[发明专利]一种带有环氧基团液体丁腈橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带有环氧基团液体丁腈橡胶的制备方法，包括以下步骤：首先以丁二烯、丙烯腈、带环氧基团的不饱和单体经过乳液聚合合成丁腈胶乳，然后将所述丁腈胶乳经过凝聚、洗涤和干燥脱水，获得带有环氧基团液体丁腈橡胶；在合成丁腈胶乳阶段，以重量份计，丙烯腈25‑40份、丁二烯55‑74份，分子量调节剂选自3‑巯基丙酸乙基己醇酯、巯基丙酸异辛酯、四(3‑巯基丙酸)季茂四醇酯或正十二烷基硫醇中的任一种或多种。还公开了上述方法合成的带有环氧基团液体丁腈橡胶。本发明的优点在于：通过一步法合成出带有环氧基团液体丁腈橡胶，简化了生产工艺流程，实现了在低温条件下进行树脂固化改性，大大提高了改性效果，拓宽了产品的应用范围。

技术领域

本发明涉及液体丁腈橡胶的技术领域，更具体涉及一种带有环氧基团液体丁腈橡胶及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈为单体，通过乳液聚合反应而成的一种高分子橡胶材料，由于其含有腈基结构，使其产品具有良好的耐热、耐油性，被广泛应用于耐油橡胶制品，如密封圈、密封垫、耐油胶管等领域。丁腈橡胶根据其状态不同，主要有块状丁腈橡胶、粉末状丁腈橡胶和液体丁腈橡胶，其中液体丁腈橡胶由于具有良好的流动性和分散性，可以与其他液体树脂形成分子级别的混合，拥有优异的增韧改性作用，与环氧树脂混合时，还提升其剥离强度、抗冲击强度等。

液体丁腈橡胶一般指分子量在10000以下，本身呈液体状态的橡胶，主要分为普通不含官能团的液体丁腈橡胶、含官能团的无规液体丁腈橡胶和端基液体丁腈橡胶，官能团通常有羧基、氨基、羟基、巯基、环氧基等，不同官能团结构液体丁腈橡胶对应的聚合方式也有所差异，其中端基液体丁腈橡胶大部分是溶液聚合，不含官能团或无规官能团的液体丁腈橡胶通常是经过乳液聚合而成。目前市场上使用最多的含羧基的液体丁腈橡胶，广泛应用于环氧树脂、酚醛树脂等树脂的增韧改性剂。作为环氧树脂的增韧剂，首先要求液体丁腈橡胶在环氧树脂中有良好的溶解性，充分分散于环氧树脂中。为了实现上述要求，现在主要是将含羧基的液体丁腈橡胶先与环氧树脂进行混合预聚，使得羧基与环氧基先反应，然后在后期环氧树脂固化时，保证能够进行同时固化反应，最后形成“海岛”结构，从而具有良好的增韧作用。通过该种方法，最终会使环氧树脂达到理想的改性效果，但是存在以下问题：(1)羧基与环氧基的反应温度很高，通常要高于100℃反应，这使得环氧树脂的应用受到限制，因为很多是在100℃以下或室温固化；(2)该反应的时间较长，一般在2-6小时；(3)在高温下反应，为了防止分子自身的交联，需要在密闭的氮气氛围下，并加入合适的催化剂，才能保证反应比较完全。因此，在现有市场上会有端环氧基液体丁腈橡胶产品，但该产品是通过带有不同官能团的液体丁腈橡胶，加入溶剂及试剂，长时间反应而得到上述产品。由于液体丁腈橡胶粘度较大，在后续反应中，需要加入大量的溶剂溶解后，才能反应，后续还要回收溶剂，工艺流程比较复杂。因此，通过在液体丁腈橡胶合成时，就引入环氧基团，可以避免了上述很多困难和问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种生产工艺简单、转化率高、成本低、具有优异的增韧效果、良好的粘结性和耐低温性能的含环氧基团液体丁腈橡胶及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一方面，提供一种带有环氧基团液体丁腈橡胶的制备方法，包括以下步骤：首先以丁二烯、丙烯腈、带环氧基团的不饱和单体经过乳液聚合合成丁腈胶乳，然后将所述丁腈胶乳经过凝聚、洗涤和干燥脱水，获得带有环氧基团液体丁腈橡胶；在合成丁腈胶乳阶段，以重量份计，丙烯腈25-40份、丁二烯55-74份，分子量调节剂选自3-巯基丙酸乙基己醇酯、巯基丙酸异辛酯、四(3-巯基丙酸)季茂四醇酯或正十二烷基硫醇中的任一种或多种。