一种高伯位溴溴化丁基橡胶及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种高伯位溴溴化丁基橡胶，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，所述伯位溴结构占所述溴化丁基橡胶中异戊二烯单元总摩尔数的摩尔含量为20％～30％；所述高伯位溴溴化丁基橡胶由溶液法制备得到。本发明专利技术提供的溶液法合成的高伯位溴溴化丁基橡胶，能够有效的控制溴化丁基橡胶溴代结构，较高的伯位溴结构大大提高了硫化速率，在一定程度上缩短了下游制品的处理时间，而且拉伸、密封等性能均满足汽车无内胎轮胎、医用胶塞等工业品使用要求。医用胶塞等工业品使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高伯位溴溴化丁基橡胶及其合成方法


[0001]本专利技术涉及溴化丁基橡胶合成
，尤其涉及一种高伯位溴溴化丁基橡胶及其合成方法。

技术介绍

[0002]溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯
‑
异戊二烯共聚物弹性体，具有硫化速度快、互粘性和相容性能好、可单独用氧化锌硫化等优点。溴化丁基橡胶中主要含有三种结构的丁基橡胶，未溴化的丁基橡胶结构(结构I型)，溴代仲位烯丙基结构(结构II型)及溴代伯位烯丙基结构(结构III型)，这其中III型更加稳定。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链，所以其具有丁基聚合物的多种性能特性，如较高的物理强度、较好的减振性能、低渗透性、耐老化以及耐天候老化。卤化丁基橡胶气密层的专利技术和使用在许多方面成就了现代子午线轮胎。在轮胎气密层胶料中使用这类聚合物可以改善保压性能，提高气密层与胎体间的粘合性能以及轮胎的耐久性。因而，溴化丁基橡胶已在多种应用领域逐步替代普通丁基橡胶，如子午线轮胎、耐热内胎、容器衬里、药品瓶塞和机器衬垫等工业产品中。而且溴化丁基橡胶是制造无内胎轮胎不可替代的原材料，也是医用橡胶制品的必须原料，属于战略物资。
[0003]随着国内无内胎轮胎及医用胶塞丁基化的发展，市场对于溴化丁基橡胶的需求量持续增长。但是目前国内溴化丁基橡胶主要用于中低端领域供应，更多的高品质溴化丁基橡胶还需要依赖进口。
[0004]因而，开发新型的溴化丁基橡胶制备工艺，生产高品质的溴化丁基橡胶，对国产溴化丁基橡胶的未来推广具有重要现实意义，也是业内诸多研发型厂商和一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高伯位溴溴化丁基橡胶及其合成方法，本专利技术提供的一种溶液法合成高伯位溴溴化丁基橡胶方法，该方法能有效控制溴化丁基橡胶溴代结构，使得伯位溴结构达到30％左右，而且条件温和，工艺简单，有利于工业化生产及推广应用。
[0006]本专利技术提供了一种高伯位溴溴化丁基橡胶，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，所述伯位溴结构占所述溴化丁基橡胶中异戊二烯单元总摩尔数的摩尔含量为20％～30％；
[0007]所述高伯位溴溴化丁基橡胶由溶液法制备得到。
[0008]优选的，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，伯位溴结构占伯位溴结构和仲位溴结构的摩尔含量为30％～50％；
[0009]所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，伯位溴结构和仲位溴结构的摩尔量在所述溴化丁基橡胶中的摩尔含量为0.85％～1.05％；
[0010]所述高伯位溴溴化丁基橡胶的正硫化时间t90为8～9.5min。
[0011]优选的，所述高伯位溴溴化丁基橡胶，按原料质量份数计，包括：
[0012][0013]结构稳定剂包括所述第一结构稳定剂和所述第二结构稳定剂。
[0014]本专利技术还提供了一种高伯位溴溴化丁基橡胶的合成方法，包括以下步骤：
[0015]1)将丁基橡胶有机溶液和水混合后，得到混合胶液；
[0016]2)将上述步骤得到的混合胶液和液溴有机溶液再次混合后，在无光的条件下，进行溴化反应；
[0017]3)向上述步骤的反应体系中加入碱性溶液，进行预中和，然后再次加入碱性溶液，再次中和后，得到溴化丁基橡胶胶液；
[0018]4)向上述步骤得到的溴化丁基橡胶胶液中加入结构稳定剂和抗氧剂后，得到高伯位溴溴化丁基橡胶。
[0019]5、根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述丁基橡胶有机溶液的质量浓度为10％～25％；
[0020]所述丁基橡胶有机溶液中的有机溶剂包括弱极性和/或非极性烷烃溶剂；
[0021]所述步骤1)中，还加入无机过氧化物、高价氯盐和高价溴盐中的一种或多种；
[0022]所述水的质量占丁基橡胶有机溶液的质量分数为0.1％～10％。
[0023]优选的，所述丁基橡胶有机溶液中的有机溶剂包括正己烷和/或异己烷；
[0024]所述无机过氧化物、高价氯盐和高价溴盐中的一种或多种与液溴的摩尔比为(0.05～2)：1；
[0025]所述无机过氧化物、高价氯盐和高价溴盐中的一种或多种的加入方式包括与水形成水溶液的方式加入。
[0026]优选的，所述无机过氧化物包括双氧水；
[0027]所述高价氯盐包括次氯酸钠；
[0028]所述高价溴盐包括溴酸钠。
[0029]优选的，所述液溴有机溶液包括液溴烷烃溶液；
[0030]所述液溴与所述丁基橡胶中异戊二烯单元的摩尔比为(0.4～1.0)：1；
[0031]所述溴化反应的时间为5～20min；
[0032]所述溴化反应的温度为20～60℃；
[0033]所述溴化反应的方式包括搅拌进行反应。
[0034]优选的，所述碱性溶液包括碱金属的氢氧化物溶液、碱土金属的氢氧化物溶液和强碱弱酸盐溶液中的一种或多种；
[0035]所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液和/或碳酸钠溶液；
[0036]所述碱性溶液的质量浓度为0.5％～5％；
[0037]所述预中和的时间为0.1～5min。
[0038]优选的，所述预中和步骤中，加入的碱性溶液的质量占总碱性溶液的质量比为5％
～95％；
[0039]所述预中和步骤中，加入的碱性溶液的溶质的摩尔量与溴单质摩尔量的比为(1～90)：100；
[0040]所述预中和加入的碱性溶液的质量占总碱性溶液的质量比与所述液溴的用量正相关；
[0041]所述再次中和后的pH值为6.5～8.0；
[0042]所述再次中和的时间为0.5～3min。
[0043]本专利技术提供了一种高伯位溴溴化丁基橡胶，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，所述伯位溴结构占所述溴化丁基橡胶中异戊二烯单元总摩尔数的摩尔含量为20％～30％；所述高伯位溴溴化丁基橡胶由溶液法制备得到。与现有技术相比，本专利技术针对现有的溴化丁基橡胶主要用于中低端领域供应，业内亟需更多高品质溴化丁基橡胶的现状。本专利技术创造性的提供了一种溶液法合成的高伯位溴溴化丁基橡胶，其伯位溴结构占所述溴化丁基橡胶中异戊二烯单元总摩尔数的摩尔含量能够达到30％左右。本专利技术提供的溶液法合成的高伯位溴溴化丁基橡胶，能够有效的控制溴化丁基橡胶溴代结构，较高的伯位溴结构大大提高了硫化速率，在一定程度上缩短了下游制品的处理时间。
[0044]本专利技术以弱极性或非极性烷烃为溶剂，使用溶液法制备溴化丁基橡胶，主要用1H
‑
NMR具体分析了溴化丁基橡胶中的溴含量和微观结构。该方法首先在丁基橡胶溶液中加入一定比例的氧化剂溶液，然后与液溴的烷烃溶液混合进行溴化反应，反应结束后加入碱性溶液使体系成中性或弱碱性，并且特别采用了两步法加入碱性溶液，最后经后处理得到伯位溴结构含量30％左右的溴化丁基橡胶，溴利用率达到90％以上，而且具有更快的硫化速率，拉伸、密封等性能均满足汽车无内胎轮胎、医用胶塞等工业品使用要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高伯位溴溴化丁基橡胶，其特征在于，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，所述伯位溴结构占所述溴化丁基橡胶中异戊二烯单元总摩尔数的摩尔含量为20％～30％；所述高伯位溴溴化丁基橡胶由溶液法制备得到。2.根据权利要求1所述的高伯位溴溴化丁基橡胶，其特征在于，所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，伯位溴结构占伯位溴结构和仲位溴结构的摩尔含量为30％～50％；所述高伯位溴溴化丁基橡胶中，伯位溴结构和仲位溴结构的摩尔量在所述溴化丁基橡胶中的摩尔含量为0.85％～1.05％；所述高伯位溴溴化丁基橡胶的正硫化时间t90为8～9.5min。3.根据权利要求1所述的高伯位溴溴化丁基橡胶，其特征在于，所述高伯位溴溴化丁基橡胶，按原料质量份数计，包括：结构稳定剂包括所述第一结构稳定剂和所述第二结构稳定剂。4.一种高伯位溴溴化丁基橡胶的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将丁基橡胶有机溶液和水混合后，得到混合胶液；2)将上述步骤得到的混合胶液和液溴有机溶液再次混合后，在无光的条件下，进行溴化反应；3)向上述步骤的反应体系中加入碱性溶液，进行预中和，然后再次加入碱性溶液，再次中和后，得到溴化丁基橡胶胶液；4)向上述步骤得到的溴化丁基橡胶胶液中加入结构稳定剂和抗氧剂后，得到高伯位溴溴化丁基橡胶。5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述丁基橡胶有机溶液的质量浓度为10％～25％；所述丁基橡胶有机溶液中的有机溶剂包括弱极性和/或非极性烷烃溶剂；所述步骤1)中，还加入无机过氧化物、高价氯盐和高价溴盐中的一种或多种；所述水的质量占丁基橡胶有机溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩飞，谢晴，张杰，陈立财，栾波，王耀伟，任学斌，
申请(专利权)人：山东京博中聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：