一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法
【专利摘要】本发明属于橡胶生产的【技术领域】，具体的涉及一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法。该种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）配制；（2）乳化；（3）聚合；（4）破乳，制得聚丙烯酸酯橡胶。该方法操作简单，降低生产成本，提高了聚丙烯酸酯橡胶的收率；使用该方法所制得的聚丙烯酸酯橡胶，大大增强了耐低温性能和加工性能；同时也提高了聚丙烯酸酯橡胶的耐高温性能。
【专利说明】一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶生产的【技术领域】，具体的涉及一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法。【背景技术】
[0002]聚丙烯酸酯橡胶简称ACM，是一种耐油性和耐热性的特种橡胶，由于具有很高的性价比，聚丙烯酸酯橡胶被广泛的应用于油封领域，例如汽车油封、变压器密封等。聚丙烯酸酯橡胶大分子的主链是饱和的，其侧链上带有极性很强的酯基，这种结构使聚丙烯酸酯橡胶具有突出的耐热性、耐烃类油溶胀性，而耐低温性能却不够理想，加工困难，容易粘辊，这两点严重制约了聚丙烯酸酯橡胶的应用。
[0003]随着现代汽车向高速、节能方向发展，使得对汽车汽缸燃烧温度的要求不断提高，导致所用密封材料的使用上限温度要求也被提高。过去要求丙烯酸酯橡胶密封件在150°C时长期使用即可，现在已经逐渐提高到170°C甚至更高温度，传统乳液聚合工艺制备的ACM已不能满足要求。当前ACM如何获得耐高温性的理想上限和长寿命，同时还兼有低成本及较好的生产性工艺，已成为该领域必须面对的课题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，该方法操作简单，降低生产成本，提高了聚丙烯酸酯橡胶的收率；使用该方法所制得的聚丙烯酸酯橡胶，大大增强了耐低温性能和加工性能；同时也提高了聚丙烯酸酯橡胶的耐高温性能。
[0005]本发明的技术方案为:一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为(15~35):1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为(10~20):I ;乳化剂由十二烷基氧酸纳和烷基氧基二苯横酸二纳配制而成，其中十二烷基氧酸纳与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为(2~3):1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为(3~5):1 ;
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为30~35°C，乳化时间为45~50分钟，得到原料乳液；
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在45~50°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在60~80°C下进行聚合反应，反应2~5小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为5~7%的氯化钠溶液，在70~75°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0006]所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，包括以下步骤:
(I)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为30:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为15:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2.5:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为4.5:1 ; (2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为32°C，乳化时间为47分钟，得到原料乳液； (3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在48°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在75°C下进行聚合反应，反应4小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为6%的氯化钠溶液，在72°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0007]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为(0.01~1.5):1。
[0008]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为0.06:1。
[0009]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为(0.5~I):1。
[0010]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.8:1。
[0011]本发明的有益效果为:本发明所述聚丙烯酸酯橡胶的制备方法大大提高了聚丙烯酸酯橡胶的收率，使其收率达到75~88% ;采用该制备方法使获得的聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到220~280°C ;并且产品质量稳定性高。该方法操作简单，降低生产成本，提高了聚丙烯酸酯橡胶的收率；使用该方法所制得的聚丙烯酸酯橡胶，大大增强了耐低温性能和加工性能；同时也提高了聚丙烯酸酯橡胶的耐高温性能。
【具体实施方式】
[0012]下面通过具体实施例对本发明进行详细的说明。
[0013]实施例1
一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为15:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为10:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为3:1 ；
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为30°C，乳化时间为45分钟，得到原料乳液；
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在45°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在60°C下进行聚合反应，反应2小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为5%的氯化钠溶液，在70°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0014]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为0.01:1。
[0015]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.5:1。
[0016]采用本实施例1聚丙烯酸酯橡胶的收率为77%，聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到 220 0C
实施例2所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，包括以下步骤:
(1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为30:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为15:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2.5:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为4.5:1 ;
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为32°C，乳化时间为47分钟，得到原料乳液；
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在48°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在75°C下进行聚合反应，反应4小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为6%的氯化钠溶液，在72°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0017]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为0.06:1。
[0018]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.8:1。
[0019]采用本实施例2聚丙烯酸酯橡胶的收率为88%，聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到 280 0C
实施例3
一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤:· (1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为35:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为20:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为3:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为5:1 ；
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为35°C，乳化时间为50分钟，得到原料乳液；
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在50°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在80°C下进行聚合反应，反应5小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为7%的氯化钠溶液，在75°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0020]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为1.5:1。
[0021]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为1:1。
[0022]采用本实施例1聚丙烯酸酯橡胶的收率为80%，聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到 250 0C
实施例4
一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(I)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为20:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为12:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2.3:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为3.5:1 ;
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为33°C，乳化时间为46分钟，得到原料乳液；
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在48°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在77°C下进行聚合反应，反应4小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为6%的氯化钠溶液，在74 V条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0023]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为1.2:1。
[0024]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.8:1。 [0025]采用本实施例1聚丙烯酸酯橡胶的收率为78%，聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到 270 0C
实施例5
一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为33:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为19:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2.3:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为4.6:1 ;
(2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为32°C，乳化时间为46
(3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在48°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在76°C下进行聚合反应，反应3.5小时，得到聚丙烯酸酯乳液；
(4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为7%的氯化钠溶液，在72°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
[0026]所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为1.4:1。
[0027]所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.6:1。
[0028]采用本实施例1聚丙烯酸酯橡胶的收率为80%，聚丙烯酸酯橡胶最高使用温度达到 250 0C ο
【权利要求】
1.一种聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，包括以下步骤: (1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为(15~35):1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为(10~20):I ;乳化剂由十二烷基氧酸纳和烷基氧基二苯横酸二纳配制而成，其中十二烷基氧酸纳与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为(2~3):1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为(3~5):1 ; (2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为30~35°C，乳化时间为45~50分钟，得到原料乳液； (3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在45~50°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在60~80°C下进行聚合反应，反应2~5小时，得到聚丙烯酸酯乳液； (4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为5~7%的氯化钠溶液，在70~75°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，包括以下步骤: (1)配制:原料由丙烯酸丁酯、甲基丙基酸甲酯和乙酸乙酯配制而成，其中丙烯酸丁酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为30:1，乙酸乙酯与甲基丙基酸甲酯的重量比为15:1 ;乳化剂由十二烷基氧酸钠和烷基氧基二苯磺酸二钠配制而成，其中十二烷基氧酸钠与烷基氧基二苯磺酸二钠的重量比为2.5:1 ;引发剂由偶氮二异丁腈和过硫酸铵配制而成，其中偶氮二异丁腈与过硫酸铵的重量比为4.5:1 ; (2)乳化:将乳化剂加入至原料中，对原料进行乳化，乳化温度为32°C，乳化时间为47分钟，得到原料乳液； (3)聚合:将步骤(2)所得到的原料乳液中加入引发剂，在48°C条件下引发聚合反应，然后维持反应温度在75°C下进行聚合反应，反应4小时，得到聚丙烯酸酯乳液； (4)破乳:在步骤(3)所得的聚丙烯酸酯乳液中加入质量百分数为6%的氯化钠溶液，在72°C条件下进行破乳，所得固体经洗涤、脱水、烘干后，制得聚丙烯酸酯橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为(0.01~1.5):1。
4.根据权利要求3所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中引发剂与原料乳液的重量百分比为0.06:1。
5.根据权利要求1或2所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为(0.5~I):1。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯酸酯橡胶制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中氯化钠溶液与聚丙烯酸酯乳液的重量比为0.8:1。
【文档编号】C08F2/24GK103588928SQ201310550355
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】车春玲 申请人:济南开发区星火科学技术研究院