[发明专利]嵌段共聚物和嵌段共聚物组合物和硫化橡胶及其应用和嵌段共聚物的制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌段共聚物及制备方法，该嵌段共聚物中的结构单元按PSIB₁‑PS‑PB₂的方式连接，PSIB₁段为由共轭二烯烃和单乙烯基芳烃形成的无规共聚段，PS段为由单乙烯基芳烃形成的嵌段，PB₂段为由共轭二烯烃形成的嵌段。本发明还公开了将该嵌段共聚物偶联形成的组合物，以及由所述嵌段共聚物或者所述嵌段共聚物组合物形成的硫化橡胶。由所述嵌段共聚物、所述嵌段共聚物组合物或者所述硫化橡胶形成的材料在更宽的温度范围内具有较好的阻尼性能，特别是是在低温和室温下均具有较好的阻尼性能，同时还具有较好的力学性能，特别适于作为阻尼材料或者吸声材料使用。

技术领域

本发明涉及一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃嵌段共聚物及其制备方法和应用，本发明还涉及一种单乙烯基芳烃-共轭二烯烃嵌段共聚物组合物及其应用，本发明又涉及一种硫化橡胶及其应用。

背景技术

随着社会经济技术和现代工业的发展，机械设备趋于向高速、高载荷的方向发展，由此引起的振动和噪声污染已成为世界性难题。同时，随着人们环境意识的增强，对声音环境的要求也越来越高。因此，吸声降噪逐渐演变成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展的亟需解决的重要课题。利用橡胶类阻尼材料进行减振降噪，已成为解决上述问题十分有效的方法之一。

吸声材料有两项最基本的技术要求：第一，材料的声阻抗与传播介质的声阻抗要匹配，使声波在介质中无反射地进人吸收系统；第二，材料本身内耗要大，使声波在吸收系统中很快衰减。特制的高分子吸声材料能够满足这两种要求，再配合合理的吸声结构设计，就可做出优良的吸声器件。新型橡胶SIBR(苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物)是一种具有特殊性能的高分子材料，具有较好的加工性能和吸声性能，有一定的强度和较宽的温度稳定性，可以承受一定的压力。同时，它又具有损耗特性和较大的弹性形变，有利于将阻尼和吸声机制同时引入材料当中，改善吸声性能，为吸声降噪材料的研制提供了广阔的空间。

聚合物的微观分子结构和序列结构，如主链的饱和程度、极性、侧链的长度及侧链的含量、单体在共聚物中分布状态等，对聚合物的分子运动具有显著的影响，从而影响聚合物材料的阻尼性能。因此，通过对聚合物种类及分子结构进行选择可以实现对阻尼材料的阻尼值和有效阻尼功能区温位进行调控。

US6,268,427B1公开了一种提高橡胶阻尼性能的方法，该方法包括：向可硫化的组合物中添加饱和阻尼材料，所述阻尼添加剂含有超支化聚合物，所述超支化聚合物是通过用多官能交联剂将官能化聚合物交联而形成的。但该方法是通过物理共混添加通用的弹性体材料来提高产品的阻尼性能，并未对基体橡胶材料内部结构进行改进。

CN102558465A公开了一种生产溶聚丁苯橡胶的聚合方法，该方法包括：将反应所需的惰性烃类溶剂、丁二烯、及非必须的结构调节剂加入反应器中，然后加入有效量的有机锂引发剂，在引发剂存在下进行A段聚合，使A段聚合转化率达到97-100％；加入丁二烯、苯乙烯、结构调节剂进行B段聚合，待B段转化率达到100％后加入偶联剂进行偶联反应，偶联反应结束后；终止反应。由该方法制备的橡胶硫化后，损耗因子tanδ≥0.3的温度范围约为-45 ℃至0℃，因此，该材料的高阻尼值的有效功能区主要集中在低温区域，室温以上的阻尼值偏低，影响产品在室温下作为阻尼减震材料的应用。

王沛等(材料工程，2009，S1：192-195)采用乙氧基乙基吗啉(EOEM) 制备了具有高乙烯基含量的丁苯橡胶阻尼材料，其产品损耗因子可达0.9。但是，由该方法制备的橡胶损耗因子tanδ≥0.3的温度范围约为-1℃至23℃，低温区的阻尼值偏低，影响产品在低温地区作为阻尼减震材料的应用。

王雪等(弹性体，2009，6：35-37)采用溶液共凝聚法制备SSBR/IIR阻尼材料，该材料的最大损耗因子可达0.8以上。由该方法合成的橡胶材料损耗因子tanδ≥0.3的温度范围约为-25℃至-4℃，室温以上的阻尼值偏低，影响产品在室温下作为阻尼减震材料的应用。