[发明专利]一种官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，以复合材料的质量为100份计，复合材料中含有50～83份的溶聚丁苯橡胶，17～50份的白炭黑，0～5份的助剂；其中，溶聚丁苯橡胶利用硅氢反应在链中引入β-位支化改性的长链含氢硅氧烷，这些硅氧烷基团与白炭黑形成化学键合，在聚合反应末期加入白炭黑直接制备官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料，所述长链含氢硅氧烷的通式为

其中R₁、R₂、R₃为含有6～12个碳原子的烷基、烷氧基或芳基，R₁、R₂、R₃可以相同也可以不同。

2.根据权利要求1所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述的助剂为抗氧剂。

3.一种官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，具有链中含有硅氧烷的官能团的溶聚丁苯橡胶与白炭黑直接在聚合液中反应性共混，形成复合材料，其制备步骤如下：

(1)首先以有机锂为引发剂，加入苯乙烯、丁二烯单体和结构调节剂，采用负离子溶液聚合法合成丁苯橡胶分子链；单体转化率达到100％后，向聚合釜中加入长链含氢硅氧烷，并加入β-选择性的硅氢加成反应催化剂和助剂，进行β-选择性硅氢加成反应，得到链中含有硅氧烷的官能化溶聚丁苯橡胶；

(2)将白炭黑与有机溶剂或水配置成溶液，按照白炭黑：有机溶剂或水＝1:2～1:20的重量比加入到聚合釜中搅拌均匀混合反应，其中白炭黑干物质/溶聚丁苯橡胶质量比为1:1～1:5，反应温度为30℃～80℃，反应时间30～300min；脱除溶剂后制得官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料。

4.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述官能化溶聚丁苯橡胶分子链中苯乙烯含量为苯乙烯和丁二烯总单体重量的10wt％～40wt％，合成的官能化溶聚丁苯橡胶分子链是线型或星型结构；官能化溶聚丁苯橡胶数均分子量为100,000～400,000，分子量分布指数为1.1～2.0。

5.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机锂的用量为0.2～3mmol毎100克总单体。

6.根据权利要求3或5所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机锂选自烷基锂、芳基锂、芳烷基锂、环烷基锂。

7.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述结构调节剂为醚类或胺类，结构调节剂的加入量为有机锂的20wt％～2000wt％。

8.根据权利要求7所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述醚类结构调节剂选自四氢呋喃、四氢糠醚、二乙二醇二甲醚、乙醚、乙基甲醚、苯甲醚、二苯醚；所述胺类结构调节剂选自四甲基二乙烯基二胺、五甲基二乙烯基三胺。

9.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述长链含氢硅氧烷的加入量为4～60mmol每100克总单体。

10.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述β-选择性硅氢加成反应催化剂为Ⅷ族金属的化合物或络合物，所述β-选择性硅氢加成反应催化剂选自铂、钯、铑、钌、铜、铁、锰、镍、钴、钨、钼、锕系或镧系金属的化合物或络合物；催化剂的加入量为长链含氢硅氧烷的0.1wt％～25wt％。

11.根据权利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，其特征在于，所述β-选择性硅氢加成反应的助剂为强极性溶剂，所述强极性溶剂选自甲苯、三氯乙烯、丙酮、乙二醇二甲醚、吡啶、三苯基磷，所述助剂的加入量为长链含氢硅氧烷的0.01wt％～35wt％。