本发明涉及有机新材料领域，尤其涉及一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺。
背景技术：
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体（seps）是sis选择性加氢后产物，具有优异的低温性能及耐高温、耐老化性能，用作油品的添加剂可改善油品的低温流动性。使用温度可达-65℃~120℃，短时可达150℃。seps具有较短的甲基系列，不会结晶，所以seps的软嵌段无规化，ep段柔软，力学性能具有较低的模量、较低的拉伸强度和较高的伸长率。seps的性能赋予粘合剂以较佳的粘结力，是做压敏粘合剂的高性能基材。通过控制seps分子量、st含量、嵌段结构以及sep两嵌段聚合物含量制备出一系列产品满足不同应用要求。应用包括粘结剂、密封剂、涂料、类橡胶化合物、塑料改性剂、相容剂、热固性树脂改性剂以及不饱和聚酯沥青改性剂的防缩剂等多个领域。同时seps具有良好的热塑性与热融性，广泛用于医疗、电绝缘。seps具有良好的透明性、柔韧性及抗冲击性，可用于由于眼镜及其他光学材料。随着新技术的发展，促进了seps性能的不断优化和提升，其应用领域不断拓展，尤其是医疗领域强劲。seps被称为可用于生产护肤品的绿色橡胶。
全球seps生产企业主要集中在美国和日本，共有3家企业。已有的加氢技术主要为镍-铝系催化加氢和钛系催化加氢。目前我国的seps产品全部依托于进口，生产难度在于其选择性加氢技术。
钛系催化加氢主要存在对原材料要求高，抗外界条件能力差缺点，镍-铝系催化加氢主要存在加氢过程中由于主催化剂的影响导致产品颜色呈墨绿色，金属离子残余大缺点，大大减少了seps的使用领域和价值。
技术实现要素：
对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用最佳的加氢工艺条件和金属离子脱除技术，提高产品品质的氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，包括如下步骤：采用阴离子聚合技术，选择以环己烷为溶剂，正丁基锂为引发剂，通过顺控程序三步加料法合成三嵌段聚合物。
进一步地，异戊二烯原料精制：异戊二烯通过脱轻脱重塔精制达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8%，水含量≤15ppm，阻聚剂≤5ppm
进一步地，苯乙烯精制：苯乙烯通过干燥吸附床吸附技术，达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8,水含量≤15ppm，阻聚剂≤1ppm
进一步地，环己烷精制：环己烷通过塔系精制后水含量≤10ppm，苯乙烯含量≤50ppm。
进一步地，助剂配置：引发剂丁基锂配置15%浓度（wt%），抗氧剂配置25~35%浓度（wt%），终止剂配置25~30%浓度（wt%）
进一步地，基础胶(sis)合成：聚合釜氮气保持为微正压，向聚合釜投入计量好的环己烷35吨，加入计量好的苯乙烯0.6吨，均匀搅拌10min。环己烷进料预热温度控制在45~60℃；根据设计好的分子量快速投入计量好引发剂，一段反应开始。一段引发温度控制在45~60℃，反应时间≥40min，压力控制在0.1~0.2mpa，一段形成ps；投入计量好的异戊二烯2.8吨，二段反应开始。二段反应引发温度控制在63~70℃，反应时间≥50min，二段高温通过冷却水严格控制在80~90℃，高温停留时间≤2min。形成pis；投入计量好的苯乙烯0.6吨，反应时间≥30min；投入计量好的终止剂，终止反应开始，终止时间≥20min。形成seps基础胶（sis）；seps加氢合成。
进一步地，催化剂配置：采用镍铝催化体系，异辛酸镍和三异丁基铝按要求混配。按照铝镍比3.0~4.0、铝剂浓度20~25g/l，镍剂浓度30~45g/l。精配后的镍铝催化剂在陈化釜陈化6~10小时、陈化釜设有夹套，通入热水保持陈化釜内催化剂活化温度在55~65℃；加氢釜氮气保持微正压。基础胶卸料至加氢釜，通入纯度为99.98%的氢气，基础胶氢气终止开始。终止时间≥10~20min，温度控制在65~75℃；加入加氢催化剂，按照2.0mmol/100g基础胶用量，加氢压力控制在1.4~16mpa进行加氢反应，搅拌转速控制在600rpm。反应过程通过反应趋势采取鼓泡置换方法，提高加氢效率。加氢反应温度控制在95~105℃，反应时间1~2小时。反应高温通过循环水冷却方式控制，减少副反应发生；seps金属离子脱除技术；加氢后的胶液存入胶液缓冲罐，经螺杆泵与40~60℃热水于静态混合器混合后，进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入一级脱盐离心机。在离心机进行三相分离，一级脱盐后的胶液进入胶液缓冲罐。经螺杆泵配与置好的1~3%有机酸溶液于静态混合器混合进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入二级脱盐离心机。在离心机进行三相分离，脱盐后的胶液进入胶液罐。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过三步法合成得到的基础胶，微观结构稳定，分子分布最佳，凝胶量含量最低。通过此加氢技术seps加氢得到的加氢度能稳定在99%，高温控制稳定，氢气耗量少，受外界环境干扰小。此金属离子脱出技术有效的解决了产品色泽问题及产品中含重金属离子均达到产品指标要求：镍含量5~10mg/kg、铝含量5~10mg/kg、锂含量＜5mg/kg，并彻底解决聚合物降解问题，本发明设计合理，可大规模推广。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。
一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，包括如下步骤：seps基础胶（sis）的合成：采用阴离子聚合技术，选择以环己烷为溶剂，正丁基锂为引发剂，通过顺控程序三步加料法合成三嵌段聚合物。其过程类似于sebs基础胶合成，但是主要在于其微观结构和宏观性能上的区别。
基础胶具体步骤：
1）异戊二烯原料精制
异戊二烯通过脱轻脱重塔精制达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8%，水含量≤15ppm，阻聚剂≤5ppm；
2）苯乙烯精制
苯乙烯通过干燥吸附床吸附技术，达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8,水含量≤15ppm，阻聚剂≤1ppm；
3）环己烷精制
环己烷通过塔系精制后水含量≤10ppm，苯乙烯含量≤50ppm。
4）助剂配置
引发剂丁基锂配置15%浓度（wt%），抗氧剂配置25~35%浓度（wt%），终止剂配置25~30%浓度（wt%）；
5）基础胶(sis)合成
5-1、聚合釜氮气保持为微正压，向聚合釜投入计量好的环己烷35吨，加入计量好的苯乙烯0.6吨，均匀搅拌10min。环己烷进料预热温度控制在45~60℃。
5-2、根据设计好的分子量快速投入计量好引发剂，一段反应开始。一段引发温度控制在45~60℃，反应时间≥40min，压力控制在0.1~0.2mpa，一段形成ps。
5-3、投入计量好的异戊二烯2.8吨，二段反应开始。二段反应引发温度控制在63~70℃，反应时间≥50min，二段高温通过冷却水严格控制在80~90℃，高温停留时间≤2min。形成pis。
5-4、投入计量好的苯乙烯0.6吨，反应时间≥30min。
5-5、投入计量好的终止剂，终止反应开始，终止时间≥20min。形成seps基础胶（sis）。
6）seps加氢合成
6-1、催化剂配置
采用镍铝催化体系，异辛酸镍和三异丁基铝按要求混配。按照铝镍比3.0~4.0、铝剂浓度20~25g/l，镍剂浓度30~45g/l。精配后的镍铝催化剂在陈化釜陈化6~10小时、陈化釜设有夹套，通入热水保持陈化釜内催化剂活化温度在55~65℃。
6-2、加氢釜氮气保持微正压。基础胶卸料至加氢釜，通入纯度为99.98%的氢气，基础胶氢气终止开始。终止时间≥10~20min，温度控制在65~75℃。
6-3、加入加氢催化剂，按照2.0mmol/100g基础胶用量，加氢压力控制在1.4~16mpa进行加氢反应，搅拌转速控制在600rpm。反应过程通过反应趋势采取鼓泡置换方法，提高加氢效率。加氢反应温度控制在95~105℃，反应时间1~2小时。反应高温通过循环水冷却方式控制，减少副反应发生。
6-4、seps金属离子脱除技术
加氢后的胶液存入胶液缓冲罐，经螺杆泵与40~60℃热水于静态混合器混合后，进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入一级脱盐离心机。在离心机进行三相分离，一级脱盐后的胶液进入胶液缓冲罐。经螺杆泵配与置好的1~3%有机酸溶液于静态混合器混合进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入二级脱盐离心机。在离心机进行三相分离，脱盐后的胶液进入胶液罐。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过三步法合成得到的基础胶，微观结构稳定，分子分布最佳，凝胶量含量最低。通过此加氢技术seps加氢得到的加氢度能稳定在99%，高温控制稳定，氢气耗量少，受外界环境干扰小。此金属离子脱出技术有效的解决了产品色泽问题及产品中含重金属离子均达到产品指标要求：镍含量5~10mg/kg、铝含量5~10mg/kg、锂含量＜5mg/kg，并彻底解决聚合物降解问题，本发明设计合理，可大规模推广。
1.一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：采用阴离子聚合技术，选择以环己烷为溶剂，正丁基锂为引发剂，通过顺控程序三步加料法合成三嵌段聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：异戊二烯原料精制、苯乙烯精制、环己烷精制、助剂配置、基础胶(sis)合成、催化剂配置。
3.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述异戊二烯原料精制工艺为：异戊二烯通过脱轻脱重塔精制达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8%，水含量≤15ppm。
4.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述苯乙烯精制工艺为：苯乙烯通过干燥吸附床吸附技术，达到聚合级要求，纯度（质量分数）≥99.8,水含量≤15ppm。
5.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述环己烷精制工艺为：环己烷通过塔系精制后水含量≤10ppm，苯乙烯含量≤50ppm。
6.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述助剂配置工艺为：引发剂丁基锂配置15%浓度（wt%），抗氧剂配置25~35%浓度（wt%），终止剂配置25~30%浓度（wt%）。
7.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述基础胶(sis)合成工艺为：
（1）聚合釜氮气保持为微正压，向聚合釜投入计量好的环己烷35吨，加入计量好的苯乙烯0.6吨，均匀搅拌10min，环己烷进料预热温度控制在45~60℃；
（2）根据设计好的分子量快速投入计量好引发剂，一段反应开始，一段引发温度控制在45~60℃，反应时间≥40min，压力控制在0.1~0.2mpa，一段形成ps；
（3）投入计量好的异戊二烯2.8吨，二段反应开始，二段反应引发温度控制在63~70℃，反应时间≥50min，二段高温通过冷却水严格控制在80~90℃，高温停留时间≤2min，形成pis；
（4）投入计量好的苯乙烯0.6吨，反应时间≥30min；
（5）投入计量好的终止剂，终止反应开始，终止时间≥20min；形成seps基础胶（sis）。
8.根据权利要求2所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述seps加氢合成包括如下步骤：催化剂配置、加氢釜氮气保持微正压、加入加氢催化剂、seps金属离子脱除技术。
9.根据权利要求8所述的一种氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物seps的合成工艺，其特征在于，所述
催化剂配置工艺为：采用镍铝催化体系，异辛酸镍和三异丁基铝按要求混配，按照铝镍比3.0~4.0、铝剂浓度20~25g/l，镍剂浓度30~45g/l，精配后的镍铝催化剂在陈化釜陈化6~10小时、陈化釜设有夹套，通入热水保持陈化釜内催化剂活化温度在55~65℃；
加氢釜氮气保持微正压工艺为：基础胶卸料至加氢釜，通入纯度为99.98%的氢气，基础胶氢气终止开始；终止时间≥10~20min，温度控制在65~75℃；
加入加氢催化剂工艺为：按照2.0mmol/100g基础胶用量，加氢压力控制在1.4~16mpa进行加氢反应，搅拌转速控制在600rpm，反应过程通过反应趋势采取鼓泡置换方法，提高加氢效率，加氢反应温度控制在95~105℃，反应时间1~2小时，反应高温通过循环水冷却方式控制，减少副反应发生；
seps金属离子脱除技术工艺为：加氢后的胶液存入胶液缓冲罐，经螺杆泵与40~60℃热水于静态混合器混合后，进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入一级脱盐离心机，在离心机进行三相分离，一级脱盐后的胶液进入胶液缓冲罐，经螺杆泵配与置好的1~3%有机酸溶液于静态混合器混合进入管道乳化泵乳化，乳化后的胶液进入缓冲釜，在动力推动下进入二级脱盐离心机，在离心机进行三相分离，脱盐后的胶液进入胶液罐。
技术总结