[发明专利]一种改性三元乙丙橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性三元乙丙橡胶及其制备方法。该方法包括在烯烃的开环交叉复分解反应条件下，在式(2)所示结构的离子型催化剂存在下，将三元乙丙橡胶与式(1)所示结构的纳迪克酸酐在有机溶剂中进行接触。本发明提供的改性三元乙丙橡胶的制备方法具有接枝率高、反应快速、步骤简单易实施的优点，所述改性三元乙丙橡胶的接枝率为0.4‑4重量％；并且本发明提供的改性三元乙丙橡胶与未改性的三元乙丙橡胶相比，不饱和度为0.44‑0.71mol/kg，硫化速度有一定的提高。

技术领域

本发明涉及一种改性三元乙丙橡胶及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良的高弹性、粘弹性、电绝缘性等物理化学性能，在工程塑料增韧和抗臭氧老化等方面的应用十分突出。但是，由于三元乙丙橡胶属于非极性橡胶，其耐油、耐化学试剂、自粘性和互粘性较差，难于与极性聚合物共混，因此其应用范围受到一定的限制。因此，对三元乙丙橡胶进行改性以增强其与极性聚合物的相容性显得尤为重要。

现有技术中主要是通过将三元乙丙橡胶与马来酸酐(MAH)进行接枝反应，在橡胶分子链中引入强极性基团，使接枝物具有强极性和反应性，从而使得制备的接枝物作为一种多功能的高分子界面相容剂以及填料填充聚合物的偶联剂或分散剂，具有广泛的应用前景。

橡胶与MAH的接枝反应主要以自由基反应为主，可以在熔体、乳液和溶液状态中进行，包括熔融接枝、辐照接枝、溶液接枝等方法。采用不同的引发体系，产生的自由基方式不同，接枝率和接枝效率也不同。

熔融接枝法接枝MAH的接枝率不高，且在接枝完成后去除残留单体和引发剂时较为困难，所得产品气味浓，颜色白度低。辐照接枝法接枝MAH的接枝率和接枝效率一般都比熔融接枝法高。但辐照接枝容易造成橡胶的交联，副反应不容易控制，且设备成本较高。此外，当反应温度超出一定范围时，聚合物分子链会出现降解或交联副反应。

CN101402711B公开了一种利用高能射线辐射三元乙丙橡胶接枝马来酸酐的方法，它以三元乙丙橡胶为原料，以马来酸酐为接枝单体，加入增塑剂、补强剂和硫化延迟剂经熔融共混，在熔融挤出前进行高射线辐射制得三元乙丙橡胶与马来酸酐的接枝物，该接枝产物的接枝率为1.2-3.6％。

CN102643391B公开一种了制备三元乙丙橡胶接枝马来酸酐的方法。该方法将三元乙丙橡胶、引发剂、马来酸酐、苯乙烯单体、六甲基磷酸三胺的组合物通过熔融接枝法生产三元乙丙橡胶接枝马来酸酐。该方法的接枝率为0.59-1.42％。

溶液接枝法接枝MAH与其它接枝方法相比，反应条件温度低、副产物少、MAH的接枝率和利用率都较高。但是现有溶液接枝法的反应时间过长，生产效率低，而且现有接枝方法改性得到的乙丙橡胶的侧链双键在接枝MAH后就消失了，使得乙丙橡胶的硫化更加困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种改性三元乙丙橡胶的制备方法和由该方法制备得到的改性三元乙丙橡胶。

本发明提供一种改性三元乙丙橡胶的制备方法，该方法包括在烯烃的开环交叉复分解反应条件下，在式(2)所示结构的离子型催化剂存在下，将三元乙丙橡胶与式(1)所示结构的纳迪克酸酐在有机溶剂中进行接触，

式(2)中，R₁为氢、C2-C20的烯基、C2-C20的炔基、C1-C20的烷基、C6-C20的芳基、C2-C20的羧酸酯基、C1-C20的烷氧基、C2-C20的链烯氧基、C2-C20的链炔氧基、C6-C20的芳氧基、C1-C20的烷硫基、C1-C20的烷基磺酰基或者C1-C20烷基亚硫酰基，

X₁和X₂各自独立地为阴离子配位体，