[发明专利]一种氢化胺基官能化丁苯橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氢化改性胺基官能化丁苯橡胶及其制备方法。该法制备的丁苯橡胶为氢化胺基官能化苯乙烯‑双烯共聚物，所述胺基官能化丁苯橡胶氢化前体结构为：单端官能化溶丁苯橡胶(ω‑DPE‑(NR₂)_n/SBR)、双端官能化溶丁苯橡胶(α,ω‑DPE‑(NR₂)_n/SBR)以及链中官能化溶丁苯橡胶(in‑DPE‑(NR₂)_n/SBR)，每条聚合物分子链中至少含有2个胺基基团，按照质量百分数，苯乙烯单元含量为5％‑40％，1,1‑二苯基乙烯衍生物(DPE‑(NR₂)_n)单元含量为0.5％‑15％，其余为丁二烯。本发明采用釜式加氢方法制备了氢化丁苯橡胶，通过对官能化丁苯橡胶分子链上不饱和碳碳双键进行选择性加氢处理，氢化后得到了一种新型极性橡胶弹性体，最高加氢度可以达到99％。这种氢化改性的胺基官能化丁苯橡胶可以与烯烃类树脂共混改性而创造出性能优良的热塑性弹性体(TPE)提供了新思路。

技术领域

本发明属于高分子弹性体改性材料技术领域，涉及一种官能化丁苯橡胶加氢改性制备新型饱和型乙烯基丁苯橡胶弹性体。

背景技术

氢化丁苯橡胶(HSBR)是由丁苯橡胶(SBR)选择性催化加氢不饱和碳-碳双键得到的一种弹性体，其中双烯烃不饱和双键为主要加氢单元，芳香烃不饱和键争取保留其原有结构。

在SBR加氢过程中，碳-碳双键中的1，4-结构被氢化生成了聚乙烯结构，使加氢产物的弹性、耐热性、耐化学稳定性、耐臭氧和低温挠曲性得以改善；1，2-结构被氢化生成聚1-丁烯，从而使其弹性增强、结晶性降低。综合来说加氢可以给产物带来优异的耐臭氧性、优异的耐热老化、较好的力学性能，使其在高温下保持相当高的物理机械性能，应用于树脂共混改性、相容剂、与橡胶共混改性、医疗用品、汽车内饰表皮材料等。

近年来，可持续发展、材料再生利用和制品轻量化逐渐成为发展趋势，人们对以热塑性弹性体(TPE)替代硫化胶的要求愈来愈高，日本合成橡胶公司(JSR)以与树脂相容性优良的新型聚合物为目标而进行了开发。开发了由氢化具有特殊结构的溶聚丁苯橡胶(SSBR)而得到聚合物(DYNARON)，利用其与烯烃类树脂具有极高相容性的这一特性，对树脂进行共混改性，得到性能优良的新型TPE产品，并实现了SSBR的加氢工业化，推出了不同于现有SEBS、SEPS的加氢SBR产品DYNARON。

目前，JSR公司已经开发出多种不同牌号的HSBR DYNARON产品。将DYNARON以超微粒子的状态分散在PP中，由于DYNARON对PP结晶部分几乎没有相互作用，所以PP结晶部分的耐热性基本保持，对混合体系整体的耐热变形性在一定程度上起到了保护作用，整体展示出了柔软性、透明性或热变形性等优良而均衡的物性。其中，HSBR DYNARON 1320P与聚丙烯(PP)的相容性极其优良，可作为PP的改性剂使用。特别是在嵌段共聚物型PP中，即使少量添加也可显著地改善其冲击白化(发白)、扭曲白化、敲击白化、顶出白化等应力特性。当在PP中大量添加时，弹性模量会大幅度降低，可制得质地柔软的PP。

最近，JSR公司成功开发出了一种用于汽车轮胎的新型丁苯橡胶(SBR)，这种材料融合了JSR独特的聚合技术和加氢技术，通过控制材料中不饱和键的数量，可以优化聚合物分子间的相互作用，并使交联中产生的应力减至最小。因此，这种新型SBR不仅机械强度约为传统SBR的2倍，而且其强度也超过了天然橡胶。与传统SBR胎面轮胎相比，用这种新型SBR作为胎面胶的轮胎其耐磨性高出50％以上，同时燃料消耗也有所下降，而抓地性能则有所改善。

日本旭化成公司开发了用加氢改性制备新型饱和型乙烯基溶液丁苯橡胶(即HSBR)的技术。在此之前，加氢改性主要用于改善橡胶的耐候性以及耐热性等性能，利用加氢改性来降低滚动阻力尚属首次。用这种HSBR造的轮胎具有很低的滚动阻力和良好的抗湿滑性。