[发明专利]一种异戊橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异戊橡胶的制备方法。

背景技术

工业化商品异戊橡胶与天然胶结构相似，具有优异的生胶强度和硫化胶性能，能够满足轮胎在高速、节能、安全和环保等方面发展的需求。稀土异戊橡胶生产主要是以稀土作为催化剂，采用连续溶液聚合的方式聚合得到。为了实现连续化的工业生产，聚合反应釜一般由几台聚合釜串联而成，异戊二烯单体的最终转化率达到90％左右。由于异戊二烯单体在聚合过程中放热量大，异戊橡胶胶液的粘度也非常大，这就限制了异戊橡胶在生产过程中的进料单浓。所述单浓指的是异戊二烯单体和反应生成的异戊橡胶的总浓度。因为在单浓和转化率都比较高的情况下，胶液的高粘性不但加大了输送的困难性、容易产生堵塞现象，而且会因系统传热、传质、传动不均匀影响聚合效果。此外，释放出来的聚合热会迅速提高反应系统的温度，温度过高会影响橡胶的性能。而传统的夹套很难在较短的时间内撤去聚合热，因此，对橡胶的性能有重要的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有方法生产聚异戊二烯单体时，存在胶液输送困难、且得到的异戊橡胶性能不佳的问题，而提供一种便于稳定生产和输送、且得到的异戊橡胶性能优异的异戊橡胶的制备方法。

本发明提供了一种异戊橡胶的制备方法，该方法包括在聚合反应条件下，在有机溶剂的存在下，将异戊二烯单体和催化剂反应，其中，所述反应分多阶段进行，所述多阶段包括第一反应阶段和第一反应阶段以后的反应阶段，该方法还包括在第一反应阶段以后的至少一个反应阶段中，向聚合反应体系中补加有机溶剂。

本发明的发明人发现，通过将聚合反应分阶段进行，且控制在第一反应阶段以后的至少一个反应阶段中，向聚合反应体系中补加有机溶剂，则能够在异戊橡胶的生产过程中形成浓度梯度，有利于聚合热的疏散，不会使聚合体系发生过热现象，从而提高异戊橡胶的性能。此外，体系中胶液的粘度也能够得以降低，便于稳定生产和输送。在本发明的一种优选实施方式中，所述聚合反应在聚合反应装置中进行，所述聚合反应装置包括用于向所述首釜以后的聚合反应釜补加有机溶剂的溶剂补加装置，不仅能够实现连续化生产，还能够实现在转化率相对较低的首釜高单浓进料，在转化率较高的其它各釜补加有机溶剂逐渐降低单浓和粘度，聚合效果更好。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的溶剂补加装置的结构示意图；

图2为本发明提供一种优选实施方式的聚合反应装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一单向阀；2-第二单向阀；3-计量泵；4-溶剂罐；5-首釜；6-二釜；7-三釜；8-四釜；9-第一溶剂补加装置；10-第二溶剂补加装置；11-第三溶剂补加装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明，所述异戊橡胶的制备方法包括在聚合反应条件下，在有机溶剂的存在下，将异戊二烯单体和催化剂反应，其中，所述反应分多阶段进行，所述多阶段包括第一反应阶段和第一反应阶段以后的反应阶段，该方法还包括在第一反应阶段以后的至少一个反应阶段中，向聚合反应体系中补加有机溶剂。

根据本发明，尽管所述多阶段中每个阶段的异戊二烯单体转化率可以在较大范围内进行变动，但为了实现所述多阶段间的相互配合，从而实现高效的连续化生产并得到性能更为优异的异戊橡胶，优选情况下，第一反应阶段的异戊二烯单体转化率为40-60％，第一反应阶段以后的任意一个反应阶段的异戊二烯单体转化率可以比相邻的前一阶段高8-25％，最后一个反应阶段的异戊二烯单体转化率为90-99％。