【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及丙烯酸酯橡膠生產，特別是一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法。
技術介紹
1、丙烯酸酯橡膠是以丙烯酸酯為主要單體經共聚而成的合成橡膠，具有耐高溫、耐油、抗臭氧和耐紫外線等特殊性能，是一種耐熱、耐油的特種橡膠，主要用作汽車和機車的各種耐熱耐油密封圈、襯墊和油封。
2、近年來，隨著時代發展，主機廠等下游產業鏈對橡膠制品的低溫要求越來越高，以前在-20℃左右即可滿足要求，現在很多使用場合要求-30℃，甚至-40℃。
3、聚合物的玻璃化溫度，即tg，是表征低溫性能的重要參數，而聚合物的玻璃化溫度是可以根據公式來計算的(wx表示該組成占總單體的質量分數)，但前提是需要知道各組分的tg。
4、丙烯酸酯橡膠常用的單體有：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯以及硫化點單體。
5、丙烯酸酯橡膠具有耐高溫耐油的特性，低溫型丙烯酸酯橡膠尤其離不開低溫耐油單體(如丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯)，而低溫耐油單體查不到相關的tg數據。硫化點單體包括：活性氯型單體、羧基型單體、環氧型單體、雙鍵型單體，它們的使用量極少，但對產品的硫化速度、扯斷強度、扯斷伸長率、永久壓縮變形等性能有著至關重要的作用，同樣幾乎都查不到產品的tg。
6、此外，一般要獲得產品的tg數據都是通過分析儀器測試獲得的(如dsc、dma等)。一方面儀器測試是對應后端的，屬于產品結果的數據，缺乏前期設計開發的數據；另一方面這些設備的成本以及
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決上述問題，專利技術了一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，可以根據產品的低溫需求來設計丙烯酸酯單體的組成比例，根據模擬計算來預測產品的tg，突破了目前只有實測產品來獲得低溫數據的局限性，助力國產低溫型以及超低溫型丙烯酸酯橡膠的開發和生產。
2、具體技術方案如下
3、以為基礎，通過大量的推演擬算，得到了部分單體的玻璃化溫度模擬值(手冊查不到)，然后得到修正后的方程：再用此方程設計tg來合成聚丙烯酸酯橡膠。合成聚丙烯酸酯橡膠具體的操作步驟：原材料選取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包裝。
4、s1.選取原材料主單體為：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基甲酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸乙氧基甲酯中的一種或多種丙烯酸酯及其改性單體；硫化點單體選取為：活性氯型硫化點單體、羧基型硫化點單體、環氧型硫化點單體、雙鍵型硫化點單體中的一種或多種；
5、s2.在s1的單體中，根據需求的tg來選擇單體，并確定選定的各單體的組成比例；
6、s3.將乳化劑及相關水溶性助劑加入水中，再將步驟s2配備的單體加入其中，對原料進行乳化，乳化溫度為30～45℃，乳化時間為30～60分鐘；
7、s4.向步驟s3所得到的乳化液中加入引發劑，進行乳液聚合，在15～45℃條件下引發聚合反應，引發劑用量為0.05％～0.5％，然后維持反應溫度在80±10℃下進行聚合反應，反應1～4小時，得到丙烯酸酯乳液；
8、s5.向s4的乳液中加入終止劑后，再加入質量百分數為5％～7％的鹽溶液，在55～85℃條件下進行破乳凝聚；
9、s6.對破乳后的膠顆粒進行水洗，水洗溫度為55～85℃，清洗3～6遍；
10、s7.將清洗后的膠顆粒放置在80～120℃的溫度下，進行烘干，烘干后得到丙烯酸酯橡膠，然后進行包裝。
11、在其中一些實施例中，步驟s1中：活性氯型硫化點單體為氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一種或兩種。
12、在其中一些實施例中，步驟s1中：羧基型硫化點單體為丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單丁酯、衣康酸、衣康酸單丁酯、衣康酸單乙酯、富馬酸、富馬酸單丁酯、富馬酸單乙酯中的一種或幾種。
13、在其中一些實施例中，步驟s1中：環氧型硫化點單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油酯中的一種或兩種。
14、在其中一些實施例中，步驟s1中：雙鍵型硫化點單體為3-甲基-2-丁烯酯、亞乙基降冰片烯中的一種或兩種。
15、在其中一些實施例中，步驟s3中：所述乳化劑由十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或者與非離子復配而成，用量為總單體的1％～5％。
16、在其中一些實施例中，步驟s4中：所述引發劑由有機過氧類氧化劑和還原劑配制而成，其中有機過氧類氧化劑為叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化氫異丙苯中的一種或幾種，還原劑為亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、吊白塊、保險粉中的一種或幾種，引發劑用量占總單體的0.1％～0.3％，氧化劑：還原劑＝1.05:1，所述分子量調節劑為硫醇，配合比為0.01-1‰。
17、在其中一些實施例中，步驟s5中：終止劑為二甲基二硫代氨基甲酸鈉、n-異丙基羥胺、多硫化鈉、亞硝酸鈉、對苯二酚、叔丁基對苯二酚、木焦油中的一種或幾種，用量為主單體的0.1％～1.0％，破乳條件為：質量百分數為5-8％的氯化鈉/氯化鈣溶液，在60～90℃條件下進行破乳。
18、在其中一些實施例中，步驟s6、s7中：通過去離子水以及洗滌溶液的配合對所得到的膠料進行水洗，水洗溫度為60～80℃，水洗3-5遍，完成后進行脫水，放置烘箱中進行烘干，烘干溫度為100～110℃，制得指定玻璃化溫度的聚丙烯酸酯橡膠。
19、本專利技術具有優點
20、1.本專利技術提出了一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法，根據模擬計算來預測產品的tg，進而根據產品的低溫需求來設計丙烯酸酯單體的組成比例，解決了目前只有實測產品來獲得低溫數據的局限性。
21、2.本專利技術提供了一套成熟的聚丙烯酸酯橡膠的制備方法，優化了聚丙烯酸酯橡膠的制備工藝，助力國產低溫型以及超低溫型丙烯酸酯橡膠的開發和生產。
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1.一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，可按要求來設計Tg并合成聚丙烯酸酯橡膠：所述擬算方法是以FOX方程為基礎，通過大量的推演擬算，得到了部分單體的玻璃化溫度模擬值，然后得到修正后的方程：按此方程設計玻璃化溫度來合成聚丙烯酸酯橡膠，所述聚丙烯酸酯橡膠的制備方法包括以下操作步驟：原材料選取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包裝。具體工藝如下：
2.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S1中：活性氯型硫化點單體為氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S1中：羧基型硫化點單體為丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單丁酯、衣康酸、衣康酸單丁酯、衣康酸單乙酯、富馬酸、富馬酸單丁酯、富馬酸單乙酯中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S1中：環氧型硫化
5.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S1中：雙鍵型硫化點單體為3-甲基-2-丁烯酯、亞乙基降冰片烯中的一種或兩種。
6.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S3中：乳化劑由十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉或者與非離子復配而成，用量為總單體的1％～5％。
7.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S4中：引發劑由有機過氧類氧化劑和還原劑配制而成，其中有機過氧類氧化劑為叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化氫異丙苯中的一種或幾種，還原劑為亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、吊白塊、保險粉中的一種或幾種，引發劑用量占總單體的0.1％～0.3％，氧化劑:還原劑＝1.05:1，所述分子量調節劑為硫醇，配合比為0.01-1‰。
8.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S5中：終止劑為二甲基二硫代氨基甲酸鈉、N-異丙基羥胺、多硫化鈉、亞硝酸鈉、對苯二酚、叔丁基對苯二酚、木焦油中的一種或幾種，用量為主單體的0.1％～1.0％，破乳條件為：質量百分數為5-8％的氯化鈉/氯化鈣溶液，在60～90℃條件下進行破乳。
9.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟S6、S7中：通過去離子水以及洗滌溶液的配合對所得到的膠料進行水洗，水洗溫度為60～80℃，水洗3-5遍，完成后進行脫水，放置烘箱中進行烘干，烘干溫度為100～110℃，制得指定玻璃化溫度的聚丙烯酸酯橡膠。
...【技術特征摘要】
1.一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，可按要求來設計tg并合成聚丙烯酸酯橡膠：所述擬算方法是以fox方程為基礎，通過大量的推演擬算，得到了部分單體的玻璃化溫度模擬值，然后得到修正后的方程：按此方程設計玻璃化溫度來合成聚丙烯酸酯橡膠，所述聚丙烯酸酯橡膠的制備方法包括以下操作步驟：原材料選取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包裝。具體工藝如下：
2.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟s1中：活性氯型硫化點單體為氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟s1中：羧基型硫化點單體為丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單丁酯、衣康酸、衣康酸單丁酯、衣康酸單乙酯、富馬酸、富馬酸單丁酯、富馬酸單乙酯中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟s1中：環氧型硫化點單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油酯中的一種或兩種。
5.根據權利要求1所述的一種聚丙烯酸酯橡膠玻璃化溫度的擬算方法及其制備方法，其特征在于，所述步驟s1中：雙鍵型硫化點單體為3-甲基-2-丁烯酯、亞乙基降冰片烯中的一種或兩種。
6.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊振國，熊緣培，萬里，
申請(專利權)人：九江杜威橡膠科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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