[發明專利]一種使用堿性添加劑催化氫化丁腈橡膠和丁腈橡膠的加氫方法

有效

• 申請號: 201710358700.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107141379B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 潘勤敏;凱瑞·L·倫佩爾;劉銘輝
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F8/04
• 分類號: C08F8/04;C08F236/12
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 楊曉東

本發明涉及一種使用堿性添加劑催化氫化丁腈橡膠和丁腈橡膠的加氫方法，該方法適用于對氫化丁腈橡膠中腈基的加氫和對丁腈橡膠中腈基和烯烴基的共同加氫。本發明首次成功對大分子中腈基(碳氮三鍵)進行加氫，反應條件溫和，為橡膠加工尤其是硫化過程提供了新的方法。

技術領域

本發明涉及一種使用銠或釕配位催化劑和堿性添加劑催化丁腈橡膠和氫化丁腈橡膠的加氫方法，該方法適用于對氫化丁腈橡膠中腈基的加氫和對丁腈橡膠中腈基和烯烴基的共同加氫。

背景技術

丁腈橡膠(NBR)和氫化丁腈橡膠(HNBR)是重要的工業材料，廣泛應用于油田、汽車工業等方面。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得。氫化丁腈橡膠(HNBR)是由丁腈橡膠進行特殊加氫處理后得到的一種高度飽和的橡膠產品。丁腈橡膠氫化是一種很成熟的技術和工藝，在US-B-6,881,797,US-B-6,683,136,US-B-6,410,657,US-A-6,020,439,US-A-5,705,571,US-A-5,057,581和US-A-3,454,644中都有描述。然而，對于橡膠和聚合物中腈基的加氫方法的報道卻很少，相關主要集中在對于小分子腈的加氫，例如苯甲腈。腈或腈基加氫反應產物不僅是伯胺，還包括亞胺、叔胺、仲胺等影響產品質量的副產物。

Band等人在JACS,99,7380(1977)中介紹了一種鎳金屬催化劑的腈加氫方法，但對伯胺的選擇性太低。等人在Applied Catalysis A:General,296,2005,209-215和Applied Catalysis A:General,349,2008,40-45中，以及Chatterjee等人GreenChemistry,12,2010,87-93介紹了使用不同負載型鈀催化劑氫化苯甲腈的方法，該方法的轉化率近100％。Bawane等人在Chemical Engineering Journal,103,2004,13-19中介紹了一種使用雷尼鎳催化劑氫化苯甲腈的方法。該方法需要加入氨作為添加劑，轉化率約99％。Yoshida等人在J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1979,870中介紹了使用均相催化劑[RhH(PiPr₃)₃]和[Rh₂H₂(μ-N₂){P(cyclohexyl)₃}₄]對小分子腈進行氫化的方法,加氫反應無副產品產生。美國專利US-A-3,454,644介紹了使用[RuCl₂(PPh₃)₃]以乙醇為溶劑催化苯甲腈的方法，其選擇性不到40％。Toti等人在C.R.Chimie 7(2004)769-778中介紹了使用RuH₂(CO)₂(PnBu₃)₂,RuH₂(CO)₂(PPh₃)₂和RuH₂(PPh₃)₄催化劑在無任何添加劑的情況下腈基氫化方法，但其轉化率低于80％且選擇性低于50％。

小分子腈的氫化已經進行了很多的研究，但針對聚合物尤其是大分子腈或腈基的氫化方法沒有任何成功的報道，主要是大分子量非常容易導致交聯產生，影響加氫效率和產品質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種新方法可以在溶液中對丁腈橡膠和氫化丁腈橡膠中的腈基進行高轉化率氫化反應。本發明首次成功對大分子中腈基(碳氮三鍵)進行加氫，反應條件溫和，為橡膠加工尤其是硫化過程提供了新的方法。

本發明方法包括以下工藝步驟：

將丁腈橡膠或氫化丁腈橡膠溶解于有機試劑中，在加有催化劑及攪拌的條件下進行。其特征在于橡膠按不超過15％的質量濃度溶解在有機試劑中，然后加入到反應釜中，在0-200℃、0.1-12MPa壓力下，反應時間為15分鐘到10小時。催化劑和堿性添加劑可直接加入到反應釜中。