[发明专利]一种衣康酸酯的四元共聚物及其制备方法和生物基耐油橡胶组合物

说明书

本发明提供一种衣康酸酯的四元共聚物及其制备方法和生物基耐油橡胶组合物。所述衣康酸酯的四元共聚物含有衣康酸酯结构单元、调节玻璃化温度的单体结构单元、极性单体结构单元、及架桥单体结构单元，所述四元共聚物的数均分子量为10万～80万，分子量分布为2.0～5.5。所述四元共聚物由包含衣康酸酯、调节玻璃化温度的单体、极性单体、架桥单体在内的组分进行低温乳液自由基聚合而得。以所述四元共聚物为新型生物基耐油橡胶，具有优异的耐油、耐老化等性能。

技术领域

本发明涉及合成橡胶领域，具体地说，是涉及一种衣康酸酯的四元共聚物及其制备方法和生物基耐油橡胶组合物。

背景技术

橡胶材料是国民经济和国防工业的重要战略物资。耐油橡胶作为其重要做成部分，一直有着长期的市场需求，耐油橡胶主要应用在油性介质中或者油性场所，橡胶的耐油性，是指橡胶抗油类作用(溶胀、硬化、裂解、力学性能劣化)的能力。生胶溶解于溶剂(油)中，而硫化胶在油性介质中只发生溶胀而不溶解。在长期接触过程中，油类能渗透到橡胶中使其产生溶胀，致使橡胶的强度和其它力学性能降低。此外，油类介质还可以从硫化胶中抽出可溶性的配合剂，导致硫化胶性能下降，如软管、滚轴、密封圈需要长时间工作的器件，性能下降会出现安全事故。

目前耐油橡胶主要是丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶和含卤素的橡胶。然而这些橡胶产品的原料主要来自石化资源，具有不可持续性。而生物基衣康酸酯橡胶良好的力学、抗湿滑和滚阻性能，且可生产制作轮胎等工程弹性体，但鲜有对生物基衣康酸酯橡胶的耐油性能研究，本发明利用衣康酸酯中酯基的极性，设计了衣康酸酯与极性单体共聚来制备耐油弹性体复合材料，在减少橡胶行业对石油等化石资源的依赖等方面具有重要意义。

发明内容

为了解决以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种衣康酸酯的四元共聚物及其制备方法和生物基耐油橡胶组合物。

本发明目的之一为提供一种衣康酸酯的四元共聚物，含有结构单元：衣康酸酯结构单元、调节玻璃化温度的单体结构单元、极性单体结构单元、及架桥单体结构单元，其中所述四元共聚物的数均分子量为10万～80万，分子量分布为2.0～5.5；所述四元共聚物的数均分子量优选为15万～60万，分子量分布优选为2.5～4.5。

在所述四元共聚物中，以所述四元共聚物中结构单元的总质量为基准，衣康酸酯结构单元的含量为1～70wt％，优选为5～60wt％，更优选为5～40wt％；调节玻璃化温度的单体结构单元的含量为10～70wt％，优选为20～60wt％；极性单体结构单元含量为1～80wt％，优选为10～60wt％；架桥单体结构单元的含量为1～10wt％，优选为1～7wt％。

所述衣康酸酯单体为衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丙酯、衣康酸二丁酯中的至少一种。

所述调节玻璃化温度的单体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正十二烷基酯、丙烯酸正月桂基酯、丙烯酸正十八烷基酯、乙烯、丙烯中的至少一种。

所述极性单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲氧乙酯、丙烯酸乙氧乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯中的至少一种。

所述架桥单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、环戊二烯、乙叉降冰片烯、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。

本发明技术方案中，衣康酸酯属于生物基单体，符合目前可持续发展理念，其双酯基结构提供共聚物链段的耐油性；调节玻璃化温度的单体，保证共聚物链段呈现橡胶弹性；极性单体在保证其共聚物耐油性的同时，进一步调节其玻璃化转变温度；因共聚物主链饱和，所以需要架桥单体提供交联点。

生物基衣康酸酯耐油胶中，若衣康酸酯含量高，玻璃化温度很高，虽然具有较好耐油性，但是难以真正投入使用；若衣康酸酯含量低，耐油性会极大削弱。故本发明中引入极性单体取代部分衣康酸酯。