[发明专利]一种聚异戊二烯及其制备方法和硫化胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚异戊二烯及其制备方法和硫化胶。具体地，涉及一种以聚丁二烯低聚物为结构改性剂的聚异戊二烯的制备方法，和该方法制得的聚异戊二烯，以及该聚异戊二烯的硫化胶。

背景技术

异戊橡胶（IR）即顺式1,4-聚异戊二烯橡胶，因其分子结构与天然橡胶（NR）相同，故俗称合成天然橡胶。IR与NR一样，综合性能好，未硫化胶料在撕裂强度、滞后现象和拉伸强度方面，尤其是在高温下（100℃）的拉伸强度以及自粘性等方面均优于顺丁橡胶和丁苯橡胶。IR可代替NR应用，广泛应用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋等橡胶制品，是合成橡胶中综合性能最好的胶种之一。IR可以单独使用，也可以与NR和其他通用橡胶并用。大约60%的IR用于制造轮胎，大约40%的IR用来制作帘布胶、输送带、密封垫、胶管、胶板、胶带、胶丝、海绵、胶粘剂、电线电缆、运动器械、医疗用具和胶鞋等。

Ln-IR是采用镧系稀土催化体系生产的聚异戊二烯。该聚异戊二烯可以有较高含量的顺式1,4-异戊二烯结构，不含凝胶和低聚物。该聚异戊二烯的平均分子量大，分布窄，硫化加工时间短，具有很高的物理机械性能和良好的加工性能，粘接性能不亚于NR。但是现有技术获得的Ln-IR仍然存在聚异戊二烯产品中顺式1,4-结构的含量比理想的数值偏低，胶液的粘度偏高，门尼粘度偏低等问题。这就造成镧系稀土催化体系合成的异戊橡胶与天然橡胶在性能上相比还有一定的差距，尤其是其顺式1,4-结构含量、聚合反应胶液粘度、生胶门尼粘度等性能指标还有待改善。

CN1705687A公开了一种合成支化聚异戊二烯的方法，该方法包括在异戊二烯聚合反应后，催化剂体系和包括或不包括有机路易斯酸的至少一种支化剂进行阳离子反应，其中所述支化剂为卤化金属化合物或卤化有机金属化合物。

US2001029278A1公开了一种制备支化二烯烃聚合物的方法，该方法包括在分子式为P(Me)_n的阳离子聚合引发剂存在下，将至少一种选自由C4-C12的共轭二烯烃单体和二烯烃单体组成的组的单体与C8-C20的单乙烯基芳烃单体进行阳离子聚合，其中，P表示有共价键碱金属原子的金属化的颗粒。

但上述现有技术仍不能获得分子量分布及聚合物粘度合适的聚异戊二烯，因此，需要提供一种改善聚异戊二烯性能的新方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种聚异戊二烯及其制备方法和硫化胶，以改善聚异戊二烯的粘度和分子量分布。

为了实现上述目的，本发明提供一种聚异戊二烯的制备方法，该方法包括：在烯烃聚合催化剂、聚丁二烯低聚物和聚合溶剂存在下，将异戊二烯单体进行聚合反应。

本发明还提供了由本发明提供的制备方法制得的聚异戊二烯。

本发明还提供了一种硫化胶，该硫化胶通过将本发明提供的聚异戊二烯、填料、硫化剂、促进剂和防老剂经过混炼和硫化后得到；以100重量份所述聚异戊二烯为基准，填料为20-100重量份，硫化剂为0.5-2.5重量份，促进剂为1-4重量份，防老剂为1-3重量份。

本发明提供的方法可以获得分子量分布宽，胶液粘度降低的聚异戊二烯。例如实施例1，加入聚丁二烯低聚物A，聚合得到的聚异戊二烯的胶液粘度为0.199Pa·s。对比例1中没有加入聚丁二烯低聚物，得到的聚异戊二烯的胶液粘度为0.231Pa·s。例如实施例5，加入聚丁二烯低聚物A得到的聚异戊二烯其分子量分布为4.07。对比例1中没有加入聚丁二烯低聚物，得到的聚异戊二烯其分子量分布为3.16。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种聚异戊二烯的制备方法，该方法包括：在烯烃聚合催化剂、聚丁二烯低聚物和聚合溶剂存在下，将异戊二烯单体进行聚合反应。

本发明中，在异戊二烯聚合过程中，加入聚丁二烯低聚物作为结构改性剂，在稀土钕系催化剂催化作用下可以聚合制备含有支链结构的聚异戊二烯。

根据本发明，所述聚丁二烯低聚物可以为液态，作为结构改性剂加入异戊二烯的聚合反应中。所述聚丁二烯低聚物可以改善聚异戊二烯的性能，含有支链结构即可。优选情况下，所述聚丁二烯低聚物的数均分子量可以为1000-30000，以所述聚丁二烯的总重量为基准，所述聚丁二烯低聚物中1,2-结构单元的含量可以为10-85重量%。