[发明专利]一种丙烯酸酯橡胶的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯橡胶的制备方法。

背景技术

丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯（如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯）为主要成份，与少量带有活性基团的单体共聚而成的功能性高分子材料，其分子结构中主链为饱和结构，同时侧链上带有多个极性酯基，所以它具有优异的耐高温、耐油、耐候性能，制作高温条件下使用的耐油橡胶制品有特殊优势，现已成为性价比最高的高温耐油特种橡胶，特别适用于汽车曲轴、阀杆、汽缸垫、液压输油管等，有“汽车胶”的美称。

目前丙烯酸酯橡胶的生产方法主要有悬浮聚合法（以美国Goodrich公司为代表）和乳液聚合法（以日本东亚油漆公司为代表）两种。另外Du Pont公司还开发了专用于丙烯酸酯与Q-烯烃共聚的溶液聚合法。国内丙烯酸酯橡胶生产基本上都采用乳液聚合法。而上述生产方法都是以化学引发剂，在一定的温度下引发聚合反应。在聚合过程中要加入引发剂、分子量调节剂和催化剂等，给聚合反应带来诸多不稳定因素，影响聚合过程中的稳定性、最终转化率、分子量分布、生胶加工性能甚至硫化胶的物性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯橡胶的制备方法，该方法是以丙烯酸酯类单体与少量具有交联活性基团的单体为原料，采用电离辐射引发乳液聚合的方法合成。

本发明的丙烯酸酯橡胶的制备方法，其是以丙烯酸酯类单体与具有交联活性基团的单体为单体混合原料，经乳化剂乳化后，形成乳液体系，在惰性气氛下，采用电离辐射引发乳液聚合反应，将所得共聚物进行分离、纯化即制得丙烯酸酯橡胶产品；所述电离辐射采用Co60辐射源，辐照平均剂量率0.5Gy/min-300 Gy/min，辐照总剂量为0.2KGy-10KGy；

所述丙烯酸酯类单体优选为丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸甲氧基乙酯（MOEA）和丙烯酸乙氧基乙酯（EEA）中的一种或多种。

所述具有交联活性基团的单体可以为丙烯腈（AN）、丙烯酸（AA）、衣康酸（IA）、衣康酸单丁酯（IBA）、一氯乙酸乙烯酯（CVAc）、丙烯酸缩水甘油酯（GA）和乙叉降冰片烯（ENB）中的一种或多种。

所述具有交联活性基团的单体的重量优选为单体混合原料的1-20wt%。

所述单体混合原料的重量优选为乳液体系的30-50wt%。

所述乳化剂优选为十二烷基聚氧乙烯醚和/或十二烷基磺酸钠。

所述聚合反应温度优选为0-60℃。

所述电离辐射引发乳液聚合反应可以通过下述步骤进行：

（1）将乳化剂溶于水；（2）将水溶液装入乳化器中；（3）加入单体混合物；（4）高速搅拌乳化成乳液体系；（5）装入反应釜；（6）置于辐射场；（7）低速搅拌、冷却、在惰性气氛下辐照引发聚合反应，或

（8）由上述（1）+（5）+（6）+（7），在低速搅拌同时，缓慢加入单体混合物，或

（9）由上述（1）+（3）中一部分+（5）+（6）+（7），边搅拌边加入上述（3）剩余部分单体，或

（10）将上述（3）单体分组分别分散到上述（1）中，分别辐照一定时间再混合起来，在上述（7）低速搅拌下，继续辐照反应一定时间，使其聚合，前后两次辐照时间大致相同，约0.5-5小时，或

（11）将上述（4）乳液体系通入管道式反应器中，再加上述（6），保持流动状态，连续辐照引发聚合反应。（管道式反应器中部备有加料口）

（12）将所得乳液状多元共聚物进行后处理，经盐析、水洗、干燥，制得所期望的产品。具体过程为：在胶乳液中通入水蒸汽吹扫，除去残留单体，胶乳用明矾水溶液破乳凝聚成胶粒，用热水洗涤除去凝聚剂、乳化剂，再经脱水烘干得到橡胶产品。

但不论采用上述的何种步骤方式，均是通过对乳液体系的Co60辐射才引发的聚合反应，而辐射聚合反应后的分离纯化步骤则可采用丙烯酸酯橡胶生产中常用后处理方法如：在胶乳液中通入水蒸汽吹扫，除去残留单体，胶乳用明矾水溶液破乳凝聚成胶粒，用热水洗涤除去凝聚剂、乳化剂，再经脱水烘干得到橡胶产品。