[发明专利]一种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，更具体地说，涉及一种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法。

背景技术

随着对橡胶材料品种和性能等方面要求的不断提高，由丁二烯和异戊二烯共聚合成的丁二烯-异戊二烯共聚橡胶因具有优异的耐低温性能、耐磨性和低温滚动阻力低等性能引起了人们的广泛重视。

分子量是丁二烯和异戊二烯共聚物的重要参数，包括数均分子量(M_n)和和重均分子量(M_w)，其中，低分子量的丁二烯异戊二烯共聚物的数均分子量一般为1,000～120,000。同时，分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素，重均分子量和数均分子量之比(M_w/M_n)表征聚合物的分子量分布指数，M_w/M_n越小即分子量分布越窄。低分子量和窄分子量分布的丁二烯异戊二烯共聚物拉伸强度、断裂伸长率等力学性能较好，可以用做密封胶、胶黏剂、粘接剂和油漆涂料等。

现有技术中报道了多种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法，例如，《稀土催化合成橡胶文集》(科学出版社，1980)总结了稀土催化剂制备丁二烯异戊二烯共聚物的方法，但是并未提到制备低分子量的丁二烯异戊二烯共聚物。自由基聚合和阳离子聚合方法和磺酸稀土催化剂体系都可以制备低分子量的丁二烯异戊二烯共聚物，但是所制备的丁二烯异戊二烯共聚物的分子量分布较宽。在现有技术中，公开号为CN1599762A的中国专利报道了一种丁二烯和异戊二烯共聚物的制备方法，该方法采用共轭的二烯单体、稀土金属的有机磷酸盐、烷基化试剂和含有卤化烷基铝的卤素给体作为催化体系，将丁二烯和异戊二烯在催化体系的作用下反应，但是制备的丁二烯和异戊二烯共聚物的分子量较高、分子量分布较宽。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法，制备低分子量、窄分子量分布的丁二烯异戊二烯共聚物。

本发明提供一种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法，包括：

a)将反应单体和溶剂在催化剂的作用下反应，得到溶液A；

b)向所述溶液A中加入乙醇溶液，凝聚出丁二烯和异戊二烯共聚物；

所述反应单体为丁二烯和异戊二烯，

所述反应单体与催化剂的摩尔比为100～4000∶1，

所述催化剂的制备方法为：

将稀土化合物、丁二烯、异戊二烯和烷基铝混合进行反应，得到溶液B；

向溶液B中加入氯化物进行反应，得到催化剂。

优选的，所述烷基铝、氯化物、反应单体与稀土化合物的摩尔比为5～50∶1.0～3.0∶5～20∶1。

优选的，所述将稀土化合物、丁二烯、异戊二烯和烷基铝混合进行反应具体为：

将稀土化合物、丁二烯、异戊二烯和烷基铝混合，在30～60℃下反应5～10分钟。

优选的，所述向溶液B中加入氯化物进行反应具体为：

向溶液B中加入氯化物，在0～60℃下反应5～60分钟。

优选的，所述稀土化合物为新癸酸钕、环烷酸钕、异辛酸钕、稀土磷酸盐或稀土烷氧基化合物。

优选的，所述烷基铝为氢化二异丁基铝、氢化二乙基铝、三异丁基铝或氢化二烷基铝。

优选的，所述氯化物为氯化二异丁基铝、氯化二乙基铝、二氯二甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三氯甲基硅烷、四氯化硅、二氯二苯基硅烷或三氯硅烷。

优选的，所述溶剂为己烷、环己烷或庚烷。

优选的，还包括：

向溶液A中加入2，6-二叔丁基对甲基苯酚。

优选的，所述步骤a)的反应温度为0～50℃。

从上述的技术方案可以看出，本发明一种丁二烯异戊二烯共聚物的制备方法，将反应单体在催化剂的作用下反应，得到溶液A；向溶液A中加入乙醇溶液，凝聚出丁二烯和异戊二烯共聚物；反应单体与催化剂的摩尔比为100～4000∶1。本发明通过控制反应单体和催化剂的摩尔比控制丁二烯异戊二烯共聚物的分子量和分子量分布，并通过乙醇中的羟基来结束聚合反应。实验结果表明，本发明制备的丁二烯异戊二烯共聚物具有低分子量、窄分子量分布，其中，丁二烯异戊二烯共聚物的分子量为1,000～120,000，M_w/M_n为1.1～2.0。

附图说明