[发明专利]一种苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物以及嵌段共聚物组合物和应用

说明书

本发明公开了一种苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物及应用，该嵌段共聚物中的结构单元按PI₁‑PSI₂的方式连接，PI₁段为由异戊二烯形成的均聚段，PSI₂段为由苯乙烯和异戊二烯形成的共聚段。本发明还公开了将该嵌段共聚物偶联形成的组合物，以及由该嵌段共聚物或者嵌段共聚物组合物形成的硫化橡胶。由本发明的苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物形成的材料在更宽的温度范围内具有较好的阻尼性能，在低温和室温下均显示出良好的阻尼性能；并且，由本发明的苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物形成的材料还具有较好的力学性能。根据本发明的苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物适于作为阻尼材料和吸声材料。

技术领域

本发明涉及一种苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物及其应用，本发明还涉及一种苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物组合物及其应用，本发明进一步涉及一种硫化橡胶及其应用。

背景技术

现代社会在飞速发展的同时带来了振动和噪声，而振动和噪声给人们的生活带来了严重的危害，因此，采取有效的技术手段来控制振动及噪声成为当今社会必须解决的问题之一。目前，有效的控制振动及噪声的技术手段主要有阻尼减震、动力吸振、吸声技术、隔声技术和振动隔离等。这些阻尼技术手段广泛应用于国民经济的各大领域，如航空航天、电力机械、交通车辆、轻工纺织、高层建筑和军事装备等领域。

为了满足各种阻尼技术在各大领域的需求，由此诞生出多种类型的阻尼材料，其中粘弹性阻尼材料不仅具有粘性液体材料在一定的运动状态下耗散能量的特殊性质，还具有弹性固体贮存能量的性质，即粘弹性行为，此外，由于高分子材料具有分子链段繁多，耗能环节多等特点，阻尼性能好，因此粘弹性阻尼材料被广泛应用于阻尼材料中。例如，在船舶海洋工程领域中，高分子阻尼材料和高分子吸声材料应用最广。在地铁列车的减振技术上，成功地将粘弹性阻尼材料应用于低噪声车轮、减振钢轨和轨道减振扣件等。

影响粘弹性阻尼材料阻尼性能的因素有很多，最主要的是材料本身的结构，如聚合物的分子结构和序列结构、主链的饱和程度、极性、侧链的长度及侧链的含量、单体在共聚物中的分布状态等。影响材料的阻尼性能的另一个重要因素是聚合物体系所呈现的形态结构，如在制备嵌段共聚物中，各个嵌段间的相容性与其阻尼性能有直接关系，若各嵌段相容性较好，则有效阻尼温域较窄；若各嵌段间相容性较差，tanδ～T关系曲线则会呈现两个损耗峰，且两阻尼峰间隔较大，难以满足实际生产中对阻尼材料的要求。只有各嵌段间相容性在一定范围内，才会在tanδ～T关系曲线上呈现较宽且单一的阻尼损耗峰，因此可利用各相的相容性作为拓宽阻尼温域的有效手段。

一般来说，无规共聚物或者均聚物的玻璃化转变温域只有20-30℃，因此其有效阻尼温域大概在其玻璃化转变温度附近的±(10-15)℃。而对于橡胶阻尼材料，其T_g一般都在室温以下，不能单独使用。在实际应用中确保材料的T_g与使用温度相适应的同时，还应该尽量拓宽材料的有效阻尼温域。通过对聚合物种类的选择及共混改性、聚合改性等方法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公开了一种以有机锂为引发剂，分步加入单体和结构调节剂，在基本聚合完成后加入偶联剂来制备丁苯橡胶的方法，由该方法制备的橡胶，损耗因子tanδ≥0.3的温度范围约为-45℃至0℃。

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。