[发明专利]一种聚异戊二烯橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物领域，公开了一种聚异戊二烯橡胶及其制备方法，该聚异戊二烯橡胶通过GPC测得的分子量分布为双峰分布，且高分子量级份的峰位分子量为2.1×10⁶～8×10⁶，低分子量级份的峰位分子量为2×10⁵～9×10⁵，以及所述聚异戊二烯橡胶的门尼粘度为50～90，顺式1,4‑结构的含量为98重量％以上。本发明提供的聚异戊二烯橡胶的分子量分布呈双峰分布，不仅具有高分子量聚异戊二烯的机械性能，还能够兼具低分子量聚异戊二烯的加工性能。

技术领域

本发明涉及聚合物领域，具体地，涉及一种聚异戊二烯橡胶、一种制备聚异戊二烯橡胶的方法以及由该方法制备得到的聚异戊二烯橡胶。

背景技术

众所周知，聚合物的分子量和分子量分布是决定聚合物物理机械性能和流变性能的重要因素。

天然橡胶之所以具有良好的物理机械性能的一个很重要的原因就是天然橡胶的分子量具有双峰分布。其中，在天然橡胶的分子量分布曲线中，高分子量的峰，赋予天然橡胶优异的物理机械性能，同时在低分子量区域具有一个峰或“肩”，这部分起到增塑剂的作用，赋予天然橡胶良好的加工性能。

橡胶的门尼粘度值是表征橡胶加工性能好坏的重要指标，当门尼粘度大于90时，其加工性能通常较差。天然橡胶的门尼粘度一般在60-70左右，完全满足加工要求，这也是因为天然橡胶具有独特分子量分布的缘故。

采用合成法制备的高顺式聚异戊二烯，因其结构与天然橡胶相似，被称为“合成天然橡胶”，是天然橡胶最佳的替代胶种。

稀土催化剂具有高催化活性、高顺式选择性、高分子量等特点，被认为是最适合制备聚异戊二烯的催化剂。采用稀土催化剂可以制备出高分子量的聚异戊二烯，但是其分子量呈单峰分布且分子量分布相对较窄。

例如，CN101045768A公开了一种稀土催化剂以及采用该稀土催化剂制备聚异戊二烯的方法，并具体公开了所述稀土催化剂具有如下组分：烷基铝、氯化物、共轭双烯烃和羧酸钕，且上述各物质的摩尔比为5-30：1-4：5-20：1；采用该方法制备得到的聚异戊二烯的重均分子量能够达到143万，分子量分布呈单峰分布，分子量分布指数在3.0以下。这种高分子量呈单峰分布的聚异戊二烯的加工性能较差，与炭黑、硫磺等助剂难以混合均匀，影响最终产品性能，甚至在加工过程中出现松散、脱辊、粘性较差等现象，导致无法继续加工(参见：稀土催化合成橡胶文集，中国科学院长春应用化学所第四研究室著，科学出版社，1980年，365-370页)。

目前，制备双峰分子量分布聚合物的研究在合成聚烯烃树脂领域较为常见，有熔体掺混法、分段反应法和双活性中心催化剂法，前两种方法均难以得到混合均匀的双峰分布的聚合物产品，且制备工艺流程复杂、成本较高；采用双活性中心催化剂法可以得到较为理想的双峰分布的聚合物产品(参见CN101085818A)。

在合成橡胶领域，关于制备双峰分布聚合物的研究非常少。CN101085818A公开了一种双活性中心的催化剂，可以合成出双峰分布的聚二烯烃，高分子量级份的峰位分子量为6.5×10⁵～9.0×10⁵，低分子量级份的峰位分子量为1.0×10⁵～2.2×10⁵，顺1,4-结构聚二烯烃的含量在96％以上；并具体公开了所述催化剂含有羧酸钕盐化合物、有机铝化合物、含卤化合物以及C6-C10的羧酸。