[发明专利]一种饱和极性聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种饱和极性聚合物及其制备方法，属于改性技术领域。本发明将阴离子表面活性剂、金属离子盐和水混合，得到金属离子混合液；将所述金属离子混合液、非极性不饱和聚合物乳液、水合肼和双氧水混合，进行氢化还原改性，得到氢化还原改性产物；直接将所述氢化还原改性产物、丙烯腈单体和氧化还原引发体系混合，进行接枝聚合反应，得到所述饱和极性聚合物。本发明以水合肼/双氧水/金属离子盐作为催化体系，对非极性不饱和聚合物进行氢化还原改性；然后在氧化还原引发体系存在下使丙烯腈接枝聚合到聚合物分子链，乳液聚合的粘度低，热传递快和聚合速率高，可有效提高接枝效率，实现极性基团含量和饱和度连续可调。

技术领域

本发明涉及改性技术领域，尤其涉及一种饱和极性聚合物及其制备方法。

背景技术

目前，通常使用的高饱和极性聚合物材料为氢化丁腈橡胶(HNBR)，HNBR兼具耐老化性和耐油性，但是高昂的价格大大限制了其在橡胶制品中的广泛应用。而共轭二烯烃聚合物材料作为橡胶行业的主要原材料之一，综合性能优良，应用广泛，但其骨架中含有的化学性能活泼的不饱和碳碳双键(C＝C)，极易受到热、氧、臭氧等的攻击，使聚合物分子链发生老化而降解或交联，耐老化性差；并且共轭二烯烃聚合物材料的非极性特性，使其耐油性存在固有缺陷。通过对非极性的不饱和的共轭二烯烃类聚合物分子链进行化学改性，如氢化、接枝共聚等，将其主链中化学性质活泼的不饱和碳碳双键(C＝C)转变为具有极性基团的饱和结构，可在保持共轭二烯烃类聚合物材料原有的性能优良、成本低等优点的基础上，进一步提高材料的耐老化性和耐油性。

中国专利CN110527004A公开了通过巯基-烯点击化学法接枝改性天然橡胶胶乳，在其主链上引入极性基团来提高天然橡胶的耐油性；同时又通过对功能化天然橡胶进行溶液加氢，消除主链剩余不饱和双键，进一步提高其饱和度，制备了具有较好耐油性和力学性能优异的功能化天然橡胶，扩大了天然橡胶的应用领域和使用范围，但是仍然存在聚合物饱和度不佳的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种饱和极性聚合物及其制备方法。本发明制得的聚合物饱和度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种饱和极性聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将阴离子表面活性剂、金属离子盐和水混合，得到金属离子混合液；

将所述混合液、非极性不饱和聚合物乳液、水合肼和过氧化氢混合，进行氢化还原改性，得到氢化还原改性产物；

将所述氢化还原改性产物直接与丙烯腈单体和氧化还原引发体系混合，进行接枝聚合反应，得到所述极性聚合物。

优选地，所述非极性不饱和聚合物乳液中的非极性不饱和聚合物包括天然橡胶、异戊橡胶、苯乙烯-异戊二烯的无规共聚物、苯乙烯-异戊二烯的嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯的无规共聚物、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯的无规共聚物和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯的嵌段共聚物中的一种或多种。

优选地，所述金属离子盐包括硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸铁、氯化铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铝、氯化铝、氯化钕、硫酸钴、硫酸镉和硫酸镁中的一种或多种。

优选地，所述金属离子盐的物质的量与非极性不饱和聚合物乳液中的非极性不饱和聚合物的质量比为0.0001～0.01mmol：1g。

优选地，所述阴离子表面活性剂的质量为非极性不饱和聚合物乳液中的非极性不饱和聚合物质量的0.001～10％。

优选地，所述水合肼与非极性不饱和聚合物乳液中碳碳双键的摩尔比为1～10：1。

优选地，所述过氧化氢与水合肼的摩尔比为1～5：1。

优选地，以所述非极性不饱和聚合物乳液中的非极性不饱和聚合物的重量计，所述丙烯腈单体的用量为0.1～100phr。