[发明专利]一种氯化丁基胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氯化丁基胶（CIIR）制备领域，具体涉及一种基于水相悬浮氯化的氯化丁基胶的制备方法。 

背景技术

氯化丁基胶是丁基胶与氯发生取代反应而制得的弹性体，是丁基胶的改性产品，与丁基胶相比，由于氯元素的引入，改变了丁基胶硫化速度慢、与不饱和橡胶相容性差、自粘性和共粘性都不好的缺点，被广泛应用于生产轮胎的内胎、无内胎密封层、子午线轮胎胎侧胶、耐热耐热运输带、高温胶管、密封和绝缘材料等。 

传统的氯化丁基胶的主要生产方法是将丁基胶溶解在有机氯溶剂中，加入氯在一定的条件下进行反应，然后使溶剂与氯化产物分离，得到产品，比如公开号为CN1670045A的发明公开的一种氯化丁基橡胶的生产方法，包括溶解、氯化、中和、加助剂制得产品等步骤。但是，这种生产方法由于在生产过程和加工应用过程中消耗的氯溶剂属于大气臭氧层破坏物质，必然造成资源浪费、环境污染和生产操作人员的健康损害，且生产成本较高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有氯化丁基胶（简称CIIR）生产中的环境污染，生产成本高的问题，提出一种工艺合理、生产过程和应用过程不涉及有机氯溶剂，产品性能可以满足需要，生产成本低，适合于大规模生产的方法。 

为实现本发明的发明目的，发明人提供如下技术方案： 

一种氯化丁基胶的制备方法，是一种基于水相悬浮氯化制备氯化丁基胶的方法，包括如下步骤：

（1）选取粒径为50～400μm、门尼粘度（ML1+4，100℃）为40～80的粉状丁基胶为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，其中：丁基胶与反应介质的固液比为1：3～7；反应介质为水或浓度≤25%的盐酸，反应介质中含有以水或盐酸重量计的0.02～0.1%分散剂、0.02～0.08%引发剂和0.01～0.03%表面活性剂，

（2）向反应装置夹套通入热源使物料升温至75℃以上，在搅拌条件下通入氯气，控制氯气的通入速度，使反应温度在85～100℃之间，根据制备不同氯含量产品需求通入规定量的氯气后，停止通氯气，保持温度30分钟以上，向反应装置夹套通入冷却水，使物料温度降至70℃以下，用氮气或压缩空气赶除反应装置内的游离氯，然后将物料排出反应装置，

（3）将物料固液分离，得到的固体物料再经净化水洗涤、中和、脱水和干燥后得到氯含量为0.9～1.5%的氯化丁基胶产品。

发明人研究发现，选用适宜规格的粉末丁基胶原料，采用水相悬浮氯化的方法制备氯化丁基胶，通过在水或盐酸中添加合适的氯化反应助剂（包括分散剂、引发剂和表面活性剂），并合理控制反应温度，可以生成氯含量0.9～1.5%的氯化丁基胶物料，然后物料经固液分离后再经过洗涤、中和、脱水和干燥，处理掉副产的HCl和水分，最后得到性能良好的氯化丁基胶产品。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的步骤（3）中：将物料固液分离得到的含HCl酸性水，补加以酸性水重量计的0.01～0.06%分散剂、0.02～0.08%引发剂和0.01～0.03%表面活性剂后，回收用于下次氯化反应，以降低生产成本，并避免资源浪费和环境污染。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的分散剂为气相法白炭黑或聚甲基丙烯酸钠，引发剂为半衰期为70-110℃过氧化物（如过氧化苯甲酰），表面活性剂为聚醚（如聚醚PF-10）或其他非离子表面活性剂（如聚氧乙烯基非离子表面活性剂，非离子型有机氟表面活性剂）。这些种类的氯化反应助剂可以大大提高反应速度，并提高了氯利用率。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的步骤（1）中的丁基胶粉的粒径为50～200μm。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的步骤（3）中：使物料固液分离，得到的固体物料用净化水反复洗涤，再用中和剂（如氢氧化钠、碳酸钙等）中和，然后脱水和干燥，得氯化丁基胶成品。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的步骤（2）中：向反应装置夹套通入热源使物料升温至75℃以上，在搅拌条件下通入氯气，控制通氯气速度，使反应温度控制在85～95℃之间。 

作为优选，根据本发明所述的一种氯化丁基胶的制备方法，其中，所述的步骤（3）中：使物料温度降至65℃以下，再将物料排出反应装置。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点：