[发明专利]一种酮类化合物改性丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶及其制备方法和硫化橡胶

说明书

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种酮类化合物改性丁二烯‑异戊二烯共聚物橡胶及其制备方法和硫化橡胶。本发明提供的改性丁二烯‑异戊二烯共聚物橡胶由丁二烯单体、异戊二烯单体和烷基铝改性酮类化合物在稀土催化剂存在下反应制成。本发明通过将烷基铝改性酮类化合物原位加到丁二烯‑异戊二烯聚合反应体系中，使酮类化合物与丁二烯‑异戊二烯共聚物以分子形式结合，均匀分散，从而显著提升了丁二烯‑异戊二烯共聚物橡胶的力学性能，使其表现出较高的强度和定伸应力。此外，本发明提供的改性丁二烯‑异戊二烯共聚物橡胶的制备过程也较为简单，十分适合大规模生产，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种酮类化合物改性丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶及其制备方法和硫化橡胶。

背景技术

橡胶作为一种基本的应用材料在汽车、建筑、机械、电气等领域发挥着不可或缺的作用，是一种极其重要的战略资源。按来源分类，橡胶可以分为两类：一类是以煤、石油、天然气等作原料，采用化学方法制成的合成橡胶；另一类是从含胶植物如橡胶树、橡胶藤、橡胶草等当中提取出的天然橡胶。

丁异戊橡胶(丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶)是合成橡胶中的一种，因其兼顾了顺丁橡胶和异戊橡胶的性能，并且还具有很强的耐寒性，因而越来越受到人们的关注。相关产品主要应用在桥梁/隧道伸缩缝、减震/缓冲制品、液压/气动密封制品、石油开采、高铁轴承等领域，但在极端条件下会出现强度不足，力学性能不够的问题，使用范围受到了一定限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种酮类化合物改性丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶及其制备方法和硫化橡胶，本发明提供的改性丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶具有高强度和高定伸应力，且制备简单，利用大规模生产。

本发明提供了一种酮类化合物改性丁二烯-异戊二烯共聚物橡胶，由丁二烯单体、异戊二烯单体和烷基铝改性酮类化合物在稀土催化剂存在下反应制成；

所述烷基铝改性酮类化合物由烷基铝和酮类化合物混合制成；

所述烷基铝为三异丁基铝、氢化二异丁基铝、二乙基氢化铝、三辛基铝、三乙基铝、一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝和倍半乙基铝中的一种或多种；

所述酮类化合物为以下通式化合物中的一种或多种：C_(n-1)H_(2n-3)NO，n≥6；C_(n+3)H_(2n+2)O，n≥6；C_nH_2nN₂O，n≥5；C_nH_(2n-1)NO₂，n≥5；C_nH_(2n-8)O₂，n≥29。

优选的，所述酮类化合物为2-哌啶酮、异佛尔酮、4-氨基-2-哌啶酮、4-羟基-2-哌啶酮和DL-α-生育酚中的一种或多种。

优选的，所述烷基铝和酮类化合物的摩尔比为(1～10)：1。

优选的，所述烷基铝改性酮类化合物的用量占丁二烯单体和异戊二烯单体合计质量的0.5～3wt％。

优选的，所述稀土催化剂由稀土化合物、有机铝化合物和氯化物在溶剂中混合制成；

所述稀土化合物为稀土羧酸盐、稀土酸性膦酸盐、烷氧基稀土、氯化稀土给电子体配合物和磺酸稀土给电子体配合物中的一种或多种；

所述有机铝化合物为三烷基铝和/或烷基氢化铝；

所述氯化物为一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝、倍半乙基铝、叔丁基氯、苄基氯、烯丙基氯、氯代甲基硅烷和四氯化硅中的一种或多种。