数据看出，胶乳凝胶量不大，胶乳稳定性和胶乳旋转粘度数值较大。
实施例4
当乳化剂CP-2配料中，EDTA4Na用量配比由标准配方100％(0.0213份)递减至90％(0.0192份)时，进行的SBR1502瓶聚合对比试验，如表4所示。
表4 SBR1502瓶聚合试验结果
小结：
(1)配制的皂液配方中EDTA4Na用量减少，聚合反应最终转化率逐步提高，平均聚合速率也上升。
(2)通过试验数据看出，胶乳机械稳定性数值基本相同。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (4)

1.一种提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，其特征在于：乳聚丁苯橡胶由丁二烯、苯乙烯、乳化剂、引发剂、分子量调节剂、活化剂和脱氧脱盐水进行乳液聚合制得，其中，乳化剂由以下重量份数的原料配制而成：脱氧脱盐水47-50 份，松香松香酸钾皂1.5-1.9 份，脂肪酸皂2.0-2.2 份，氯化钾0.34-0.37 份，β-萘磺酸甲醛缩合物0.05-0.06 份，乙二胺四乙酸四钠盐0.004-0.02 份；
引发剂是氧化剂过氧化氢二异丙苯与还原剂硫酸亚铁组成的氧化还原引发体系。
2.根据权利要求1 所述的提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，其特征在于：以重量份数计，乳化剂中乙二胺四乙酸四钠盐为0.01-0.02 份。
3.根据权利要求1 所述的提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，其特征在于：以重量份数计，乳化剂中乙二胺四乙酸四钠盐为0.019-0.02 份。
4.根据权利要求1 所述的提高乳聚丁苯橡胶转化率的方法，其特征在于：以重量份数计，乳聚丁苯橡胶由23-26 份丁二烯、10-12 份苯乙烯、20-25 份乳化剂、0.03-0.06 份引发剂、0.04-0.08 份分子量调节剂、0.3-0.4 份活化剂和40-43 份脱氧脱盐水进行乳液聚合制得。
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