丁腈橡胶生产与研发技术进展.pdf

齐鲁石油化L.,2012,40(3):244-247
专论与综述
QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
丁腈橡胶生产与研发技术进展
解洪梅
(中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博255400
摘要:综述丁腈橡胶常规生产技术及其工业生产技术的改进,介绍了主要生产商的相关专利概况。指出丁腈橡胶
作为一种功能性橡胶产品,虽然用量不大,但用途广泛,研发重点在于高端产品,并应重视产品应用指导
关键词:丁腈橡胶生产技术进展
中图分类号:TQ3337文献标识码:C文章编号:1009-9859(2012)03-0244-0k
丁腈橡胶(NBR)是由丁二烯和丙烯腈单体工艺,按聚合温度不同,分为热法聚合与冷法聚合
采用乳液聚合工艺合成的一种弹性体,其分子链两类。冷法聚合的反应温度一般控制在
中含有不饱和双键和极性基团一CN,因而具有耐℃,热法聚合则为30~50℃。目前大多数NBR
油性能好、物理机械性能优异等特点,广泛地应用产品采用连续冷聚技术生产,特种NBR则采用间
于各种耐油制品,如O型环、蛇(软)皮管、垫圈、歇法生产。
燃料箱衬胶、油罐衬里、印刷消耗品、印刷滚筒、绝11瑞翁公司NBR生产技术
绦地面垫板、硬橡胶零件、耐油鞋底、织物涂层、泵
1959年,日本瑞翁公司采用 Goodrich公司的
的叶轮、油井刷布、管螺纹保护层、电线护套、粘合生产技术在本国首次生产NBR。图1是瑞翁公
剂、橡胶手套以及食品包装用薄膜等方面
司德山工厂采用低温连续冷聚工艺生产NBR的
NBR的产量和产能虽然远不及丁苯橡胶和流稈示意。
顺丁橡胶,但它作为一种重要的、主要生产非轮
乳化剂系统由烷基苯磺酸钠、脂肪酸盐松香
胎橡胶制品和橡塑制品的弹性体材料,其应用范酸盐组成的乳化剂和作为分散剂的萘磺酸钠盐的
围已扩展至国民经济和国防化工的许多方面。目甲醛缩合物组成;分子量调节剂为烷基硫醇如叔
前世界上有30多个国家和地区生产NBR,2009十二碳硫醇;引发剂为过氧化氢异丙苯、过硫酸
年世界NBR总产能为747.5kt,预计到2014年将钾;还原剂为FeSO4、甲醛次硫酸钠、乙二胺四乙
超过900kt。2009年国内NBR的产能约为109.5酸钠。此外还包括稳定剂、终止剂、防老剂、消泡
kt,主要生产商为中国石油兰化分公司、镇江南帝剂、凝聚剂等助剂。
化工公司。
各种化学品配好后送到工艺过程的适宜点见
由于国内近50%的NBR用于制造各种汽车图1,丁二烯、丙烯腈、皂类等以水基按比例调节
零部件,随着汽车工业的迅猛发展,近年来出现了在线混合后,用氨冷至5℃送人聚合釜。引发剂、
多个新建装置,如宁波顺泽橡胶有限公司50kta还原剂可以直接加人。聚合工段采用12台容积
NBR装置、朗盛一台橡(南通)化学工业有限公司为20聚合釜串联操作,其中2台备用。釜体采
30 kt/a NBR装置、申华化学工业有限公司30kレ用复合不锈钢板,境拌功率为22kW。反应温度
aNBR装置、中国蓝星石化天津公司40kta为5~8℃,反应热通过内冷管由液氨蒸发导出。
NBR装置等。预计到2014年,国内NBR的产能时间和转化率视品种而异,一般反应时间为10
将达到260kt左右。
收稿日期:2011-12-05;修回日期:2012-04-26。
作者简介:解洪梅,硕土,高级工程帅。1989年毕业于北京化
1NBR常规生产技术
工大学高分子材料专业,现从事情报调研工作。电话:0533
工业生产NBR采用连续或间歌式乳液聚合
7582512。
第3
期
解洪梅.丁腈橡胶生产与研发技术进展
20h,转化率70%~90%。聚合物门尼粘度和单控制成品。引发剂还原剂、调节剂和终止剂根据
体转化率在第3、7、10釜分析控制,第3総控制引门尼粘度和转化率自动加料,生产过程采用DCS
发剂的量,第7釜控制NBR分子量,第10釜分析控制。
高压缩机
B/.
回收丙烯腈罐
与娇脂
蒸汽汽提塔
掺混罐
然汽
蒸汽
丙蒸罐
调节剂催化剂活化剂
终山止:剂
抗剂
疑剂
带式干媒器
复
包。复袗膜
凝聚橧
金属测器
块机
过滤筛
破
图1瑞翁公司德山工厂丁腈橡胶流程示意
采用3台容积为40m3立式闪蒸槽串联
常见的引发剂存在与否,都可明显提高聚合反应
级闪蒸回收了二烯。2台脱气塔(其中1台备用)速率2。使用过氧异丙基环己基苯为引发剂,聚
用于脱除内烯腈。脱气后胶乳中残余丙烯腈小于合10~12h,转化率可达70%,凝聚时1%的氯化
100pg/g,胶浆固含量为16%~20%。脱气后的钙溶液的用量降至35kg/t,减轻了环境污染,产
胶浆送入混合槽,在此调节门尼粘度并加入防老品性能优良3。
剂,经凝聚、第一固定筛脱水、洗涤槽洗涤、第二固
(2)添加活化剂
定筛脱水后进人挤压脱水机,脱水胶经碎胶机粉
在过硫酸钾、二丁基萘磺酸盐和歧化松香皂
碎后,风送至热风干燥箱干燥。干燥后的胶粒自聚合配方中,向乳化剂溶液加入质最分数(按单
动称量、压块、金属检测、薄膜包装、用机械手装箱体计)为0.005%~0.15%的三乙醇胺活化剂,转
入库,每块胶重量为(35±0.5)kg。
化率可达80%~82%,反应器生产能力由12.6
1.2NBR工业生产技术的改进
16.5kg/(m3?h)提高到32.3kg/(m23?h),而
1,21聚合配方的完善
且不必提高乳化剂的浓度,回收丁二烯不必精制
为了増加产能,提高产品性能,增加单体转化即可循环利用,其原因是该活化剂对氧不敏感。
率和聚合反应体系的稳定性,人们不断地对通用使用0.2%的新型活性化合物2-芳基二氢茚二
丁腈橡胶的聚合配方加以改进。
制为活化剂,与三乙酸丙酮相比,可提高生产能力
(1)改良引发体系
并降低生产过程的毒性
通常NBR高温聚合采用过硫酸盐为引发剂,
(3)优化乳化体系
低温聚合采用有机过氧化物为氧化剂的氧化还原
使用优良的乳化剂可提高NBR聚合物质量,
体系。德国朗盛公司在常规氧化还原体系中添加并且使胶乳的稳定性提高。目前多用烷基芳基磺
氯化亚铁和络合物,可降低长链支化度,减少凝胶酸碱金属盐类、脂肪酸碱金属盐类、松香酸皂及其
形成,因而产品流动性好,易于加工山。 Goodrich混合皂为乳化剂。中国石油天然气公司发明了一
公司发现,当添加Ⅷ族金属水溶性盐时,无论其他种高转化率丁腈橡胶的制造方法,采用氧化还原