[发明专利]苯乙烯系热塑性弹性体的氢化方法

说明书

技术领域

本发明属于热塑性弹性体改性领域，具体是涉及一种通过N₂H₄·H₂O/H₂O₂/催化剂体系氢化苯乙烯系热塑性弹性体的方法。

背景技术

苯乙烯系热塑性弹性体，包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)，是一类多相聚合物，也是一类非常有用的热塑性弹性体，但因不饱和键存在，耐氧、耐臭氧，老化性能差。此不足可以通过加氢得以改善。弹性体加氢是弹性体改性的一种重要手段。它制备一系列具有独特结构和优良性能的弹性体和热塑性弹性体，与未氢化的聚合物相比较，氢化的弹性体除具有原有性能外，还具有良好的耐氧，耐热老化性能，以及耐侯稳定性，有优异的高温耐油介质性、低透气性和良好的加工性。不饱和弹性体的氢化可以通过催化加氢和非催化加氢方法完成。在催化氢化中，弹性体在两种类型催化剂即均相型或非均相型催化剂的存在下与氢气反应，因而催化剂的种类和性质、活性、选择性以及转化率、副反应、催化剂中毒，催化剂再生等问题都需要重点考虑，特别有强配位能力的官能团的聚合物，如-CN、-COOH、-NH₂、-OH、-X等，上述问题更敏感，若希望得到选择性氢化产物，催化体系和反应条件的选择尤为重要。而非催化氢化是通过对甲苯磺酰热分解产生偶氨使合成橡胶的双键加成来完成的。目前，对苯乙烯类弹性体的氢化都是采用溶液催化氢化。虽然弹性体的溶液氢化无论是催化氢化还是非催化氢化，能够获得较高的氢化度，但这种氢化工艺需要高压设备、氢气、贵金属催化剂和大量溶剂。由于弹性体在溶剂中的溶解度有限及加氢工艺对溶液粘度有一定限制，加上贵金属催化剂的回收不易彻底，高压加氢不安全及溶剂损失对环保的影响，都使这一加氢工艺实现起来有相当难度，并大大增加了生产成本，因此急需加以改进。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种通过N₂H₄/H₂O₂/催化剂体系氢化苯乙烯系热塑性弹性体的方法，无需采用高压设备加压氢气、贵金属催化剂和大量溶剂，可以得到氢化度85％以上，凝胶含量低于2％的产物，而且该方法具有制备工艺简单，过程稳定可靠，有利于保护环境及应用范围广等特点。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：

本发明的制备方法包括有①制备苯乙烯系热塑性弹性体胶乳和②用N₂H₄/H₂O₂/催化剂体系对苯乙烯系热塑性弹性体胶乳进行氢化两个过程；

具体制备过程如下：

①制备苯乙烯系热塑性弹性体胶乳

在苯乙烯系热塑性弹性体溶液中加入高分子乳化剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与蒸馏水后，高速搅拌使其乳化，待乳液稳定后，水浴加热70-80℃，蒸馏出乳液中的溶剂环己烷，得到苯乙烯系热塑性弹性体胶乳；

②用N₂H₄·H₂O/H₂O₂/催化剂体系对苯乙烯系热塑性弹性体胶乳进行氢化

往步骤①所得胶乳中加入N₂H₄·H₂O(水合肼)，再加入CuSO₄溶液作为催化剂，加热至55-60℃，开始滴加H₂O₂，滴加反应完之后再保温两小时，氢化后的乳液倒入丙酮中破乳凝聚得湿胶，湿胶用蒸馏水反复冲洗至中性，再放入到溶有防老剂264的溶剂中浸泡24小时，浸泡后的湿胶取出置于通风橱中挥发掉70％以上的溶剂，再放入50℃真空干燥箱干燥24小时即制得氢化后的苯乙烯系热塑性弹性体干胶；