[发明专利]一种环氧化高活性聚异丁烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧化高活性聚异丁烯的制备方法。

背景技术

末端甲基亚乙烯基含量占多数的聚异丁烯称为高活性聚异丁烯(简称HRPIB)。由于其优异的性能已应用于汽车密封胶、中空玻璃密封胶的制备；用于生产食品保鲜膜、汽车保护膜、电子材料保护膜及口香胶领域；高活性的聚异丁烯在欧美被大量应用于防水材料、橡胶与树脂改性、燃料和润滑油添加剂及工业用润滑油等领域，并已获得了广泛的应用。

由于HRPIB存在一定的不足，如粘度大、分子极性低、经其改性的材料的气密性、耐油性和抗湿滑性较差等，所以需要对HRPIB进行改性。HRPIB的改性是通过化学反应引入某些官能团，在无官能团的HRPIB分子链上引入极性基团，目前的改性主要有氯化、酯化、羧化等^[1]。

研究表明，聚合物的环氧化改性能够提高产品的力学性能、耐磨性、粘接性能等。如环氧化顺丁橡胶作为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SBS与氯醚橡胶共混的增塑剂^[2]，使共混物的拉伸强度显著提高；环氧化聚异戊二烯改性的橡胶在强度、耐磨性、耐腐蚀性和橡胶的粘合性能等于未改性的产品相比，都有明显的提高^[3]，环氧化聚丁二烯与多元羧酸的反应产物可配制水基涂料。尚未见HRPIB环氧化改性的研究开发报道及环氧化改性的优点。(参考文献：[1]解洪梅.含双键聚合物的环氧化改性工艺进展[J].化工新型材料，1998，8：51.[2]陈勇等.顺丁橡胶及环氧化产物作为增容剂的研究[J].弹性体，2007，17(1)：28-31.[3]冯玉红等，反式-1，4-聚异戊二烯的环氧化过程[J]海南大学学报自然科学版，2002，20(3)226-230.)

发明内容

本发明针对HRPIB在使用及性能上存在粘度大、分子极性低、经其改性的材料的气密性、耐油性和抗湿滑性较差等问题，对HRPIB进行环氧化改性，以有机溶剂为反应介质，HRPIB和氧化剂为 反应原料，氧化剂为过氧酸，进行环氧化反应。经环氧化的HRPIB将更好地应用于粘合剂制备、橡胶改性、环氧树脂改性、灌封材料制备等领域。

本发明提供了一种环氧化高活性聚异丁烯的制备方法，其步骤和条件如下：

高活性的聚异丁烯与过氧酸按摩尔比为1∶0.7～1∶1.6溶解在有机溶剂中，然后倒入带有搅拌和控温装置的三口玻璃烧瓶中进行环氧化反应，环氧化反应的温度为30～60℃；环氧化反应的时间为2～12h；将反应液移出，静置20-30min，分层后，用浓度为1～5wt.％亚硫酸钠溶液洗涤，除去未反应完全的过氧酸，再用浓度为3～5wt.％的碳酸氢钠溶液中和，后用蒸馏水洗涤上层有机相至pH＝7，在真空度5～15Kpa条件下减压蒸馏15～25min，去除有机相中的有机溶剂甲苯和少量的水及酸，最终得到无色的透明粘稠状的环氧化高活性聚异丁烯。

所述的高活性的聚异丁烯(简称HRPIB)，双键含量为80％～90％，分子量为1000～5000；

所述的过氧酸为过氧苯甲酸或间氯过氧苯甲酸；

所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷的任意一种；高活性的聚异丁烯在有机溶剂中的浓度为0.08～0.25g/mL；

结构表征数据如下：所述的环氧化高活性聚异丁烯经FT-IR分析，3500～3200cm^-1(宽吸收峰)为分子间氢键O-H伸缩振动；3100～3010cm^-1为烯烃C-H伸缩振动；2896cm^-1为亚甲基峰；1730cm^-1是酯键峰，这就证明了环氧后分子中含有酯键，说明在环氧化过程中发生了副反应，引入了少量酯键；1675～1640cm^-1为C＝C伸缩振动；890cm^-1为亚乙烯基特征峰。环氧基的主要峰值为810-950cm^-1、1284cm^-1左右。由两图对比可知，在环氧化反应后，C＝C双键峰完全消失，亚乙烯基峰完全消失，出现了环氧基特征峰，这就证明了所合成的产物中含有环氧基团。