一种丁基橡胶及其制备方法与流程

本发明属于丁基橡胶，尤其涉及一种丁基橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、丁基橡胶是合成橡胶的一种，异丁烯和少量异戊二烯以h2o-alcl3为引发体系，在低温(-100℃左右)下将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。丁基橡胶引具有良好的化学稳定性和热稳定性，最突出的是气密性和水密性。其聚合物所具有的独特性能，所以被广泛用于制造内胎、防振橡胶、工业胶板、医用橡胶等许多方面。

2、丁基橡胶聚合工艺采用淤浆聚合法以氯甲烷作溶剂，路易斯酸作主催化剂，质子酸作助催化剂，是典型的阳离子聚合。该反应具有反应速度快，放热集中，产物易挂胶、结团的特点。聚合温度升高会导致聚合物分子量急剧下降；反应器挂胶会导致传热效果变差，影响撤热效率从而导致聚合温升加快；胶粒结团严重导致溢流管堵塞，聚合反应周期缩短。迅速排出聚合热以控制反应在恒定的低温下进行，是生产上的主要问题。生产装置频繁开停车会导致生产成本增加，且导致产品质量大幅度波动。因此，丁基橡胶聚合体系传质传热问题成为本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种丁基橡胶及其制备方法，该方法采用特定种类的淤浆稳定剂，其兼具亲液部分和疏液部分，能够有效降低阳离子活性聚合的聚合速度，抑制产物结团，改善丁基橡胶在聚合体系分散状态，增强聚合体系的传质和传热，减轻反应釜堵塞，延长反应周期，提高单浓，保证丁基橡胶装置连续生产，所得产品质量稳定且有较宽的分子量分布。

2、本发明提供了一种丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：

3、在催化剂存在下，将淤浆稳定剂溶液、单烯烃、二烯烃和反应溶剂混合，得到反应物溶液，反应，加入终止剂，得到丁基橡胶；

4、所述淤浆稳定剂选自苯乙烯-异丁烯嵌段共聚物和/或苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。

5、本发明提供的制备丁基橡胶的方法，在聚合过程中引入苯乙烯-异丁烯共聚物和/或苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物作为淤浆稳定剂，该物质兼具亲液部分和疏液部分，能够有效降低阳离子活性聚合的聚合速度，抑制产物结团，改善丁基橡胶在聚合体系分散状态，增强聚合体系的传质和传热，减轻反应釜堵塞，延长反应周期，提高单浓，保证丁基橡胶装置连续生产，所得产品质量稳定且有较宽的分子量分布。

6、在本发明中，所述淤浆稳定剂选自苯乙烯-异丁烯嵌段共聚物和/或苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。所述苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的重均分子量为50000～250000；所述苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的重均分子量为50000～250000。

7、所述苯乙烯-异丁烯嵌段共聚物具有以下结构：

8、

9、所述苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物具有以下结构：

10、

11、具体实施例中，所述淤浆稳定剂的型号选自kaneka073t、kaneka103t、kaneka062t、kaneka062m和kaneka102t中的一种或多种。所述淤浆稳定剂占单烯烃质量含量的0.01～10％，优选为0.05～5％，更优选为0.1～3％。

12、所述单烯烃为c4～c16的异单烯烃；优选为c4～c10的异单烯烃；更c4～c6的异单烯烃。所述单烯烃占所述反应物溶液的质量含量为10～50％，优选为20～45％，更优选为30～45％；

13、所述二烯烃为c4～c14共轭二烯烃；优选为c4～c8共轭二烯烃；更优选为c4～c6共轭二烯烃。所述二烯烃和单烯烃的摩尔比为0.01～0.1:1，优选为0.01～0.08:1，更优选为0.01～0.05:1。

14、在本发明中，所述催化剂包括路易斯酸、质子酸和反应溶剂；

15、所述催化剂包括路易斯酸、质子酸和反应溶剂；所述路易斯酸选自三氯化铝、二氯乙基铝、一氯二乙基铝、二氯丁基铝、一氯二丁基铝、三氟化硼和四氯化钛中的一种或多种；所述质子酸选自h2o、hcl和2-氯-2,4,4-三甲基戊烷中的一种或多种。所述路易斯酸与单烯烃的摩尔比为0.0001～0.005:1，优选为0.0001～0.002:1，更优选为0.0005～0.001:1。

16、在本发明中，所述淤浆稳定剂溶液中溶剂为氯甲烷；

17、所述反应溶剂选自一氯甲烷或二氯甲烷。

18、在本发明中，所述催化剂按照以下方法制得：

19、将路易斯酸、质子酸和反应溶剂混合均匀，陈化，得到催化剂；

20、所述陈化的温度为-40～-95℃，优选为-60～-90℃，更优选为-80～-90℃；陈化的时间为1～60min，优选为5～30min，更优选为10～30min。

21、在本发明中，所述反应的温度为-70～-97℃，优选为-75～-95℃，更优选为-80～-92℃；所述反应的时间为1～60min，优选为2～45min，更优选为5～30min。

22、在本发明中，所述终止剂选自甲醇、乙醇、二甘醇和三甘醇中的一种或多种。本发明优选将终止后的反应产物置于真空干燥箱中除去溶剂，得到丁基橡胶。

23、本发明提供的方法制备的丁基橡胶的分子量分布为3.5～6.0。

24、本发明还提供了一种丁基橡胶，由上述技术方案所述制备方法制得。

25、本发明提供了一种丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：在催化剂存在下，将淤浆稳定剂溶液、单烯烃、二烯烃和反应溶剂混合，得到反应物溶液，反应，加入终止剂，得到丁基橡胶；所述淤浆稳定剂选自苯乙烯-异丁烯嵌段共聚物和/或苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。本发明在聚合过程中引入苯乙烯-异丁烯共聚物和/或苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物作为淤浆稳定剂，该物质兼具亲液部分和疏液部分，能够有效降低阳离子活性聚合的聚合速度，抑制产物结团，改善丁基橡胶在聚合体系分散状态，增强聚合体系的传质和传热，减轻反应釜堵塞，延长反应周期，提高单浓，保证丁基橡胶装置连续生产，所得产品质量稳定且有较宽的分子量分布。实验结果表明：丁基橡胶的分子量分布为3.5～6.0。

技术特征：

1.一种丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯-异丁烯嵌段共聚物的重均分子量为50000～250000；所述苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的重均分子量50000～250000；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括路易斯酸、质子酸和反应溶剂；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淤浆稳定剂的型号选自kaneka073t、kaneka 103t、kaneka 062t、kaneka 062m和kaneka 102t中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单烯烃为c4～c16的异单烯烃；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为-70℃～-97℃，所述反应的时间为1～60min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述终止剂选自甲醇、乙醇、二甘醇和三甘醇中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂按照以下方法制得：

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丁基橡胶的分子量分布为3.5～6.0。

10.一种丁基橡胶，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述制备方法制得。

技术总结
本发明提供了一种丁基橡胶及其制备方法，包括以下步骤：在催化剂存在下，将淤浆稳定剂溶液、单烯烃、二烯烃和反应溶剂混合，得到反应物溶液，反应，加入终止剂，得到丁基橡胶；淤浆稳定剂选自苯乙烯‑异丁烯嵌段共聚物和/或苯乙烯‑异丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物。本发明在聚合过程中引入上述种类淤浆稳定剂，其兼具亲液部分和疏液部分，能够有效降低阳离子活性聚合的聚合速度，抑制产物结团，改善丁基橡胶在聚合体系分散状态，增强聚合体系的传质和传热，减轻反应釜堵塞，延长反应周期，提高单浓，保证丁基橡胶装置连续生产，所得产品质量稳定且有较宽的分子量分布。丁基橡胶的分子量分布为3.5～6.0。

技术研发人员：李立霞,谢晴,李成,荆帅林,郑红兵,栾波,王衍金,王孝海
受保护的技术使用者：山东京博中聚新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11