羟基功能化聚乙烯及其制备方法_2

文档序号:9857874阅读:来源:国知局
[0033]质量浓度为10g/L-100g/L的顺丁橡胶与环氧化试剂在反应介质中环氧化反应制 备得到环氧化顺丁橡胶;
[0034] 所述的环氧化试剂与顺丁橡胶中丁二烯结构单元摩尔比为1%-40%;所述的反应 温度为〇°C到80°C之间;所述的反应时间为30分钟到12小时之间;
[0035] 2)环氧化顺丁橡胶氧化裂解反应制备高顺式_1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液 体橡胶;
[0036]环氧化顺丁橡胶在氧化裂解试剂作用下在反应介质中反应得到高顺式-1,4含量 环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶;
[0037]所述的环氧化顺丁橡胶浓度为10g/L-100g/L,环氧化顺丁橡胶环氧率为1%-40%;所述的反应温度为10°C到60°C之间,所述的反应时间为10分钟到3小时之间;
[0038] 3)高顺式-1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶还原制备多羟基聚丁二烯液 体橡胶;
[0039] 高顺式_1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶在反应介质和还原剂存在下还 原制备得到多羟基聚丁二烯液体橡胶;
[0040] 所述的高顺式_1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶的数均分子量为1000_ 15000g/mol,顺式-1,4含量大于90.0%,环氧率可在1-30%之间调节,分子量分布为1.2-3.0;所述的反应温度为80°C到150°C之间;所述的反应时间为1小时到20小时之间。
[0041] 所述步骤1)中的顺丁橡胶为镍系顺丁橡胶、钴系顺丁橡胶或稀土系顺丁橡胶;所 述的反应介质为二氯甲烷、氯仿、C6-C8烷烃、抽余油、苯、甲苯、邻二甲苯、氯苯、二氯苯、三 氯苯、四氢呋喃中的一种或多种;所述环氧化试剂为过氧酸、金属氧化剂催化剂/氧化剂或 金属配合物催化剂/氧化剂,其中所述的过氧酸为过氧甲酸、过氧乙酸、三氟过氧乙酸、过氧 苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或单过氧邻苯二甲酸,所述的金属氧化物催化剂为甲基三氧铼、三 氧化钼或乙酰丙酮氧钒,所述的金属配合物催化剂为(lS,2S)-( + )-[l,2-环己烷二胺氮-N, N 双(3,5-二叔丁基亚水杨基)]氯化锰(III ),所述的氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化 氢、亚碘酰苯或次氯酸钠。
[0042] 所述步骤2)中的反应介质为二氯甲烷、氯仿、C6-C8烷烃、抽余油、苯、甲苯、邻二甲 苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、四氢咲喃中的一种或多种;所述的氧化裂解试剂为高氯酸、高溴 酸、高碘酸或高碘酸钠。
[0043]所述步骤3)中的反应介质为苯、甲苯、邻二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯中的一种或 多种;所述还原剂为二氢双(2-甲氧乙氧基)铝酸钠或氢化铝锂。
[0044]所述的环氧化反应介质包括二氯甲烷、氯仿、C6-C8烷烃、抽余油、苯、甲苯、邻二甲 苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、四氢呋喃中的一种或混合溶剂。所述的环氧化反应介质优选为二 氯甲烷,正己烷,环己烷,四氢呋喃,甲苯,抽余油。所述的顺丁橡胶浓度为10g/L-100g/L,优 选为30g/L-80g/L。所述的环氧化试剂包括过氧酸,金属氧化剂催化剂/氧化剂,金属配合物 催化剂/氧化剂,优选为间氯过氧苯甲酸,三氧化钼/叔丁基过氧化氢,(lS,2S)-( + )-[l,2-环己烷二胺氮-N,N ' -双(3,5-二叔丁基亚水杨基)]氯化锰(III) /亚碘酰苯。所述的反应温 度为0 °C到80 °C之间,优选为20 °C到50 °C之间。所述的反应时间为1小时到12小时之间,优选 为1小时到3小时之间。
[0045]所述的裂解反应介质包括二氯甲烷、氯仿、C6-C8烷烃、抽余油、苯、甲苯、邻二甲 苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、四氢呋喃中的一种或混合溶剂,优选为二氯甲烷,正己烷,环己 烷,四氢呋喃,甲苯,抽余油;所述的环氧化顺丁橡胶浓度为10g/L-100g/L,优选为30g/L-80g/L;所述的氧化裂解试剂包括高氯酸,高溴酸,高碘酸,高碘酸钠,优选为高碘酸;所述的 氧化裂解试剂与环氧基团摩尔比为1:2~1:15;所述的反应温度为0°C到80°C之间,优选为 20°C到50°C之间。所述的反应时间为10分钟到3小时之间,优选为半小时到2小时之间。
[0046]所述的高顺式-1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶还原制备多羟基聚丁二 烯液体橡胶,高顺式-1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体在反应介质中完全溶解,在一定 温度下,加入还原剂进行还原反应。所述的反应介质包括苯、甲苯、邻二甲苯、氯苯、二氯苯、 三氯苯中的一种或混合溶剂,优选为甲苯、邻二甲苯、三氯苯;所述的还原剂包括二氢双(2-甲氧乙氧基)铝酸钠或氢化铝锂,优选为二氢双(2-甲氧乙氧基)铝酸钠;所述的反应温度为 80°C到150°C之间,优选为80°C到120 °C之间;所述的反应时间为1小时到20小时之间,优选 为2小时到10小时之间。
[0047]所述的多羟基聚丁二烯液体橡胶的数均分子量可在1000-15000g/mol之间调节, 分子量分布为1.2-3.0之间,顺式-1,4含量大于90%,玻璃化转变温度为-100~-80°C,羟基 官能度为5~30之间,羟基分布于聚丁二烯分子链首尾两端及分子链内。
[0048] 怒其Xh能仆.葆7,棵的南丨1么卞 站加下F5命忒靳完.
[0049]
[0050] 其中,0<a<28;
[0051] 当a = 0时,上式为遥爪型羟基功能化聚乙稀;
[0052] 当a>0时,上式为多羟基功能化聚乙稀。
[0053]以下以具体的实施例来描述本发明由高顺式端羟基聚丁二烯或多羟基聚丁二烯 经加氢反应制备得到羟基功能化聚乙烯的过程,但是它们不应视为限定本发明的范围。 [0054]高顺式端羟基聚丁二烯的制备:(1)顺丁橡胶环氧化反应制备环氧化顺丁橡胶, (2)环氧化顺丁橡胶氧化裂解反应制备高顺式-1,4含量端醛基聚丁二烯液体橡胶,(3)高顺 式-1,4含量端醛基聚丁二烯液体橡胶还原制备高顺式-1,4含量端羟基聚丁二烯液体橡胶。 具体制备方法可参照CN201410377717.8。所述的高顺式端羟基聚丁二烯的顺式_1,4含量为 95.0-99.0 %,数均分子量为2000-10000g/mol,分子量分布为1.2-3.0,羟基官能度为1.9-2.2。
[0055]多羟基聚丁二烯的制备:(1)顺丁橡胶环氧化反应制备环氧化顺丁橡胶,(2)高顺 式_1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶,(3)高顺式_1,4含量环氧化端醛基聚丁二烯 液体橡胶还原制备多羟基聚丁二烯液体橡胶。所述的多羟基聚丁二烯液体橡胶的数均分子 量可在1000-15000g/mol之间调节,分子量分布为1.2-3.0之间,顺式-1,4含量大于90 %,玻 璃化转变温度为-100~-80°C,羟基官能度为5~30之间,羟基分布于聚丁二烯分子链首尾 两端及分子链内。
[0056] 羟基功能化聚乙烯的制备:在压力反应釜内,加入高顺式端羟基聚丁二烯或多轻 基聚丁二烯溶液,加入加氢催化剂,加热至反应温度,通入氢气或者保持惰性气体氛围以维 持恒定压力,加氢反应结束后经沉淀、分离、纯化和干燥即可获得羟基功能化聚乙烯。
[0057] 实施例1
[0058] 高顺式端羟基聚丁二烯的制备:
[0059] 取镍系顺丁橡胶(BR 9000)5.00g,完全溶解于100mL四氢呋喃中,橡胶浓度为50g/ L,恒温至30°C,剧烈搅拌下加入间氯过氧苯甲酸,间氯过氧苯甲酸用量为镍系顺丁橡胶(BR 9000)中丁二烯结构单元6 %,反应时间为6小时,产物用大量乙醇沉淀并真空干燥。产物经 咕匪1?表征得环氧率为6%。
[0060] 取上述环氧化顺丁橡胶4.00g,完全溶解于100mL四氢呋喃中,橡胶浓度为40g/L, 恒温至30°C,剧烈搅拌下加入高碘酸,高碘酸与环氧基团摩尔比为1:1,反应30分钟。产物过 滤可得高顺式-1,4含量端醛基聚丁二烯液体橡胶。
[0061 ]取上述高顺式-1,4含量端醛基聚丁二烯液体橡胶3.00g,完全溶解于四氢呋喃中, 恒温至30°C,加入0.21g硼氢化钠,反应8小时,加入少量水。产物过滤可得高顺式-1,4含量 端羟基聚丁二烯液体橡胶,经GPC表征得数均分子量为2000g/mo 1,分子量分布为1.8,经1Η NMR和13C NMR表征得微观结构为顺式-1,4含量为95%,羟基官能度为2.0。
[0062] 羟基功能化聚乙烯的制备:
[0063] 取上述高顺式端羟基聚丁二烯2.0g,将高顺式端羟基聚丁二烯溶液转移入压力反 应釜内,加入Rh(PPh3)3Cl,保持氩气氛围,加热至100°C,通入氢气,保持压力为0.7MPa,反应 35小时。反应结束后,经冷却、沉淀、分离、纯化和干燥获得遥爪型羟基功能化聚乙烯。
[0064] 实施例2
[0065] 高顺式端羟基聚丁二烯制备过程同实施例1
[0066] 取2.0g高顺式端羟基聚丁二烯,顺式-1,4含量为95%,羟基官能度为2.0,数均分 子量为5000g/mol,分子量分布为1.6。加入50mL环己烧,将高顺式端羟基聚丁二稀溶液转移 入压力反应釜内,加入环烷酸镍-三异丁基铝,保持氩气氛围,加热至50°C,通入氢气,保持 压力为0.5MPa,反应4小时。反应结束后,经冷却、沉淀、分离、纯化和干燥获得遥爪型羟基功 能化聚乙稀。
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