[发明专利]一种改性顺丁橡胶和复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性顺丁橡胶，其特征在于，按摩尔份数计，包括有以下原料：含有极性基团的化合物0.8～2.0份，溶剂A 40～80份，Lewis碱1.0～2.0份，环氧月桂烯0.8～2.5份，溶剂B 5～20份，保护剂5.5～30份，1，3‑丁二烯100份，活化剂3～15份，给电子体0.0005～0.004份，镍化合物0.00025～0.001份；本发明还公开了采用该改性顺丁橡胶的复合材料及其制备方法。与现有技术相比，本发明的改性顺丁橡胶从源头上进行改性、能与填料具有优良相容性。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料技术领域，具体指一种改性顺丁橡胶和复合材料及其制备方法。

背景技术

橡胶工业出现到目前，已经是个完善的工业工艺体系，目前人们所做的工作主要都是在以前的基础上进行橡胶的改性。单纯的橡胶制品并不具备优良的使用性能，常见的橡胶制品都需要添加填料进行补强，并且只能通过加工后才能使用，其中最为常见的补强剂为炭黑、白炭黑、纤维、聚酯、高岭土、蒙脱土、玻纤、石墨烯等等，目的是改善橡胶的加工性能和提高橡胶的力学性能，拓宽其应用领域，另外还因加工需要添加如硫磺，促进剂，防老剂，氧化性，硬脂酸极性助剂等。但是问题在于橡胶分子链一般为非极性的聚二烯烃材料，与大多数极性填料与助剂的相容性很差，填料，助剂自身相互作用大于填料与橡胶之间的作用力，依靠外部机械剪切作用很难将其均匀分散在橡胶基底中，极易形成尺寸大的团聚体，或者迁移产生喷霜现象，严重影响其加工与力学性能，目前一般采用偶联剂或对填料进行表面改性以改善填料的分散性。

很多橡胶工作者尝试了对填料进行改性或者表面修饰，以改善与橡胶的相容性和分散性，如改性石墨烯，改性纤维，改性聚酯等等。如专利申请号为CN201611023346.9(公告号为CN107868292A)的发明专利《一种改性高岭土顺丁橡胶复合材料及其制备方法》公开了将改性后的高岭土加入到顺丁橡胶中，使其具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨耗和抗疲劳等物理机械性能。但问题在于，这些方式过程一般都比较复杂，不同的补强剂需要选择不同的改性剂，而且复合后的橡胶稳定性取决于填料改性的程度，这在工业工艺上必然会导致操作难度和成本的增加。

也有不少学者通过对橡胶基体进行后改性，这会改变甚至破坏橡胶的主链结构，顺-1，4规整度下降，影响材料弹性，残留的改性物质和新产生的物质均难以去除，改性的不均匀性等都会导致材料影响材料性能，同时改性工艺复杂。而本发明的工作则是通过共聚合，从源头上直接制备改性的顺丁橡胶，提供一种与各种极性补强剂，助剂相容性俱佳的改性顺丁橡胶，使得橡胶纳米复合材料的制备变得简单、高效且可控。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种从聚合物源头上进行改性、能与填料具有优良相容性的改性顺丁橡胶。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述改性顺丁橡胶的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种相容性优良的复合材料。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种上述复合材料的制备方法。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种改性顺丁橡胶，其特征在于，按摩尔份数计，包括有以下原料：

按摩尔份数计，所述的极性单体包括有以下原料：

其中，所述的保护剂为烷基铝、氯化烷基铝、铝氧烷、烷基氢铝中的至少一种，所述的活化剂为烷基铝。