[发明专利]一种橡胶补强剂及其制备方法、以及丁苯橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶补强剂及其制备方法、以及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，并将丁苯补强剂和丁苯胶乳进行接枝聚合，制得高强度丁苯橡胶的制备方法。

背景技术

丁苯橡胶橡胶强度较低，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。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，最主要的是硅氧烷与胶乳难于形成均相体系，接枝反应很难进行。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橡胶补强剂及其制备方法，同时本发明还提供丁苯橡胶的制备方法。

本发明提供一种橡胶补强剂，由式(1)所示，

其中，R₁、R₃为含有1～12个碳的烷氧基、6～12个碳的芳氧基或3～12个碳的硅氧基；R₂是和R₁相同的基团或者是含有1～20个碳的饱和链段，或含有1～8个碳的环状烷烃、芳香烃；R₅是-H或C1-C20的直链或环状的饱和取代基，R₅连接到苯环上的任意取代位。

本发明同时提供一种橡胶补强剂制备方法，包括如下步骤：

A.将由式(2)所示的含烯或炔不饱和取代基的芳香化合物和由式(3)所示的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，

其中，R₁、R₃为含有1～12个碳的烷氧基、6～12个碳的芳氧基或3～12个碳的硅氧基；R₂为与R₁相同的基团，或者是含有1～20个碳的饱和链段或1～8个碳的环状烷烃、芳香烃；R₄为含有2～18个碳的不饱和烯烃脂肪族链段；R₅是-H或C1-C20的直链或环状的饱和取代基，R₅连接到苯环上的任意取代位；R₆是-H或C1-C20的直链或环状的饱和取代基；

B.将步骤A制得的混合物用甲苯溶剂配置成1％～30％质量浓度的单体溶液；

C.向步骤B制得的单体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溶剂脱出，制得橡胶补强剂。

所述的含烯或炔不饱和取代基的芳香化合物是苯乙烯、丙烯基苯或甲基苯乙烯。

其中，R₁、R₃为甲氧基、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、乙酰氧基或三甲基硅氧基。

其中，R₂选自甲基、乙基、甲氧基或乙氧基

其中，R₄为乙烯基、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或甲基丙烯酰氧基。

所述的含烯不饱和取代基为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二乙氧基-乙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二戊氧基-己基硅烷或异丙烯基二正丁氧基乙基硅烷。

所述的烯烃复分解催化剂为二氯·(邻-异丙氧基苯亚甲基)·(三环己基膦)合钌(Ⅱ)或二氯·[邻-异丙氧基苯亚甲基]·[1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基]合钌

所述的烯烃复分解催化剂为或

本发明还提供一种丁苯橡胶的制备方法，包括以下步骤：将干基质量为100份的丁苯胶乳，5～45质量份的橡胶补强剂和0.01～0.1质量份的引发剂加入到聚合釜中，控制反应温度为40～80℃，反应3～10h，反应后的乳液经凝聚、洗涤、干燥，得到丁苯橡胶产品；