一种环氧化弹性体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种环氧化弹性体的制备方法。其方法是将含有残留双键的弹性体，在反应性加工设备中直接与过氧化物反应，得到环氧化改性的弹性体。该方法反应条件温和，集化学反应与成型加工于一体，无溶剂，无污染，为一种经济实用的弹性体化学改性的有效方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及弹性体的一种化学改性方法，特别涉及采用反应性加工方法来制备环氧化弹性体。众所周知，大部分弹性体是非极性的，可导致它们与其它材料粘接性和混溶性差，从而限制了其应用范围。利用弹性体中残留的双键，结合双键加成反应这一经典有机化学反应，在弹性体分子中引入了反应性功能基团(一般为极性基团)，不但可增加弹性体的极性，而且为弹性体的二次化学改性创造了条件。弹性体的环氧化改性就是其中一个重要的内容。它通常采用过氧酸，如过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸等为环氧化试剂，对双键进行亲电加成，得到带有环氧基的弹性体。如美国专利USP2,842,513中报道了聚丁二烯弹性体在溶液中用过氧苯甲酸进行环氧化的过程。美国专利USP3,022,322、USP3,555,112、USP 4 528340以及日本公开专利昭49-476983中也报道了用脂肪族过氧酸(如过乙酸)和原位生成的过甲酸、过乙酸来环氧化聚丁二烯。美国专利USP4,131,725中报道了在溶液体系内，直接用原位生成的过甲酸环氧化热塑性弹性体(SBS)。英国专利BP2,113,692报道了用过乙酸环氧化天然橡胶胶乳。日本公开专利平成4-4204中报道了乙丙橡胶的溶液环氧化体系。国际专利WO 98 14323中提出了在醋酸乙酯溶液体系中丁苯热塑性弹性体的环氧化过程。在上述各种弹性体环氧化过程中均是在溶液或胶乳体系中实施。这些方法存在如下缺点对溶液体系而言，所需的溶剂量大(橡胶∶溶剂wt/vol1∶10～1∶40)，后处理工序复杂，成本高，污染环境；胶乳体系则仅适用天然橡胶胶乳的环氧化改性，也存在诸如胶乳的絮凝、干燥等后处理问题。本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，采用反应性加工的方法来实施弹性体的环氧化。常用反应性加工设备是典型的混合器，如间歇式混合器和挤出机(连续式混合器)。反应性加工的特点就是可以在加工设备中，实现化学反应与成型加工一体化。本专利技术的方法是将弹性体加入反应性加工设备中，在10～100℃下加入一定比例的过氧化物和分散添加剂，反应共混3～20分钟后，就可出料。本专利技术所述的反应性加工设备为Banburys混合器，单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。本专利技术所述的弹性体为丁二烯类橡胶，天然橡胶，丁苯橡胶，乙丙三元胶，热塑性弹性体。本专利技术所述的过氧化物为过氧苯甲酸，单过氧邻苯二甲酸，卤代过氧苯甲酸，间硝基过氧苯甲酸。本专利技术所述的过氧化物与弹性体的配料比在10～90％(wt％)，最好在15～60％(wt％)。本专利技术所述的分散添加剂为滑石粉，高岭土，酸性白土，陶土。本专利技术与现有技术相比具有如下突出的优点1.首次提出采用反应性加工方法来制备环氧化弹性体。它无需增添生产设备，生产工艺简单，为一种经济实用的弹性体改性方法。2.反应加工中不使用溶剂，可避免或减少溶剂带来的环境污染问题。3.反应加工中反应条件温和，产物后处理工艺简单，能显著改善弹性体的粘接性以及与其它聚合物的混溶性。下面的实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。实施例1将24g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速32rpm，体系温度为30℃，然后加入由12g单过氧邻苯二甲酸和12g滑石粉组成的混合物，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为7.89％(滴定法分析)。实施例2将20g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm，体系温度为25℃，加入由10g单过氧邻苯二甲酸和20g滑石粉组成的混合物，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为8.54％。实施例3将40g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm、体系温度为20℃，然后加入10g单过氧邻苯二甲酸，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为5.08％。实施例4将40g丁苯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm、体系温度20℃，然后加入由7g单过氧邻苯二甲酸和7g滑石粉组成的混合物，反应共混20分钟。环氧化丁苯胶中环氧基团的含量为4.89％。权利要求1.，其特征在于在反应性加工设备中，过氧化物与弹性体在一定温度、时间和一定分散添加剂存在下进行反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述反应性加工设备是典型的混合器和挤出机。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的弹性体为丁二烯类橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙三元胶、热塑性弹性体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过氧化物为过氧苯甲酸、单过氧邻苯二甲酸、卤代过氧苯甲酸或间硝基过氧苯甲酸。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过氧化物与弹性体的配比在10～90％(wt％)，最好在15～60％(wt％)。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的分散添加剂为滑石粉、酸性白土、陶土。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于体系反应温度为0～120℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于体系的反应时间为3～30分钟。全文摘要本专利技术提供。其方法是将含有残留双键的弹性体,在反应性加工设备中直接与过氧化物反应,得到环氧化改性的弹性体。该方法反应条件温和,集化学反应与成型加工于一体,无溶剂,无污染,为一种经济实用的弹性体化学改性的有效方法。文档编号C08K5/00GK1263902SQ00114939公开日2000年8月23日 申请日期2000年3月16日 优先权日2000年3月16日专利技术者张莹, 张隐西, 陈信忠 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于：在反应性加工设备中，过氧化物与弹性体在一定温度、时间和一定分散添加剂存在下进行反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张莹，张隐西，陈信忠，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]