[发明专利]生产过氧化物可固化的高多烯烃卤丁基离聚物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产过氧化物可固化的丁基离聚物的方法，该离聚物通过将具有高摩尔百分比的一种卤代的丁基聚合物多烯烃与至少一种氮和/或磷基亲核体进行反应来制备。

背景技术

聚(异丁烯-共-异戊二烯)或IIR是一种合成弹性体，即通常所知的丁基橡胶，自从1940’以来，它一直是通过异丁烯和少量异戊二烯的无规阳离子的共聚进行制备的。产生的市售的IIR(以下称之为非高多烯烃IIR)具有在1mol％到2mol％之间的多烯烃含量。由于其分子结构，这种包含IIR的非高多烯烃具有优异的不透气性，一个高的耗损模量，氧化稳定性和延长的耐疲劳性(见Chu，C.Y.and Vukov，R.，Macromolecules，18，1423-1430，1985)。

历史上，低不饱和含量的非高多烯烃IIR能够支持充分的轮胎内胎固化活性，对于轮胎内衬层应用的目的它是不充分的。为此原因，非高多烯烃IIR的固化速度必须通过卤化作用来加快以便在弹性体中产生一种反应性的烯丙基卤化物官能团。一旦被卤化，包含XIIR的非高多烯烃就含有烯丙基卤化物官能团，这就允许与这些键和到烯丙基卤化物上的聚合物的亲核烷基化反应。

最近已经表明在固态下使用氮和/或磷基亲核体对非高多烯烃溴化丁基橡胶的处理导致生成具备有意义的物理或化学性质的非高多烯烃丁基离聚物(见Parent，J.S.；Liskova，A.；Whitney，R.A.；Resendes，R.Journal of Polymer Science，Part A：Polymer Chemistry(Accepted July 26，2005)，Parent，J.S.；Liskova，A.；Resendes，R.Polymer 45，8091-8096，2004，Parent，J.S.；Penciu，A.；Guillen-Castellanos，S.A.；Liskova，A.；Whitney，R.A.Macromolecules 37，7477-7483，2004)。如其中所披露，适合于用氮和/或磷基亲核体处理的非高多烯烃丁基橡胶具有在0.05到0.4摩尔百分比的多烯烃(异戊二烯)含量。

过氧化物可固化的丁基橡胶混合物提供了超过传统的硫固化体系的几个优点。通常情况下，这些混合物显示了非常快的固化速率并且由此得到的固化物品(article)往往具有出色的耐热性。此外，过氧化物可固化的配制品被认为是“干净的”，因为它们不包含任何可提取的无机杂质(如硫)。因此，清洁的橡胶制品可以用于如冷凝器帽、生物医学装置、药学装置(盛药小瓶的塞子，注射器中的活塞)，并可能用于燃料电池的密封件。

大家均认为，聚异丁烯和丁基橡胶在有机过氧化物的作用下分解。此外，美国专利3,862,265号和4,749,505号披露了由一种C₄至C₇异单烯烃与高至10wt.％的异戊二烯或高至20wt.％的对烷基苯乙烯的共聚物在受到高剪切混合时会发生分子量的降低。在自由基引发剂(如过氧化物)的存在下，这种作用被增强。最近，在一个连续过程中已经展示了基于丁基的过氧化物可固化的混合物的制备，这些混合物采用了一种新级别的高异戊二烯(IP)丁基橡胶的。确切地说，CA 2,418,884描述了具有异戊二烯水平在3mol％到8mol％范围的丁基橡胶的连续制备。随着提高水平的异戊二烯现在可供使用，出乎意料地有可能产生卤化丁基橡胶类似物，它们含有从3mol％至8mol％的烯丙基卤化物官能团。通过利用所存在的反应性的烯丙基卤化物官能团，有可能制备基于丁基的离聚物种类并最终使残留多烯烃的水平达到优化，由此促进基于这种材料的配制品的过氧化物固化。

发明内容

本发明涉及一种方法，该方法用于从包含卤化丁基橡胶的新级别高多烯烃制备过氧化物可固化的基于丁基的离聚物。

因此，本发明提供了一种生产丁基离聚物方法，步骤如下(a)将至少一种异烯烃单体、至少一种多烯烃单体和可任选地其他可共聚单体进行聚合，该聚合是在AlCl₃和能引发该聚合过程的一种质子源和/或阳离子原以及至少一种多烯烃交联剂的存在下进行，以制备一种高多烯烃丁基聚合物，然后(b)将该高多烯烃丁基聚合物进行卤化以及(c)将该高多烯烃卤丁基聚合物与至少一种氮和/或磷基亲核体进行反应。