一种支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料及其制备方法.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CN110387071A(43)申请公布日2019.10.29(21)申请号201810368806.4C08F212/08(2006.01)(22)申请日2018.04.23C08F8/42(2006.01)(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)发明人董静李福崇宋同江李旭张华强龚光碧郑聚成李晶梁滔汤海鲲陶惠平丛日新(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人王玉双鲍俊萍(51)Int.Cl.C08L9/06(2006.01)C08K3/36(2006.01)C08F236/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料及其制备方法(57)摘要一种支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料及其制备方法，链中含有α-型硅氧烷支化结构的溶聚丁苯橡胶直接与白炭黑反应共混得到复合材料。溶聚丁苯橡胶使用α-型硅氢加成反应制备链中含有硅氧烷的支化结构，硅氧烷官能团含量为溶聚丁苯橡胶重量的0.1wt％～5wt％。利用链中硅氧烷官能团与白炭黑表面的羟基进行化学反应，直接在聚合后期加入白炭黑，最终制备溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料。本发明能较大地减少白炭黑在溶聚丁苯橡胶中的团聚现象，并从分子水平减小橡胶与白炭黑的相分离，通过加强白炭黑与橡胶基体间的强相互作用可以有效改善材料综合性能。本发明不需要使用橡胶加工过程中传统笨重的混炼设备，省去了高耗能和耗时的混炼补强加工过程。CN110387071ACN110387071A权利要求书1/2页1.一种支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，以复合材料的质量为100份计，复合材料中含有50～83份的溶聚丁苯橡胶，17～50份的白炭黑，0～5份的助剂；其中，溶聚丁苯橡胶的链中含有α-位支化改性的硅氧烷。2.根据权利要求1所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述的助剂为抗氧剂。3.一种支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，具有链中含有α-型硅氧烷的支化型官能团的溶聚丁苯橡胶与白炭黑直接在聚合液中反应性共混，形成复合材料，其制备步骤如下：(1)首先以丁基锂为引发剂，加入苯乙烯、丁二烯单体和结构调节剂，采用负离子溶液聚合法合成丁苯橡胶分子链；单体转化率达到100％后，向聚合釜中加入长链含氢硅氧烷，并加入α-选择性的硅氢加成反应催化剂和助剂，进行α-选择性硅氢加成反应，得到链中含有硅氧烷的支化型官能化溶聚丁苯橡胶；(2)将白炭黑与有机溶剂配置成溶液，按照白炭黑：有机溶剂＝1:2～1:20的重量比加入到聚合釜中搅拌均匀混合反应，其中白炭黑干物质/溶聚丁苯橡胶质量比为1:1～1:5，反应温度为30℃～80℃，反应时间30～300min；脱除溶剂后制得支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料。4.根据权利要求3所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述支化型官能化溶聚丁苯橡胶分子链中苯乙烯含量为苯乙烯和丁二烯总单体重量的10wt％～40wt％，合成的支化型官能化溶聚丁苯橡胶分子链是线型或星型结构；支化型官能化溶聚丁苯橡胶数均分子量为100,000～400,000，分子量分布指数为1.1～2.0。5.根据权利要求3所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂为有机锂，有机锂的用量为0.2～3mmol毎100克总单体。6.根据权利要求3或5所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机锂选自烷基锂、芳基锂、芳烷基锂、环烷基锂。7.根据权利要求3所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述结构调节剂为醚类或胺类，结构调节剂的加入量为有机锂的20wt％～2000wt％。8.根据权利要求7所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述醚类结构调节剂选自四氢呋喃、四氢糠醚、二乙二醇二甲醚、乙醚、乙基甲醚、苯甲醚、二苯醚；所述胺类结构调节剂选自四甲基二乙烯基二胺、五甲基二乙烯基三胺。9.根据权利要求3所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述长链含氢硅氧烷通式为其中R1、R2、R3为含有6～12个碳原子的烷基、烷氧基或芳基，R1、R2、R3可以相同也可以不同；长链含氢硅氧烷的加入量为4～60mmol每100克总单体。10.根据权利要求3所述的支化型官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，2CN110387071A权利要求书2/2页其特征在于，所述α-选择性