[發明專利]一種丁基橡膠的溴化方法以及溴化丁基橡膠

有效

• 申請號: 201910605786.2
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110229254B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李立霞;劉振學;王衍金;張云奎;張杰;卜立敏;韓飛;張曉嶺;李芬芬;謝晴;荊帥林;王昱霖
• 申請（專利權）人: 黃河三角洲京博化工研究院有限公司
• 主分類號: C08F8/22
• 分類號: C08F8/22;C08F210/12;C08L23/28;C08L91/00;C08K5/098
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

本發明提供了一種丁基橡膠的溴化方法。本發明提供的丁基橡膠的溴化方法，主要涉及丁基橡膠溴化領域，具體包括溶解、溴化、中和洗滌、產品回收四個步驟，本發明采用非極性或者弱極性的脂肪烴作為反應溶劑對丁基橡膠進行溴化，溴化工段加入氧化劑提高溴化劑中所含溴的利用率，在中和工段中加入縛酸促進劑提高了中和效率、減少了中和不完全的可能性，有效抑制仲位烯丙基溴取代產物向伯位烯丙基溴取代產物轉變，所得溴化丁基橡膠各項指標優良，結構更為穩定，安全性更高。

技術領域

本發明屬于橡膠制備技術領域，具體涉及一種丁基橡膠的溴化方法以及溴化丁基橡膠。

背景技術

溴化丁基橡膠(BIIR)作為丁基橡膠(IIR)改性產物之一，不僅保持了丁基橡膠優異氣密性、耐熱老化性、阻尼性能等特性，又具有硫化速度快、耐熱性好、與其他橡膠相容性好、自黏性與互黏性強、可使用ZnO硫化等優異性能。因此BIIR在子午線輪胎、耐熱內胎、容器襯里、藥瓶瓶塞和機器襯墊等領域正逐步替代IIR。以上應用領域的日益發展決定急需增加BIIR產能、提高IIR溴化劑中溴元素利用率、提升BIIR產品品質。

物質的結構決定物質的性能。BIIR的微觀結構受溴化溫度、溴化時間、溴用量及中和后pH等因素的影響明顯，在傳統的丁基橡膠溴化工藝中，溴化過程中溴化劑中溴元素(Br)與丁基橡膠中異戊二烯結構單元雙鍵上的仲位氫原子發生離子取代生成仲位烯丙基溴產物，仲位烯丙基溴主產物易向伯位烯丙基溴副產物轉化。該工藝溴化劑溴利用率低，且丁基橡膠溴化過程中不斷生成HBr，導致體系處于酸性環境下，使仲位烯丙基溴向伯位烯丙基溴轉化。US5681901，US5670582，US3018275，CN105111347B，CN105294903B，CN103703034B闡述了通過加入氧化劑將HBr氧化為Br₂提高溴利用率，但是未能解決中和不完全BIIR將會變色的問題，這將導致溴化丁基橡膠在存儲運輸中極不穩定，不利于后續加工使用。若單純提高堿液用量保證中和效果，中和后pH值將上升，導致漿液容易起泡，且在后續回收步驟中易使設備結垢。為了解決這一問題現有工藝主要采用強攪拌或者延長中和時間，這就為生產過程帶來的高能耗，同時很難保證溴化丁基橡膠產品的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種丁基橡膠的溴化方法以及溴化丁基橡膠，本發明提供的溴化方法引入氧化劑和縛酸促進劑，能有效提高溴化劑中溴元素的利用率，有效改善中和效果，使中和完全，有效抑制仲位烯丙基溴取代產物向伯位烯丙基溴取代產物轉變。

本發明提供了一種丁基橡膠的溴化方法，包括以下步驟：

A)將丁基橡膠與脂肪烴混合，得到膠液；

B)將所述膠液與水混合，得到乳狀液；

C)在避光、20～55℃的條件下，將溴化劑、氧化劑以及所述乳狀液混合攪拌后，進行反應，得到反應后的乳狀液；

D)向所述反應后的乳狀液中依次加入縛酸劑以及縛酸促進劑進行反應，得到反應液；

E)將所述反應液洗滌后，加入助劑混合，再閃蒸除去溶劑，得到膠料；

F)將所述膠料擠壓脫水、干燥后，得到溴化丁基橡膠。

優選的，所述脂肪烴選自C5～C8飽和烷烴。

優選的，所述膠液的粘度為250～650cp，所述膠液中丁基橡膠的含量為10wt％～25wt％。

優選的，步驟B)中，所述水與膠液的質量比為(0～20):100。

優選的，所述氧化劑選自無機氧化劑和有機氧化劑中的一種或多種，所述無機氧化劑選自過氧化氫、次氯酸鹽、溴酸鹽以及金屬過氧化物中的一種或多種；有機氧化劑選自有機過氧化物。