一种溴化接枝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种溴化接枝剂及其制备方法和应用，该溴化接枝剂具有式1所示的结构，式1中，Ps为苯乙烯的均聚嵌段，E为二溴化的1,3

【技术实现步骤摘要】
一种溴化接枝剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种接枝剂，尤其涉及一种溴化接枝剂及其制备方法和应用，属于高分子材料


技术介绍

[0002]作为最重要的合成橡胶品种之一，由异丁烯和少量异戊二烯为原料采用阳离子聚合共聚而成的丁基橡胶(Butyl Rubber，简称IIR)被广泛应用于制造车用轮胎的内胎、气密层、硫化胶囊等领域。
[0003]然而，丁基橡胶分子链具有较高的不饱和度且取代基甲基呈对称排列，这种分子结构决定了其不可避免的存在耐臭氧老化差、机械强度差、硫化焦烧时间长，硫化速度低等问题，导致丁基橡胶可加工性能无法满足日渐多样化的加工需求和应用场景，成为丁基橡胶材料拓展应用的瓶颈。
[0004]因此，如何对丁基橡胶改性，使其具有更为优异的应用性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种溴化接枝剂，该溴化接枝剂作为对丁基橡胶的改性剂能够将丁基橡胶改性为溴化丁基橡胶，并且使溴化丁基橡胶包括硫化加工性能、气密性、拉伸强度等在内的性能得到显著改善，从而拓宽了丁基橡胶的应用范围。
[0006]本专利技术还提供一种溴化接枝剂的制备方法，该制备方法得到的溴化接枝剂能够使对丁基橡胶进行改性，并且使改性后的溴化丁基橡胶具有优异的加工性能。
[0007]本专利技术还提供一种溴化丁基橡胶，该溴化丁基橡胶包括前述溴化接枝剂，因此加工性能优异，具体表现在其具有更低的不饱和度、透气量、更短的硫化烧焦时间以及正硫化时间、更长的静态臭氧性能裂口时间以及更强的拉伸强度。
[0008]本专利技术还提供一种橡胶产品，该橡胶产品由上述溴化丁基橡胶加工得到，该橡胶产品在硫化加工特性、气密性、拉伸强度等方面具有优异的表现。
[0009]本专利技术提供一种溴化接枝剂，所述溴化接枝剂具有式1所示的结构：
[0010][0011]其中，Ps为苯乙烯的均聚嵌段，E为二溴化的1,3
‑
丁二烯均聚嵌段，A为二溴化的异戊二烯均聚嵌段，D为数均分子量不高于1000的1,3
‑
丁二烯均聚物，m≥1；
[0012]所述溴化接枝剂中，溴元素的质量百分含量为14～20％。
[0013]如上所述的溴化接枝剂，其中，所述溴化接枝剂的数均分子量为30000～50000，分子量分布为2.24～3.15。
[0014]如上所述的溴化接枝剂，其中，所述溴化接枝剂通过包括以下过程的方法制备得
到：
[0015]在40～50℃，向第一原料体系加入聚合引发剂后反应30～50min，得到第一嵌段体系；
[0016]向所述第一嵌段体系加入第二原料体系后，在50～60℃反应40～60min，得到第二嵌段体系；
[0017]向所述第二嵌段体系加入第三原料体系后，在60～70℃反应60～80min，得到第三嵌段体系；
[0018]向所述第三嵌段体系加入有机溴化剂以及溴化分子量调节剂，升温至70～80℃后加入有机溴化引发剂并反应3～5h，得到溴化体系；随后向所述溴化体系加入活化封端剂反应20～30min，得到所述溴化接枝剂；
[0019]其中，所述第一原料体系包括第一单体以及第一结构调节剂，所述第二原料体系包括异戊二烯和第二结构调节剂，所述第三原料体系包括苯乙烯和第三结构调节剂，所述第一单体和所述活化封端剂均为1,3
‑
丁二烯。
[0020]如上所述的溴化接枝剂，其中，单体总质量与所述第一单体、第一结构调节剂的质量比为1：(0.2
‑
0.3)：(0.001
‑
0.003)；和/或，
[0021]单体总质量与所述异戊二烯、第二结构调节剂的质量比为1：(0.3
‑
0.4)：(0.001
‑
0.004)；和/或，
[0022]单体总质量与所述苯乙烯、第三结构调节剂的质量比为1：(0.3
‑
0.5)：(0.003
‑
0.005)；和/或，
[0023]单体总质量与所述有机溴化剂、溴化分子量调节剂、有机溴化引发剂、活化封端剂的质量比为1：(0.9
‑
1.1)：(0.003
‑
0.006)：(0.001
‑
0.004)：(0.01
‑
0.03)；
[0024]其中，所述单体总质量为所述第一单体、异戊二烯以及苯乙烯的总质量。
[0025]如上所述的溴化接枝剂，其中，所述有机溴化剂选自N
‑
溴代丁二酰亚胺、N
‑
溴代邻苯二甲基酰胺、N,N'
‑
二溴
‑
5,5'
‑
二甲基乙内酰脲中的一种；和/或，所述有机溴化引发剂为有机过氧化物。
[0026]本专利技术还提供一种溴化接枝剂的制备方法，包括以下步骤：
[0027]在40～50℃，向第一原料体系加入聚合引发剂后反应30～50min，得到第一嵌段体系；
[0028]向所述第一嵌段体系加入第二原料体系后，在50～60℃反应40～60min，得到第二嵌段体系；
[0029]向所述第二嵌段体系加入第三原料体系后，在60～70℃反应60～80min，得到第三嵌段体系；
[0030]向所述第三嵌段体系加入有机溴化剂以及溴化分子量调节剂，升温至70～80℃后加入有机溴化引发剂并反应3～5h，得到溴化体系；随后向所述溴化体系加入活化封端剂反应20～30min，得到所述溴化接枝剂；
[0031]其中，所述第一原料体系包括第一单体以及第一结构调节剂，所述第二原料体系包括异戊二烯和第二结构调节剂，所述第三原料体系包括苯乙烯和第三结构调节剂，所述第一单体和所述活化封端剂均为1,3
‑
丁二烯；
[0032]所述溴化接枝剂具有式1所示的结构，
[0033][0034]Ps为苯乙烯的均聚嵌段，E为二溴化的1,3
‑
丁二烯均聚嵌段，A为二溴化的异戊二烯均聚嵌段，D为数均分子量不高于1000的1,3
‑
丁二烯均聚物，m≥1；
[0035]所述溴化接枝剂中，溴元素的质量百分含量为14～20％。
[0036]本专利技术还提供一种溴化丁基橡胶，所述溴化丁基橡胶上述任一项所述的溴化接枝剂或上述制备得到的溴化接枝与包括异丁烯和异戊二烯的体系发生聚合反应得到；
[0037]所述溴化接枝剂、异丁烯以及异戊二烯的质量比为(4～8)：(90～95)：(1～2)。
[0038]如上所述的溴化丁基橡胶，其中，所述溴化丁基橡胶通过包括以下过程的方法制备得到：
[0039]在
‑
90～
‑
80℃下，向所述溴化接枝剂的溶解体系中加入第一稀释剂、异丁烯以及异戊二烯后，调节温度至
‑
100～
‑
90℃，得到第一体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溴化接枝剂，其特征在于，所述溴化接枝剂具有式1所示的结构：其中，Ps为苯乙烯的均聚嵌段，E为二溴化的1,3
‑
丁二烯均聚嵌段，A为二溴化的异戊二烯均聚嵌段，D为数均分子量不高于1000的1,3
‑
丁二烯均聚物，m≥1；所述溴化接枝剂中，溴元素的质量百分含量为14～20％。2.根据权利要求1所述的溴化接枝剂，其特征在于，所述溴化接枝剂的数均分子量为30000～50000，分子量分布为2.24～3.15。3.根据权利要求1或2所述的溴化接枝剂，其特征在于，所述溴化接枝剂通过包括以下过程的方法制备得到：在40～50℃，向第一原料体系加入聚合引发剂后反应30～50min，得到第一嵌段体系；向所述第一嵌段体系加入第二原料体系后，在50～60℃反应40～60min，得到第二嵌段体系；向所述第二嵌段体系加入第三原料体系后，在60～70℃反应60～80min，得到第三嵌段体系；向所述第三嵌段体系加入有机溴化剂以及溴化分子量调节剂，升温至70～80℃后加入有机溴化引发剂并反应3～5h，得到溴化体系；随后向所述溴化体系加入活化封端剂反应20～30min，得到所述溴化接枝剂；其中，所述第一原料体系包括第一单体以及第一结构调节剂，所述第二原料体系包括异戊二烯和第二结构调节剂，所述第三原料体系包括苯乙烯和第三结构调节剂，所述第一单体和所述活化封端剂均为1,3
‑
丁二烯。4.根据权利要求3所述的溴化接枝剂，其特征在于，单体总质量与所述第一单体、第一结构调节剂的质量比为1：(0.2
‑
0.3)：(0.001
‑
0.003)；和/或，单体总质量与所述异戊二烯、第二结构调节剂的质量比为1：(0.3
‑
0.4)：(0.001
‑
0.004)；和/或，单体总质量与所述苯乙烯、第三结构调节剂的质量比为1：(0.3
‑
0.5)：(0.003
‑
0.005)；和/或，单体总质量与所述有机溴化剂、溴化分子量调节剂、有机溴化引发剂、活化封端剂的质量比为1：(0.9
‑
1.1)：(0.003
‑
0.006)：(0.001
‑
0.004)：(0.01
‑
0.03)；其中，所述单体总质量为所述第一单体、异戊二烯以及苯乙烯的总质量。5.根据权利要求3或4所述的溴化接枝剂，其特征在于，所述有机溴化剂选自N
‑
溴代丁二酰亚胺、N
‑
溴代邻苯二甲基酰胺、N,N'
‑
二溴
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐典宏，赵志超，孟令坤，魏绪玲，翟云芳，朱晶，燕鹏华，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：