【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及丙烯酸酯橡胶生产，特别是一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法。
技术介绍
1、丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主要单体经共聚而成的合成橡胶，具有耐高温、耐油、抗臭氧和耐紫外线等特殊性能，是一种耐热、耐油的特种橡胶，主要用作汽车和机车的各种耐热耐油密封圈、衬垫和油封。
2、近年来，随着时代发展，主机厂等下游产业链对橡胶制品的低温要求越来越高，以前在-20℃左右即可满足要求，现在很多使用场合要求-30℃，甚至-40℃。
3、聚合物的玻璃化温度，即tg，是表征低温性能的重要参数，而聚合物的玻璃化温度是可以根据公式来计算的(wx表示该组成占总单体的质量分数)，但前提是需要知道各组分的tg。
4、丙烯酸酯橡胶常用的单体有：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯以及硫化点单体。
5、丙烯酸酯橡胶具有耐高温耐油的特性，低温型丙烯酸酯橡胶尤其离不开低温耐油单体(如丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯)，而低温耐油单体查不到相关的tg数据。硫化点单体包括：活性氯型单体、羧基型单体、环氧型单体、双键型单体，它们的使用量极少，但对产品的硫化速度、扯断强度、扯断伸长率、永久压缩变形等性能有着至关重要的作用，同样几乎都查不到产品的tg。
6、此外，一般要获得产品的tg数据都是通过分析仪器测试获得的(如dsc、dma等)。一方面仪器测试是对应后端的，属于产品结果的数据，缺乏前期设计开发的数据；另一方面这些设备的成本以及
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决上述问题，专利技术了一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，可以根据产品的低温需求来设计丙烯酸酯单体的组成比例，根据模拟计算来预测产品的tg，突破了目前只有实测产品来获得低温数据的局限性，助力国产低温型以及超低温型丙烯酸酯橡胶的开发和生产。
2、具体技术方案如下
3、以为基础，通过大量的推演拟算，得到了部分单体的玻璃化温度模拟值(手册查不到)，然后得到修正后的方程：再用此方程设计tg来合成聚丙烯酸酯橡胶。合成聚丙烯酸酯橡胶具体的操作步骤：原材料选取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包装。
4、s1.选取原材料主单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、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种或多种丙烯酸酯及其改性单体；硫化点单体选取为：活性氯型硫化点单体、羧基型硫化点单体、环氧型硫化点单体、双键型硫化点单体中的一种或多种；
5、s2.在s1的单体中，根据需求的tg来选择单体，并确定选定的各单体的组成比例；
6、s3.将乳化剂及相关水溶性助剂加入水中，再将步骤s2配备的单体加入其中，对原料进行乳化，乳化温度为30～45℃，乳化时间为30～60分钟；
7、s4.向步骤s3所得到的乳化液中加入引发剂，进行乳液聚合，在15～45℃条件下引发聚合反应，引发剂用量为0.05％～0.5％，然后维持反应温度在80±10℃下进行聚合反应，反应1～4小时，得到丙烯酸酯乳液；
8、s5.向s4的乳液中加入终止剂后，再加入质量百分数为5％～7％的盐溶液，在55～85℃条件下进行破乳凝聚；
9、s6.对破乳后的胶颗粒进行水洗，水洗温度为55～85℃，清洗3～6遍；
10、s7.将清洗后的胶颗粒放置在80～120℃的温度下，进行烘干，烘干后得到丙烯酸酯橡胶，然后进行包装。
11、在其中一些实施例中，步骤s1中：活性氯型硫化点单体为氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一种或两种。
12、在其中一些实施例中，步骤s1中：羧基型硫化点单体为丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单丁酯、衣康酸、衣康酸单丁酯、衣康酸单乙酯、富马酸、富马酸单丁酯、富马酸单乙酯中的一种或几种。
13、在其中一些实施例中，步骤s1中：环氧型硫化点单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油酯中的一种或两种。
14、在其中一些实施例中，步骤s1中：双键型硫化点单体为3-甲基-2-丁烯酯、亚乙基降冰片烯中的一种或两种。
15、在其中一些实施例中，步骤s3中：所述乳化剂由十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或者与非离子复配而成，用量为总单体的1％～5％。
16、在其中一些实施例中，步骤s4中：所述引发剂由有机过氧类氧化剂和还原剂配制而成，其中有机过氧类氧化剂为叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯中的一种或几种，还原剂为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、吊白块、保险粉中的一种或几种，引发剂用量占总单体的0.1％～0.3％，氧化剂：还原剂＝1.05:1，所述分子量调节剂为硫醇，配合比为0.01-1‰。
17、在其中一些实施例中，步骤s5中：终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠、n-异丙基羟胺、多硫化钠、亚硝酸钠、对苯二酚、叔丁基对苯二酚、木焦油中的一种或几种，用量为主单体的0.1％～1.0％，破乳条件为：质量百分数为5-8％的氯化钠/氯化钙溶液，在60～90℃条件下进行破乳。
18、在其中一些实施例中，步骤s6、s7中：通过去离子水以及洗涤溶液的配合对所得到的胶料进行水洗，水洗温度为60～80℃，水洗3-5遍，完成后进行脱水，放置烘箱中进行烘干，烘干温度为100～110℃，制得指定玻璃化温度的聚丙烯酸酯橡胶。
19、本专利技术具有优点
20、1.本专利技术提出了一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法，根据模拟计算来预测产品的tg，进而根据产品的低温需求来设计丙烯酸酯单体的组成比例，解决了目前只有实测产品来获得低温数据的局限性。
21、2.本专利技术提供了一套成熟的聚丙烯酸酯橡胶的制备方法，优化了聚丙烯酸酯橡胶的制备工艺，助力国产低温型以及超低温型丙烯酸酯橡胶的开发和生产。
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1.一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，可按要求来设计Tg并合成聚丙烯酸酯橡胶：所述拟算方法是以FOX方程为基础，通过大量的推演拟算，得到了部分单体的玻璃化温度模拟值，然后得到修正后的方程：按此方程设计玻璃化温度来合成聚丙烯酸酯橡胶，所述聚丙烯酸酯橡胶的制备方法包括以下操作步骤：原材料选取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包装。具体工艺如下：
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：活性氯型硫化点单体为氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：羧基型硫化点单体为丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单丁酯、衣康酸、衣康酸单丁酯、衣康酸单乙酯、富马酸、富马酸单丁酯、富马酸单乙酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：环氧型硫化
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：双键型硫化点单体为3-甲基-2-丁烯酯、亚乙基降冰片烯中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S3中：乳化剂由十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠或者与非离子复配而成，用量为总单体的1％～5％。
7.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S4中：引发剂由有机过氧类氧化剂和还原剂配制而成，其中有机过氧类氧化剂为叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯中的一种或几种，还原剂为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、吊白块、保险粉中的一种或几种，引发剂用量占总单体的0.1％～0.3％，氧化剂:还原剂＝1.05:1，所述分子量调节剂为硫醇，配合比为0.01-1‰。
8.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S5中：终止剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠、N-异丙基羟胺、多硫化钠、亚硝酸钠、对苯二酚、叔丁基对苯二酚、木焦油中的一种或几种，用量为主单体的0.1％～1.0％，破乳条件为：质量百分数为5-8％的氯化钠/氯化钙溶液，在60～90℃条件下进行破乳。
9.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤S6、S7中：通过去离子水以及洗涤溶液的配合对所得到的胶料进行水洗，水洗温度为60～80℃，水洗3-5遍，完成后进行脱水，放置烘箱中进行烘干，烘干温度为100～110℃，制得指定玻璃化温度的聚丙烯酸酯橡胶。
...【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，可按要求来设计tg并合成聚丙烯酸酯橡胶：所述拟算方法是以fox方程为基础，通过大量的推演拟算，得到了部分单体的玻璃化温度模拟值，然后得到修正后的方程：按此方程设计玻璃化温度来合成聚丙烯酸酯橡胶，所述聚丙烯酸酯橡胶的制备方法包括以下操作步骤：原材料选取、原材料配比、乳化、乳液聚合、破乳凝聚、清洗、烘干、包装。具体工艺如下：
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤s1中：活性氯型硫化点单体为氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、氯甲酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤s1中：羧基型硫化点单体为丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单丁酯、衣康酸、衣康酸单丁酯、衣康酸单乙酯、富马酸、富马酸单丁酯、富马酸单乙酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤s1中：环氧型硫化点单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸酯橡胶玻璃化温度的拟算方法及其制备方法，其特征在于，所述步骤s1中：双键型硫化点单体为3-甲基-2-丁烯酯、亚乙基降冰片烯中的一种或两种。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨振国，熊缘培，万里，
申请(专利权)人：九江杜威橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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