支化丁基橡胶的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113493548A(43)申请公布日2021.10.12(21)申请号202010271959.4(22)申请日2020.04.08(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人徐典宏魏绪玲孟令坤翟云芳朱晶冯旭肖晔(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人高龙鑫王玉双(51)Int.Cl.C08F287/00(2006.01)C08F210/12(2006.01)C08F236/08(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图1页(54)发明名称支化丁基橡胶的制备方法(57)摘要本发明目的在于提供一种支化丁基橡胶的制备方法。该发明首先以烷基锂为引发剂，以烃类作为溶剂，以具有一定极性的有机物为结构调节剂，反应单体由异戊二烯、苯乙烯和丁二烯组成，合成出[-IR-SBR-PS-B-]n嵌段共聚物作为接枝剂，而后采用接枝剂、异丁烯和异戊二烯在烷基卤化铝和质子酸复配的催化体系下，通过阳离子聚合制备出一种具有IR、PS和SBR接枝链段的三维梳状结构的支化丁基橡胶方法。该发明保持了丁基橡胶即具有高的生胶强度和气密性，又具有快的应力松弛速率，实现了物理机械性能和加工性能的平衡。CN113493548ACN113493548A权利要求书1/2页1.一种支化丁基橡胶的制备方法，其特征在于制备过程包括如下步骤：(1)接枝剂的制备：以反应单体的总质量份计，首先在带有夹套的反应釜中，通氩气置换2～4次，向聚合釜中依次加入100％～200％溶剂，异戊二烯20％～30％，结构调节剂0.01％～0.1％，引发剂，反应为变温聚合，在50～80min内，逐步升温至50～60℃；然后再向聚合釜中依次加入200％～300％溶剂，苯乙烯20％～30％，丁二烯30％～40％，结构调节剂0.05％～0.15％，升温至60～70℃，反应50～70min；其次再向聚合釜中依次加入苯乙烯30％～40％，结构调节剂0.05％～0.1％，升温至70～80℃，反应40～70min，此时苯乙烯单体转化率达到100％；最后再向聚合釜中加入丁二烯3～7％进行封端，反应10～30min直至无游离单体存在时为止，胶液经湿法凝聚、烘干，制得接枝剂；(2)支化丁基橡胶的制备：以反应单体的总质量份计，首先在带有夹套的反应釜中，通氮气置换3～5次，向聚合釜中加入200～300％体积比为60～40/40～60的稀释剂/溶剂混合溶剂，接枝剂2％～7％，搅拌溶解10～30min；然后降温至-65℃～-85℃时，再依次加入稀释剂200％～300％，异丁烯89％～95％，异戊二烯2％～4％，搅拌混合至聚合体系温度降到-100～-90℃；将稀释剂20％～30％和共引发剂0.08～2.0％在-95～-85℃条件下，混合陈化10～20min后，一起加入到聚合体系里搅拌反应1.0～3.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到支化丁基橡胶产品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述接枝剂是一种异戊二烯、苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物，其结构为:[-IR-SBR-PS-B-]n，其中IR为异戊二烯均聚物嵌段，SBR为苯乙烯、丁二烯无规共聚物嵌段，PS为苯乙烯均聚物嵌段，B为封端丁二烯，n＝2～3。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述[-IR-SBR-PS-B-]n嵌段共聚物数均分子量为20000～50000，重均分子量与数均分子量的比值为2.57～4.12。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述结构调节剂是一种在聚合体系中能够调节苯乙烯与丁二烯的竞聚率，使两者产生无规共聚的极性有机化合物。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述结构调节剂选自二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙醚、乙基甲醚、苯甲醚、二苯醚、乙二醇二甲醚、三乙胺中的一种。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述结构调节剂是四氢呋喃。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述引发剂是一种烃基单锂化合物，其中烃基是含有1～20个碳原子的饱和脂肪族烃基、脂环族烃基、芳烃基或者上述基团的复合基。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述引发剂选自正丁基锂、仲丁基锂、甲基丁基锂、苯基丁基锂、萘锂、环己基锂、十二烷基锂中的一种。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述引发剂是正丁基锂。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述稀释剂是一种卤代烷烃，其中卤代烷烃中的卤素原子选自氯、溴或氟中的一种；卤代烷烃中的碳原子数为1～4。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述稀释剂选自一氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯丙烷、七氯丙烷、一氟甲烷、二氟甲烷、四氟乙烷、六氟化碳、氟丁烷中的一种。12