[发明专利]采用烯烃复分解催化剂制备补强丁苯橡胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁苯橡胶的制备方法，具体是一种采用烯烃复分解催化剂制得丁苯橡胶补强剂，并将苯乙烯、丁二烯和丁苯橡胶补强剂三元共聚的高强度丁苯橡胶的制备方法。 

背景技术

丁苯橡胶生胶强度较低，一般只有2.3-6.5MPa，其强度的提高主要靠后加工过程的补强剂予以提高，一般可达21.5-24.5MPa。补强剂主要有炭黑、白炭黑、纳米碳酸钙以及蒙脱土等无机粉体，其补强机理是借助无机粉体丰富的表面结构或其纳米吸附特性，使橡胶大分子与补强剂之间形成物理吸附或化学键，进而形成以无机粉体为中心的网络化机构从而起到对橡胶补强的作用。无机粉体自团聚比较严重，要实现其与橡胶的混合需要较高的能量，一般需要在开炼机或密炼机上进行长时间的反复捏合和混炼。 

近年来，橡胶的原位补强技术、纳米粉体的表面改性技术等得到广泛的应用。200910092836.8硅原位杂化接枝改性含聚共轭二烯烃胶乳的方法，将有机硅氧烷引入到含有双键的不饱和橡胶体系，通过不饱和键之间的反应将有机硅氧烷接枝到橡胶主链上，硅氧烷水解后起到补强的作用。该方法需要硅氧烷与橡胶分子上的不饱和双键发生化学反应，需要向胶乳中加入引发剂、提高反应温度等条件，容易引起交联反应、破乳等副反应。201010114230.2一种原位杂化增强丁二烯-丙烯腈-异戊二烯共聚物的制备方法，采用多元共聚的方式将乙烯基三乙氧基硅烷直接引入到聚合物中，达到原位补强的目的。该方法聚合单体组分复杂，单体竞聚率差异较大，聚合过程难以控制。 

发明内容

本发明目的是提供一种通过加入一种橡胶补强剂制备补强型丁苯橡胶的方法，具体为：将苯乙烯、丁二烯与橡胶补强剂按照质量配比为（5～45）︰（95～50）︰（1～45）加入聚合釜，依次加入乳化剂、水和引发剂，控制反应温度为3～80℃，反应压力为1.5～2.5MPa，反应5～15h，反应后的乳液经凝聚、洗涤、 干燥，得到高强度丁苯橡胶产品。 

本发明所述的橡胶补强剂可表示为

橡胶补强剂是由含烯炔不饱和取代基的芳香化合物和含烯炔不饱和取代基的有机硅氧烷单体经过烯烃复分解反应制得的。 

具体制备方法包括：含烯不饱和取代基的芳香化合物和含烯不饱和取代基的有机硅氧烷单体以1︰(0.1～5.0)摩尔比混合，用甲苯溶剂配置成1%～30%质量浓度的单体溶液，向溶液中加入占单体物质的量的0.01～0.1%的烯烃复分解催化剂，隔绝空气和水，常温反应0.5～8h后，采用真空脱溶剂装置将甲苯溶剂脱出，制得丁苯橡胶补强剂。 

本发明所述的含烯炔不饱和取代基的芳香化合物结构式中的R₅可以是-H或C1-C20的直链或环状的饱和取代基，R₅可以连接到苯环上的任意取代位；R₆可以是-H或C1-C20的直链或环状的饱和取代基；含烯炔不饱和取代基的芳香化合物可以是苯乙烯、丙烯基苯、甲基苯乙烯等不同碳链长度和烯不饱和取代基的芳香化合物，优选苯乙烯。 

含烯不饱和取代基的有机硅氧烷单体其结构式为： 

其中： 

R₄－含有2～18个碳的不饱和烯烃脂肪族链段，可以是乙烯基、丙烯基、异丙烯基、异戊烯基、3-戊烯基、6-辛烯基、四甲基乙烯基、1-庚烯基、甲基丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基，优选乙烯基； 

R₁、R₃－含有1～12个碳的烷氧基，6～12个碳的芳氧基，3～12个碳的硅氧基，可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、己氧基、戊氧基、正庚氧基、异辛氧基、正壬氧基、苯氧基、氯苯氧基、烯丙氧基、苄氧基、乙酰氧基、三甲基硅氧基，优选甲氧基，乙氧基；R₁和R₃设定为含有烷氧基的目的是在丁苯橡胶加工时通过热和酸的作用使烷氧基水解，从而在橡胶体系内形成-O-Si-空间网络结构，从而对基质橡胶起到补强作用；如果有机硅氧烷单体中只有一个烷氧基，其水解之后则仅形成二聚体，不能形成-O-Si-空间网络结构，起不到补强的作用。 

R₂可以是和R₁相同的基团，还可以是含有1～20个碳的饱和链段，1～8的环状烷烃，芳香烃；优选甲基，乙基，甲氧基，乙氧基。