半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用

半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用 半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用 ? 16?半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用 半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用 王敏 (辽宁省辽中县辽河化工厂,辽宁辽中I102OO) 摘要:介绍了半交联型粉末丁腈橡胶(PNBR)的生产和应用情况.通过聚合时加入交 联剂,提高聚合深度,使用调节剂等方法制得半交联型原胶,然后成粉和隔离便得 半交联型PNBR.将它与树脂及配合剂经预混合,混炼和成形进行加工,应用于聚氯 乙烯(PVC)等树脂改性领域,制取密封条,电线色皮,电缆护套,油用胶管,抗冲 减振 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ,半硬质制品,发泡制品等. 关键词:丁腈橡胶粉末橡胶橡胶加工树脂改性 分类号:TQ333.7 1半交联型PNBR的生产应用情况 11生产概况 由于粉末丁腈橡胶(PNBR)在加工应用方面有 许多优异之处,又能显着改善树脂的性能以生产 橡塑共混制品,因而它的生产发展很快,产品牌 号很多【l】.按原胶交联度的高低分为非交联型,半 交联型(又称部分或轻度交联型)和交联型,交联 度用凝含量表征.以半交联型的原胶为原料,通 过PNBR的制备工艺即可生产半交联型PNBR.可见 同一工艺和装置,可生产不同交联度的产品,关键 是原胶的制备.如荷兰Polysar公司在生产的十 多年牌号中,Hycar1422和1422×8为半交联型, 原胶采用高温聚合制备,结合丙烯腈均为33%, 门尼粘度M1O:分别为80和67.美国Goodyear 公司生产的ChemigumP83为半交联型,原胶采用 低温聚合制备,结合丙烯腈为33%,门尼粘度 ML:为36-50.P83是中国大量进口和使用的产 品,经剖析:结合丙烯腈为29.46%;交联度为 39.6%.还有ChemigumP8B-1A2和N8B-IA2以及 日本瑞翁公司的NipolD--N214也是半交联型PNBR, 原胶结合丙烯腈均为33%,门尼粘度ML1I+U4U均 为80[21.中国也用自己开发的凝聚成粉技术生产 半交联型PNBR,其原胶的交联度为5o一7o%,门 尼粘度ML1l+O:为60-100,结合丙烯腈为37%一 4O%【引. 1.2应用概况 半交联型PNBR是随PNBR应用发展的需求而 开发的产品.非交联型PNBR适应硫化要求,用 作橡胶制品.交联型PNBR因高度交联,适宜作 摩擦材料制品以提高摩擦力和降低磨损率.半交 联型PNBR介于二者之间,交联度适中,适宜于 软质树脂制品的改性.三者作为橡胶和PVC树脂 改性剂应用时的性能差异见表1和表2. 半交联型PNBR与PVC可任意比例混合,除 提高PVC制品的耐油,耐磨耐热,耐压缩永久 变形,耐老化等性能外,其特点是显着提高软质 制品的强伸性能,耐寒性,柔韧性和表面光洁度. 还可改善PVC发泡制品的微孔均匀性.广泛于PVC 改性制压延膜,密封条,装饰膜,鞋类,胶管,胶 带,波纹管,电线包皮,电缆护套,人造革,地 板革等.也可改性EVA制装饰膜,电缆护套等"】. 该PNBR与酚醛树脂和环氧树脂也具有良好 的相容性,在它们的液体中可溶胀和部分溶解, 因而分散良好,改性效果突出【5】. 由于该PNBR为部分交联,在树脂改性的加 工过程中,无过度交联使制品质量下降的危险. 因而加工应用时操作弹性大,使用安全,改性效 果明显,广泛用作树脂改性剂. 作者简介:王敏(1946一),女,辽宁沈阳人,高级工程师,原辽宁省辽中县辽河化工厂 生产副厂长,总工程师,已发表论文30余篇. ((广东橡胶》2007年第8期?17? '硫化温度均为145"0 表2PNBR对PVC改性性能的比较 2半交联型PNBR的生产技术 以半交联型的块状,乳液状或溶液状NBR为 原料,都可生产半交联型PNBR.但都必须经成粉 和隔离两个过程,使粉末胶不粘连才能得到产 品.成粉和隔离是生产技术的关键,成粉技术决 定生产工艺,产品质量和成本.隔离剂用量一般 为3—15份,其类型和加入方式很重要.常用的 隔离剂有:二氧化硅,滑石粉,碳酸钙,炭黑等 无机等;PVC,PVA,PS,SAN等树脂粉;脂肪酸 盐,改性淀粉等双极性有机物【?. 如ChemigumP83就是PVC作隔离剂【s】.其生 产首先是制备半交联型的原胶. 2.1半交联型NBR的制备技术 2.1.1加入交联荆 在丁二烯与丙烯腈乳液共聚时,加入含有双 官能团的第三单体,如1-3份二乙烯基苯或其它 二乙烯类单体,使共聚物产生部分交联便得到半 交联型NBR.用丁酮测定其交联度为4o%一8o%, 膨胀系数为8-35.三种单体同时加入,得到的 NS. R交联度高达8o%以上,使门尼粘度偏高,强 伸性能和加工性能差.因此,生产中先使丁二烯 和丙烯腈聚合转化至20%-30%时,再加入二乙 烯基苯,总转化率至70%一75%时终止,可得半 交联型共聚物.若将转化率提高至75%以上,可 使共聚物全部交联【引. 2.1.2控制聚合深度 丁腈乳液共聚时,丁二烯以反式一1,4,顺 式一1,4和1,2三种结构出现在共聚物链中,1, 2结构为深度聚合产生交联创造了条件.当聚合 转化率达75%以上时即产生交联反应,若聚合深 度控制在85%一9o%的转化率时终止,可制得 半交联型的NBRIs]. 表3聚合温度对NBR--40交联度的影响 ? 18?半交联型粉末丁腈橡胶的生产和应用 表4引发剂用量对NBR-40交联度的影响 引发剂配比聚合时间聚合转100"(2凝胶 (质量份)/h化率/鬈.1+4含量/鬈 2.1.3降低聚合速度 丁腈乳液聚合转化率达75%pk_F_.时,交联反应 在乳胶粒内部的聚合物链间按自由基反应进行. 当降低聚合温度或引发剂用量以降低聚合速度 时,即使聚合转化率达90%以上,NBR仍为半交 联型【8】,见表3和表4. 因1,2结构的含量随聚合物温度的降低而 降低,使交联反应场所减少,交联度随之下降. 引发剂用量降低使之引发交联反应的机会减少, 也使交联度下降.所以,提高聚合深度,仍能得 到半交联型NBR. 2.1.4用调节剂J调节分子量 丁腈乳液共聚时,调节剂分子通过链转移或 链终止以控制聚合度,调节NBR的分子量,提高 共聚物的临界交联密度以减少交联反应.常用的 硫醇是链转移调节分子量,聚合速度快.而调节 剂J是链终止调节分子量,聚合速度慢,阻止交 联反应的能力强,因而聚合转化率达90%以上, NBR仍为半交联型【6】.如表5所示. 表5调节剂类型对NBR一40交联度的影响 2.2成粉与隔离技术 将制得的半交联型NBR或丁腈胶乳通过 PNBR的制备方法成粉与隔离,即可生产出半交 联型PNBR[I..如机械粉碎法,喷雾干燥法,炭 黑共沉法,胶乳凝聚法等.由于NBR的交联度和 门尼粘度都低,成粉工艺条件和隔离技术接近非 交联型,故隔离剂用量偏高,该产品受热或挤压 更易粘连聚集. 3半交联型PNBR的加工方法 由于半交联型PNBR具有足够的流动性和 松散性,便于自动输送,配料和连续加工.因 此,既可用传统的密炼和混炼方法,又可用特 殊的螺旋挤出连续混炼的方法进行加工,所得 混合配料可挤出造粒或直接模块,注塑及挤出 成形【引.该工艺用于半交联型PNBR作改性剂的 橡塑并用尤为适宜. 3.1预混合 无论何种加工方法,加工之前均需进行预 混合,使半交联型PNBR与所配合的物为充分混 合,使所有的配合剂均匀地覆盖在橡胶粒子表 面上,得到理想的粉状配合料,这是加工的重要 工序【..】.其加料顺序是先加固体配合料,再加 液体配合料,待液体被固体配合料完全吸收后 才加半交联型PNBR.混料速度是先低速后高速, 还可根据需要控制混料温度达到最佳混料效果. 通常使用高速混合机在短时间内可达到理想的 预混合效果. 3.2混炼 混炼是将预混合的粉料交成具有可塑性的物 料,适宜于加工成形.通常使用密炼机,开炼机 ((广东橡胶2007年第8期?19? 或挤出造粒机.半交联型PNBR的预混合料更适 宜于挤出混炼.挤出混炼造粒或成形是较为先进 的工艺.经混炼后的物料用于模压,注模或注塑 成形便可得到制品【】. 4半交联型PNBR的应用领域 半交联型PNBR作橡胶制品时,加工工艺简 单.经预混合后的胶料贮存稳定性好,混炼后硫 化方便,可连续注模硫化制胶管,密封圈,垫圈, 垫片等.由于隔离剂的存在,强伸性能低于状 NBR,价格也难于与块状NBR竞争.又因它具有 一 定的交联度,硫化配方和硫化速度难掌握,使 用上没有非交联型NBR方便,因而不适合橡胶制 品.但它对树脂却具有良好的改性效果. 密封条半交联型PNBR改性PVC制汽车,冰 箱,冷冻机和窗户用的密封条,克服了橡胶密封 条光泽差,易龟裂和变色不易焊接等缺点,提高 了PVC的弹性,耐寒性和抗老化性,具有橡胶的 性能,还可用超声波焊接.因而在上述诸领域得 以广泛应用【4】. 电线包皮和电缆护套半交联型PNBR能显着 提高PVC的耐磨性,耐寒性,柔韧性和抗老化性, 使改性后的PVC宜于制电线包皮和电缆护套…. 油用胶管半交联型PNBR能提高PVC的耐油 性,耐屈挠性,耐寒性,耐磨性,抗老化性,韧 性和弹性,适宜于将其改性后制耐油胶管和汽油 用胶管【引. 抗冲减振材料半交联型PNBR能提高PVC和 ABS树脂的抗冲击性能和冲击衰减性能,适宜于 与PVC和ABS共混后作抗冲减振材料制抗冲垫, 减振垫和台球桌面【4】. 半硬质品半交联型PNBR能提高PVC的冲击 和拉伸强度,适于改性PVC制半硬质品. 其基本配方为(质量份):PVC(K70)100; Chemi~umP8330;DOP30;Ba/cd稳定剂3;硬 脂酸0.5.合计为163.5份. 发泡制品半交联型PNBR可改善PVC发泡 制品的微孔均匀性,适于改性PVC作发泡制品. 其基本配方为(质量份):PVC(K70)95.4, ChemigumP8343.6,DIOP90,轻质碳酸钙10, Parap1exG623,Mark3081Mark974——A2, CelogenAC-130(发泡剂)0.5.合计为245.5份. 5结束语 生产半交联型PNBR,首先是制备原料胶.制 备方法中以聚合时加交联剂最常用,但以深度聚 合用调节剂丁作调节剂为最好,聚合速度降低不 多,转化率又高达93%,交联度也易控制.常用 机械粉碎法和喷雾干燥法成粉,但以凝聚成粉最 经济, 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 短,操作简便,能耗低,产品含胶最 高. 中国已开发成功凝聚法生产PNBR的技术, 并用该技术生产半交联型PNBR,这对发展PNBR 的生产,推广半交联型PNBR在树脂改性领域的 应用,替代ChemigumP83的进口,促进树脂改性, 都具有重要的作用. 参考文献 黄立本,何仕新.粉末丁腈橡胶的生产方法 [J].兰化科技,2005,16(1):51—54 兰州化学工业公司编着.合成像胶工业手册 [M].北京:化学工业出版社,1991.712—714, 748——749,1307-1308 何仕新.半交联型粉末丁腈橡胶[J].合成 橡胶工业,2002,21(1):19 黄立要,粉末丁腈橡胶的加工应用[J].兰 化科技.2003,11(3):233—237 何道纲.改性聚氯乙烯注塑鞋底材料[J].塑 料加工与应用,2004,(3):13—15 蔡辉.NBR一40交联度影响因素的研究[J]. 合成橡胶工业,2003,19(6):355-357 奥野昌司.粉末橡胶.日本橡胶协会志(日 文),2001,48(5):314316