專(zhuān)利名稱(chēng)：丁腈橡膠粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種分段凝聚、活性隔離、濕法研磨制備丁腈橡膠粉的方法，它是合成橡膠工業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)。
丁腈橡膠粉與多種樹(shù)脂共混具有良好的相容性，因此主要用于樹(shù)脂改性。在聚氯乙烯中加入少量丁腈橡膠粉即可提高制品的彈性、耐水性和耐油性;也可極大地提高硬質(zhì)聚氯乙烯異型擠出材料的沖擊強(qiáng)度;用于人造革制品能提高革面粘結(jié)力;用于聚氯乙烯壓延薄膜，使膜具有更好的彈性;用于聚氯乙烯電線(xiàn)電纜制品，能提高其韌性和耐寒性;丁腈橡膠粉與酚醛樹(shù)脂并用，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(xì)，與其它樹(shù)脂共混時(shí)，分散性好，并可直接進(jìn)入擠出機(jī)，使加工過(guò)程連續(xù)化、自動(dòng)化，因此，具有操作方便，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
目前，制備丁腈橡膠粉，主要采用的方法有機(jī)械粉碎法、噴霧干燥法、閃蒸干燥法、淀粉-黃原酸化化合物共凝法、炭黑沉淀法及干膠乳法等。諸如此類(lèi)的方法都存在能耗高、粒度大、耐水性差及雜質(zhì)含量高等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種與現(xiàn)有凝聚法制備丁腈橡膠粉不同的，并配有相應(yīng)設(shè)備的分段凝聚、活性隔離的方法。
本發(fā)明所述的凝聚法制備丁腈橡膠粉，采用分段噴霧凝聚的方法，以一價(jià)和二價(jià)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(yù)凝、絮凝、膠粒球化、活性隔離及后處理等過(guò)程中制成丁腈橡膠粉。
本發(fā)明的制備過(guò)程是將制備的專(zhuān)用丁腈膠乳經(jīng)凝聚成粉、防粘隔離處理、過(guò)濾、脫水、干燥及過(guò)篩等過(guò)程即得丁腈橡膠粉。
為達(dá)到上述目的，現(xiàn)詳細(xì)敘述本發(fā)明分段凝聚制備丁腈橡膠粉的工藝過(guò)程。
1.膠乳制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(jìn)行乳液聚合，當(dāng)轉(zhuǎn)化率為95%以上時(shí)，便制得交聯(lián)型丁腈膠乳;當(dāng)轉(zhuǎn)化率為75%以下時(shí)，便制得高溫非交聯(lián)型丁腈膠乳。
如果乳化劑選用合成脂肪酸鉀和油酸鉀時(shí)，其用量為聚合投料單體量的3%，在5～8℃的溫度下進(jìn)行乳液聚合，其轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)，可制得低溫非交聯(lián)型丁腈膠乳。
以上所制備的交聯(lián)型和非交聯(lián)型丁腈膠乳，根據(jù)產(chǎn)品牌號(hào)的要求均可作為凝聚過(guò)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(shè)備中分三段噴霧加入，其配比為干膠∶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(qiáng)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(yù)凝過(guò)程;再將濃度25%(重量)的高硬度食鹽溶液，在繼續(xù)攪拌下加入，并控制噴霧加入速度進(jìn)行第二段凝聚即為絮凝過(guò)程;最后將攪拌速度提高，用濃度為8～10%(重量)的硫酸鎂溶液(或氯化鈣溶液)進(jìn)行第三段噴霧凝聚，即為膠粒硬化球化過(guò)程。當(dāng)成粉后，再加入干膠量的0～6%(重量)的硬脂酸鉀溶液(或硬脂酸鎂或硅溶膠)，作為補(bǔ)充隔離劑。按本發(fā)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(tǒng)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)沉淀，并處于分子狀態(tài)。當(dāng)溫度為50～65℃時(shí)，凝聚形成的膠粒對(duì)它的吸附活性很強(qiáng)，因此便產(chǎn)生活性隔離作用，得到自生的隔離劑。
如果以交聯(lián)型或高溫非交聯(lián)型丁腈膠乳為原料，成粉后，可以不再補(bǔ)加隔離劑;如果以低溫非交聯(lián)丁腈膠乳為原料，由于乳化劑量較少，而且無(wú)硬脂酸鉀，所以當(dāng)成粉后，補(bǔ)加4～6%(以干膠重量計(jì))的硬脂酸鉀溶液(或硬脂酸鎂或硅溶膠)，作為補(bǔ)充隔離劑，均可達(dá)到活性隔離的目的。
4.研磨過(guò)篩將離心洗滌、脫水后的丁腈膠粉的濾餅，加入搓料機(jī)中使研磨過(guò)篩同時(shí)進(jìn)行。為適于研磨的要求，在研磨機(jī)上裝一轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠爪子壓在濾餅上，并與篩網(wǎng)接觸研磨。經(jīng)研磨過(guò)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(xì)。其粒徑達(dá)40目以下。采用本發(fā)明的相應(yīng)研磨過(guò)篩設(shè)備使成粉率達(dá)95%以上。
本發(fā)明制備丁腈橡膠粉的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)生產(chǎn)流程短，工藝簡(jiǎn)單，研磨過(guò)篩設(shè)備易制作;(2)分段凝聚方法在凝聚過(guò)程中具有自生隔離作用，隔離效果好，成粉率高;(3)采用本發(fā)明制備丁腈橡膠粉的粒徑適宜，應(yīng)用廣泛，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)施例1在75升的凝聚槽中加入10千克交聯(lián)型(或高溫非交聯(lián)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?lài)娙?升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再?lài)娙?升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，升溫至50℃，然后降溫卸料，過(guò)濾，洗滌，研磨過(guò)篩，干燥即得合格產(chǎn)品。
實(shí)施例2在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯(lián)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?lài)娙?升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再?lài)娙?升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，加入5%(以干膠粉重量計(jì))的硬脂酸鉀溶液，升溫至55℃，然后降溫卸料，過(guò)濾，洗滌，研磨過(guò)篩，干燥即得合格產(chǎn)品。
實(shí)施例3在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯(lián)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?lài)娙?升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再?lài)娙?升濃度為10%(重量)的氯化鈣溶液，加入5%(以干膠粉重量計(jì))的硬脂酸鎂，升溫至60℃，然后降溫卸料，過(guò)濾，洗滌，研磨過(guò)篩，干燥即得合格產(chǎn)品。
實(shí)施例4在75升的凝聚槽中加入10千克低溫非交聯(lián)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?lài)娙?升濃度為25%(重量)的高硬度食鹽溶液，再?lài)娙?.5升濃度為8%(重量)的硫酸鎂溶液，加入6%(以干膠重量計(jì))的硅溶膠，升溫至65℃，然后降溫卸料，凝聚，過(guò)濾，洗滌，研磨過(guò)篩，干燥即得合格產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種以分段凝聚制備丁腈橡膠粉的方法，其特征是在制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，其配比為干膠∶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(jìn)行預(yù)凝，絮凝，凝聚成膠粒，球化，活性隔離，濕法研磨過(guò)篩，最后制得丁腈橡膠粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備丁腈橡膠粉的方法，其特征在于制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(lián)型或高溫非交聯(lián)型丁腈膠乳時(shí)，成粉后可以不補(bǔ)加隔離劑;其原料為低溫非交聯(lián)型丁腈膠乳時(shí)，成粉后補(bǔ)加4～6%(以干膠粉重量計(jì))的隔離劑，達(dá)到活性隔離效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備丁腈橡膠粉的方法，其特征在于隔離劑可以是硬脂酸鉀、硬脂酸鎂、硅溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備橡膠粉的方法，其特征在于凝聚成粉后的丁腈橡膠粒的濕法研磨過(guò)篩過(guò)程是在有橡膠爪子的研磨過(guò)篩設(shè)備上同時(shí)進(jìn)行研磨和過(guò)篩，制成40目以下的細(xì)粉。
全文摘要
一種丁腈橡膠粉的制備方法。在丁腈膠乳中分段加入一價(jià)和二價(jià)金屬鹽的水溶液，經(jīng)預(yù)凝、絮凝及膠粒硬化和球化，系統(tǒng)中自生隔離劑便可達(dá)到活性隔離的目的。膠粒經(jīng)過(guò)濾、洗滌、脫水和干燥后，用一相應(yīng)設(shè)備研磨過(guò)篩，即得到粒徑適宜的丁腈橡膠粉。它能與多種樹(shù)脂相容，使樹(shù)脂制品具有良好的耐水性、耐油性、韌性及耐磨性等，廣泛適用于橡膠改性的聚氯乙烯等加工過(guò)程的連續(xù)化、自動(dòng)化。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備易制作。產(chǎn)品含膠量高，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C08J3/14GK1083827SQ9310114
公開(kāi)日1994年3月16日 申請(qǐng)日期1993年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月19日
發(fā)明者何仕新, 包季欣, 黃立本, 程永祜, 李顯臣 申請(qǐng)人:蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠(chǎng)