一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料及其制备方法与流程

文档序号:31934169发布日期:2022-10-26 01:17阅读:148来源:国知局
一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料及其制备方法与流程

1.本发明属于橡胶补强材料技术领域,具体涉及一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料及其制备方法。


背景技术:

2.高模量的间规立构1,2-聚丁二烯树脂被广泛的应用于橡胶补强领域,现有技术中,其一般通过密炼机混炼或液相共混的方式应用于橡胶中。
3.1、由于间规立构1,2-聚丁二烯树脂的熔融温度为130℃-210℃,因此在常规的密炼机、开炼机里加工时,往往需要将密炼温度调节至130℃以上,才能确保在密炼机腔体里经高温剪切作用的间规立构1,2-聚丁二烯树脂在橡胶中分散均匀。高温混炼不仅能耗高,腔体里的高温剪切作用还会将树脂热氧降解为小分子,使其补强作用明显降低;另外,侧链上丰富的双键也极易在高温下氧化、交联,使其结构被破坏,失去了其作为补强材料的意义。
4.2、液相共混的方式是将间规立构1,2-聚丁二烯树脂与橡胶共同溶解在65℃-80℃下的有机溶剂中,在液相中混合均匀后共絮凝得到混合均匀的共混物。液相制备的方式有效的避免了热氧老化的问题,但由于树脂和橡胶溶解在有机溶剂中时粘度极大,因此需要将树脂和橡胶的质量分数严格控制在体系的15%以下,否则胶液会因为粘度过大而无法进行有效混合。
5.同时,树脂与橡胶的质量比例也会受到限制,如果混合材料中树脂的比例高于20%,则会因为混合材料中结晶相含量过高而导致材料失去弹性;体系的搅拌扭矩大、共混效率低、溶剂回收困难等问题导致了其生产成本高、效率低,难以实现大规模生产。


技术实现要素:

6.为了解决所述现有技术的不足,本发明提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物来对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行液偶联剂改性,不仅可使间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶两相结合的效果更好,从而突破树脂在橡胶基体中的质量比例限制,解决了液相共混的高成本、低效率问题,而且可有效的降低树脂的结晶度,从而改善材料的加工性能和力学性能。另外,该补强材料在经过偶联剂改性后,不需要使用高温来进行混炼,解决了现有技术中间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶高温混炼而导致的热降解和加工性能差问题,不仅可有效的控制生产成本,而且可有效的保护材料的结构,从而保证材料的补强作用。
7.本发明还提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,不仅可有效的控制生产成本、提高生产效率,而且可有效的改善材料的加工性能和力学性能,致使制备而成的材料具有良好的补强作用。
8.本发明所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现:
本发明中间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;所述过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化十二酰中的一种或几种。
9.作为其中的一种优选方案,所述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为(10-50):(50-90)。
10.作为其中的一种优选方案,所述间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
11.作为其中的一种优选方案,所述过氧化物的质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%-15%。
12.本发明中间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将预计质量的间规立构1,2-聚丁二烯树脂、顺丁橡胶和过氧化物分别用有机溶剂配制为相应的分散液;s02,在惰性气体保护下,将各分散液加入至容器中,在预设的温度条件下,搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应一段时间后,加入防老剂,继续搅拌,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发一段时间,再放入真空烘箱中烘干至恒重。
13.作为其中的一种优选方案,在步骤s01中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂用有机溶剂配制成树脂分散液的浓度为5wt%-15wt%;顺丁橡胶用有机溶剂配制成橡胶分散液的浓度为5wt%-15wt%;过氧化物用有机溶剂配制成过氧化物分散液的浓度为5wt%-15wt%。
14.作为其中的一种优选方案,在步骤s01中,有机溶剂为甲苯溶液、环己烷溶液、环己酮溶液、甲醇溶液、乙醇溶液、丙酮溶液、苯酚溶液中的一种或几种。
15.作为其中的一种优选方案,在步骤s02中,首先将树脂分散液和/或橡胶分散液加入容器中,随后再将其余的分散液逐滴加入至容器中。
16.作为其中的一种优选方案,在步骤s02中,预设的温度为50℃-75℃,搅拌混合的速率为300 r/min
ꢀ‑
450r/min。
17.作为其中的一种优选方案,在步骤s03中,偶联反应的时间4h-6h,加入防老剂,继续搅拌的时间为15min-20min。
18.作为其中的一种优选方案,在步骤s05中,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h-15h,再放入真空烘箱中,以40℃-60℃烘干至恒重。
19.综上所述,本发明至少具有以下有益之处:1、本发明的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物来对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性,不仅可使间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶两相结合的效果更好,从而突破树脂在橡胶基体中的质量比例限制,解决了液相共混的高成本、低效率问题,而且可有效的降低树脂的结晶度,从而改善材料的加工性能和力学性能。
20.2、本发明的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,在偶联剂改性后,不需要使用高温来进行混炼,解决了现有技术中间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶高温混炼而导致的热降解和加工性能差问题,不仅可有效的控制生产成本,而且可有效的保护材料的结构,从而保证材料的补强作用。
21.3、本发明的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,不仅可有效的控制生产成本、提高生产效率,而且可有效的改善材料的加工性能和力学性能,致使制备而成的材料具有良好的补强作用。
具体实施方式
22.第一方面,本发明提供一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成,优选地,过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化十二酰中的一种或几种,可根据实际的需要进行选择;进一步地,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为(10-50):(50-90),过氧化物的质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%-15%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
23.1,3-丁二烯的均聚物自诞生之日起就受到了广泛的关注,其通过使用不同的催化剂类型和不同的聚合工艺控制,可以进行1,2加成聚合和1,4加成聚合,其中1,4加成聚合产物有顺式和反式两种异构体,1,2加成聚合产物有间规、全同、无规三种立构聚合物。其中,由于间规立构1,2-聚丁二烯通过调节催化体系和聚合方法可以对乙烯基含量、间规度、结晶度和熔点进行有效调节,使其可以同时拥有塑料和橡胶的特性,因此,间规立构1,2-聚丁二烯既能作为热塑性弹性体或橡胶单独使用,又能与天然橡胶或合成橡胶共混交联使用。顺丁橡胶是顺式1,4-聚丁二烯橡胶,与天然橡胶和丁苯橡胶相比,具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点;主要缺点是抗湿滑性差、撕裂强度和拉伸强度低、冷流性大、加工性能稍差,因此必须和其他胶种并用。
24.本发明的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物来对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性,不仅可使间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶两相结合的效果更好,增强了复合材料的力学性能,突破树脂在橡胶基体中的质量比例限制,解决了液相共混的高成本、低效率问题,而且可有效的降低树脂的结晶度,从而改善材料的加工性能。另外,当补强材料应用于橡胶中时,密炼机60℃-90℃下即可对其进行加工,不需要使用高温来进行混炼,解决了高温混炼导致的热降解和加工性能差问题,不仅可有效的控制生产成本,而且可有效的保护材料的结构,从而保证材料的补强作用。
25.第二方面,本发明还提供了上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将预计质量的间规立构1,2-聚丁二烯树脂、顺丁橡胶和过氧化物分别用有机溶剂配制为相应的分散液;s02,在惰性气体保护下,将各分散液加入至容器中,在预设的温度条件下,搅拌混合,引发偶联反应;
s03,偶联反应一段时间后,加入防老剂,继续搅拌,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发一段时间,再放入真空烘箱中烘干至恒重。
26.进一步地,在步骤s01中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂用有机溶剂配制成树脂分散液的浓度为5wt%-15wt%;顺丁橡胶用有机溶剂配制成橡胶分散液的浓度为5wt%-15wt%;过氧化物用有机溶剂配制成过氧化物分散液的浓度为5wt%-15wt%。有机溶剂为甲苯溶液、环己烷溶液、环己酮溶液、甲醇溶液、乙醇溶液、丙酮溶液、苯酚溶液中的一种或几种。
27.在步骤s02中,在步骤s02中,首先将树脂分散液和/或橡胶分散液加入容器中,随后再将其余的分散液逐滴加入至容器中;即,可以通过以下方式将分散液加入容器中:(1)、首先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中;(2)、首先将树脂分散液加入容器中,随后再将橡胶分散液和过氧化物分散液的混合液逐滴加入至盛有树脂分散液的容器中;(3)、首先将橡胶分散液加入容器中,随后再将树脂分散液和过氧化物分散液的混合液逐滴加入至盛有橡胶分散液的容器中。
28.优选地,在步骤s02中,预设的温度为50℃-75℃,搅拌混合的速率为300 r/min
ꢀ‑
450r/min。
29.在步骤s03中,偶联反应的时间4h-6h,加入防老剂,继续搅拌的时间为15min-20min;优选地,防老剂为防老剂264、防老剂rd、防老剂6ppd中的一种或几种。在步骤s05中,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h-15h,再放入真空烘箱中,以40℃-60℃烘干至恒重。
30.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
31.实施例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
32.实施例1:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
33.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随
后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料1。
34.实施例2:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为10:90,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
35.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将10.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,94.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料2。
36.实施例3:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为30:70,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
37.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将31.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,73.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;
s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料3。
38.实施例4:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为40:60,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
39.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将42g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,63g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料4。
40.实施例5:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的7.5%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
41.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,7.875g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料5。
42.实施例6:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的15%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
43.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,15.75g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料6。
44.实施例7:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
45.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为5wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为5wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料7。
46.实施例8:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其
中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
47.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为10wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为10wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料8。
48.实施例9:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
49.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为15wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料9。
50.实施例10:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
51.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液加入容器中,随后再将橡胶分散液和过氧化物分散液的混合液逐滴加入至盛有树脂分散液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料10。
52.实施例11:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
53.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将橡胶分散液加入容器中,随后再将树脂分散液和过氧化物分散液的混合液逐滴加入至盛有橡胶分散液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料11。
54.实施例12:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
55.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散
液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在50℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料12。
56.实施例13:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
57.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在60℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料13。
58.实施例14:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化苯甲酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
59.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化苯甲酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随
后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在70℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料14。
60.实施例15:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化叔戊酸叔丁酯,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
61.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化叔戊酸叔丁酯用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料15。
62.实施例16:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化二碳酸二异丙酯,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
63.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化二碳酸二异丙酯用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;
s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料16。
64.实施例17:本实施例提供了一种间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料,利用过氧化物对液相共混的间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行偶联剂改性而成;其中,间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶的质量比为50:50,过氧化物为过氧化十二酰,其质量为间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶质量总和的1%;间规立构1,2-聚丁二烯树脂的重均分子量为1.6
×
105,分子量分布为2.5。
65.上述间规立构1,2-聚丁二烯树脂与顺丁橡胶改性补强材料的制备方法,包括以下步骤:s01,将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂用甲苯溶液配制为15wt%的树脂分散液,52.5g的顺丁橡胶用甲苯溶液配制为15wt%的橡胶分散液,1.05g的过氧化十二酰用甲苯配制为5wt%的过氧化物分散液;s02,在惰性气体保护下,先将树脂分散液和橡胶分散液的混合液加入容器中,随后再将过氧化物分散液逐滴加入至盛有混合液的容器中,在75℃下,以300r/min的速率搅拌混合,引发偶联反应;s03,偶联反应4h后,加入防老剂264,继续搅拌15min,制得混合胶液;s04,将混合胶液用乙醇进行絮凝;s05,絮凝完成后,在通风橱中将溶剂挥发10h,再放入真空烘箱中,以40℃烘干至恒重,得到改性补强材料17。
66.对比例1:将52.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与52.5g的顺丁橡胶置于密炼机腔体内进行混炼,混炼时间为3min,排胶温度为135℃,制得对比胶料1。
67.对比例2:将10.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与94.5g的顺丁橡胶置于密炼机腔体内进行混炼,混炼时间为3min,排胶温度为135℃,制得对比胶料2。
68.对比例3:将31.5g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与73.5g的顺丁橡胶置于密炼机腔体内进行混炼,混炼时间为3min,排胶温度为135℃,制得对比胶料3。
69.对比例4:将42g的间规立构1,2-聚丁二烯树脂与63g的顺丁橡胶置于密炼机腔体内进行混炼,混炼时间为3min,排胶温度为135℃,制得对比胶料4。
70.试验例:将实施例1-14和对比例1-4中所制得的胶料作为树脂补强母炼胶,按以下配方及方法进行加工:s11,将20份所得胶料、40份顺丁橡胶和40份天然橡胶一起放入密炼机腔体内,进行塑炼;排胶温度为70℃,塑炼时间为1min,得到一段母炼胶。
71.s12,将上述制得的一段母炼胶与50份炭黑、4份氧化锌、2份硬脂酸、2份防老剂
4010na和15份芳烃油放入密炼机腔体内,进行混炼;排胶温度为80℃,混炼时间为2min,得到二段母炼胶。
72.s13,将二段母炼胶、1.5份硫磺和1份促进剂cz放入密炼机腔体内,进行混炼;排胶温度为90℃,混炼时间为2min。得到最终混炼胶。
73.s14,对最终混炼胶进行硫化后,制得硫化胶;硫化温度为150℃,压力为10mpa。
74.对采用上述工艺所制得的硫化胶进行力学性能测试,测得各胶料的硬度、100%定伸、300%定伸、拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度参数如表1所示:表1 各胶料的力学性能参数表由表1中实施例1-4的参数可知,随着间规立构1,2-聚丁二烯树脂比例的升高,硫化胶的硬度、100%定伸、300%定伸、拉伸强度和撕裂强度均有提高,而断裂伸长率的变化不大,而对比例1-4中间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶的比例在(40:60)-(50:50)时,即对比例1和4,由于复合材料中树脂含量过高,两相结合性差,因此并未起到有效的补强作用,材料的各项力学性能均比对应比例的实施例差;间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶的比例在(10:90)-(30:70)时,即对比例2和3,虽然能有效混合起到一定的补强作用,但
是由于135℃的高温混炼加工方式导致了间规立构1,2-聚丁二烯树脂的热氧老化,因此实际的补强效果有限,材料的各项力学性能同样均比对应比例的实施例差。由此可见,本发明中利用过氧化物来对间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行液相偶联改性制备而成的改性补强材料,相较于现有技术中的液相共混工艺而言,可使间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶两相结合的效果更好,有效混入了更高比例的间规立构1,2-聚丁二烯树脂,提升了补强效应,具备更好的力学性能,从而突破树脂在橡胶基体中的质量比例限制,解决液相共混高成本、低效率的问题。
75.实施例1-17中各项参数与对比例1-4中各项参数的对比可知,本发明中利用过氧化物来对间规立构1,2-聚丁二烯树脂和顺丁橡胶进行液相偶联改性制备而成的改性补强材料,具有良好的力学性能;由于实施例1-17中间规立构1,2-聚丁二烯树脂顺丁橡胶复合材料在液相制备过程中已经完成有效的混合均匀,在开密炼加工阶段,在常规的70℃-90℃加工温度下就能完成加工,因此相较于对比例1-4中高温混炼下,135℃的排胶温度而言,可有效的降低间规立构1,2-聚丁二烯树脂补强顺丁橡胶加工的温度,不仅可有效的控制生产成本,而且可有效的保护材料的结构,保证材料的补强作用,可很好的解决高温混炼导致的热降解和加工性能差问题。
76.虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的,但是,熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此,所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
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