[发明专利]用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂及制备方法。

背景技术

在欧盟轮胎标签法规实施后，“高速、环保、安全、节能”的高性能轮胎、 绿色轮胎受到世界关注。高性能轮胎要求橡胶原料不仅满足轮胎制造工艺的要 求，而且能够满足高速、安全、节能和环保的要求，从现有顺丁橡胶工业化产 品分析，稀土顺丁橡胶是满足要求的最佳胶种。稀土顺丁橡胶具有分子链结构 规整度高、长链支化度低、分子量分布可调、加工性能和硫化胶力学性能好等 特点。与广泛使用的镍系顺丁橡胶相比，稀土顺丁橡胶应用于轮胎，具有减少 轮胎滞后损失和内生热、降低滚动阻力，提高轮胎耐磨性和抗湿滑性，改善轮 胎胎冠胶老化崩花掉块，胎侧胶老化龟裂等现象，可以提高轮胎使用的耐久性 能和高速性能。我国是轮胎出口大国，迫切需要调整顺丁橡胶产品结构，提高 轮胎原料胶技术含量，才能在新的挑战和市场竞争环境下更好的发展。

高门尼(门尼粘度55-100)稀土顺丁橡胶在强度、定伸应力、伸长率等物理 机械性能等方面明显优于普通门尼(门尼粘度20-50)的稀土顺丁橡胶。此外， 高分子量(高门尼粘度)的稀土顺丁橡胶比其他分子量的产品在关键性能上更 胜一筹，如滚动阻力和耐磨耗能力等，因此高门尼(门尼粘度55-100)稀土顺丁 橡胶的前景非常广阔。

到目前为止，有关高门尼橡胶的报道是中国石化齐鲁股份有限公司申请号 为200310114681.6的专利提及门尼粘度25～100镍系顺丁橡胶的生产工艺， 该工艺中提到的主催化剂为镍，产品为镍系顺丁橡胶，与本项目稀土顺丁橡胶 不同；中科院长春应用化学研究所申请号为200910218093.4专利提及门尼粘 度50～105稀土异戊橡胶的催化剂及制法和用于异戊二烯聚合方法，该方法中 所用的聚合单体为异戊二烯，产品为异戊橡胶，此外，该方法所用的主催化剂 为三氟甲磺酸稀土配合物，与本项目不同；申请号US1996068156819960729 的美国专利中提及门尼粘度70～120苯乙烯-异戊二烯-丁二烯耦合橡胶的制备 方法，该方法中所用的聚合单体为苯乙烯-异戊二烯-丁二烯，与本项目不同； 对于高门尼稀土顺丁橡胶工艺研究方面的报道，未见国内外相同的文献述及。

发明内容

本发明的目的是研究满足欧盟新轮胎标签法规的高性能轮胎的原料 胶——高门尼稀土顺丁橡胶的合成工艺，以期制备出性能良好的催化剂。

为实现上述目的，本发明用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所 述催化剂是由有机稀土化合物、烷基铝、有机氯化物及分子量调节剂反应制得；

所述烷基铝与有机稀土化合物的摩尔比为5～45:1，所述有机氯化物与有机 稀土化合物的摩尔比为2～6:1，所述分子量调节剂与烷基铝的摩尔比为1～99:1。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述有机稀土 化合物优选为羧酸钕、羧酸镨或羧酸铈。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述羧酸钕优 选为含有羧基的有机酸钕化合物，所述羧酸镨优选为含有羧基的有机酸镨化合 物，所述羧酸铈优选为含有羧基的有机酸铈化合物。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述含有羧基 的有机酸钕化合物优选为新癸酸钕、环烷酸钕、异辛酸钕或己酸钕，所述含有 羧基的有机酸镨化合物优选为新癸酸镨、环烷酸镨、异辛酸镨或己酸镨，所述 含有羧基的有机酸铈化合物优选为新癸酸铈、环烷酸铈、异辛酸铈或己酸铈。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述烷基铝优 选为二烷基氢化铝。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述二烷基氢 化铝优选为二乙基氢化铝、二异丁基氢化铝中的至少一种。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述有机氯化 物优选为氯代烷基铝或氯代硅烷。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述氯代烷基 铝优选为二氯乙基铝、二氯异丁基铝或倍伴乙基铝，所述氯代硅烷优选为一氯 代硅烷、二氯代硅烷或三氯代硅烷。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述分子量调 节剂优选为三烷基铝。

本发明所述的用于制备高门尼稀土顺丁橡胶的催化剂，其中所述三烷基铝 优选为三甲基铝、三乙基铝或三异丁基铝。