[发明专利]一种橡胶键合剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种橡胶键合剂，其特征在于，其化学结构式为：

其中，n是金属M的氧化态，其数值为2，3或4；R₁为碳原子数1到50的脂肪链、脂环烃连接片段或芳香化合物连接片段；R₂和R₃为碳原子数0到50的脂肪链或脂环烃连接片段；R₄为碳原子数5至50的脂肪链或芳香化合物连接片段；F为R₁结构中的可通过化学键连接到橡胶基质上的键合官能团；m为正整数；

表示羟基(OH-)接在R₂，R₃或R₄上，或同时接在R₂、R₃或R₄中两个或三个上；

R₁基团上的F官能团为双键或巯基；

当F官能团为双键时，其采用乙烯基的形式位于R₁的链端；当F官能团为巯基，其位于R₁的链端。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶键合剂，其特征在于，芳香化合物为苯、苯环多聚体或杂环化合物；

-R₄-基团为芳香化合物时，-R₂-基团、-R₃-基团均与-R₄-基团中的芳香环连接。

3.根据权利要求1所述的一种橡胶键合剂，其特征在于，所述的金属M选自以下金属元素中的一种：

元素周期表中ⅠB至ⅧB族的金属，或ⅡA至ⅥA族的金属。

4.根据权利要求3所述的一种橡胶键合剂，其特征在于，所述的金属M为钙、铁、镁、钛、铝或钒。

5.如权利要求1-4任一所述的橡胶键合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取带羟基羧酸和碱，或直接取带羟基羧酸的盐置于极性溶剂中，加热，直至溶液完全透明，得到带羟基羧酸产物的溶液A；

(2)取键合官能团羧酸和碱，或直接取键合官能团羧酸的盐置于极性溶剂中，加热，直至溶液完全透明，得到键合官能团羧酸盐产物的溶液B；

(3)将溶液A与溶液B的混合溶液作为反应溶液C，在搅拌条件下，向溶液C中倒入金属M盐溶液，反应得到固体产物，过滤，洗涤，干燥，即得到目的产物橡胶键合剂；

所述带羟基羧酸的结构式为：

所述键合官能团羧酸的结构式为：HOOC-R₁-F。

6.根据权利要求5所述的一种橡胶键合剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的带羟基羧酸选自4-羟基苯甲酸，3,4-二羟基苯甲酸(原儿茶酸)、3,4,5-三羟基苯甲酸的同分异构体或衍生物；

步骤(2)中所述的键合官能团羧酸选自油酸、亚油酸、亚麻酸、2-壬烯酸、10-十一烯酸、9-十六碳烯酸、十八碳烯酸、二十碳烯酸、芥酸、二十四烯酸、山梨酸、十八碳四烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳四烯酸、二十二碳六烯酸、丙烯酸、3-丁烯酸、4-戊烯酸、5-己烯酸、7-辛烯酸、8-壬烯酸、9-癸烯酸、10-十一烯酸、2,4-戊二烯酸、2-甲基-4-戊烯酸、3-甲基-4-戊烯酸、3-巯基丙酸、3-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸、4-巯基氢化肉桂酸、3-巯基异丁酸、1-(巯甲基)环丙基乙酸、2-巯基烟酸(2-巯基-3-吡啶甲酸)、12-巯基十二酸、16-巯基十六酸、6-巯基己酸、8-巯基辛酸、4-巯基苯基乙酸、6-巯基吡啶-3-羧酸、11-巯基十一烷酸中的至少一种。

7.如权利要求1-4任一所述的橡胶键合剂在制备轮胎橡胶、鞋底橡胶、减震橡胶、涂料、胶粘剂或日化品中的应用。

8.根据权利要求7所述的橡胶键合剂的应用，其特征在于，所述的橡胶键合剂用于轮胎橡胶、鞋底橡胶或减震橡胶制备时，对应适用的橡胶基质为热塑性弹性体或发泡弹性体；

所述的橡胶键合剂用于涂料制备时，对应适用的涂料为丙烯酸类、聚氨酯类、聚醚类或环氧类涂料；

所述的橡胶键合剂用于胶粘剂制备时，对应适用的胶粘剂的基料为天然材料、合成高分子材料和无机材料；

所述的橡胶键合剂用于日化品制备时，对应适用的日化品为化妆品、香料、肥皂或牙膏。