[发明专利]一种2;3-二甲基-1;3-丁二烯基嵌段共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯基嵌段共聚物及其制备方法，属于聚合物合成技术领域。本发明提供的2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯基嵌段共聚物，该嵌段共聚物是由2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯与其它共轭双烯构成的，该嵌段共聚物中聚(2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯)结构单元的顺式‑1,4立构规整度≥95％。本发明提供的2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯基嵌段共聚物的制备方法，采用“包含稀土化合物、有机硼盐、有机铝化合物和/或有机锂”的催化剂组合物能够使2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯单体与2‑取代‑1,3丁二烯单体聚合成功制备得到高顺‑1,4立构规整的2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯基嵌段共聚物。

技术领域

本发明涉及聚合物合成技术领域，具体涉及一种2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

在轮胎制造领域中，尤其在轮胎胎面胶的配方中，为了使轮胎的滚动阻力、干湿附着力和耐磨性能达到最佳，需要在轮胎配方中加入各种填料。人们发现热塑性树脂颗粒能够使轮胎以上性能最优化，这种热塑性树脂的玻璃化温度或熔融温度在80～300℃、粒径尺寸小于等于200微米。另外，在医用、食用橡胶领域，尤其是与药品直接接触的医用橡胶领域，往往需要用具有较高熔融温度或玻璃化温度的硬质塑料颗粒代替炭黑作为增强填料，以防止无机填料的污染。顺1,4-聚(2,3-二甲基-1,3-丁二烯(DMB))就是这样一种具有较高熔融温度的热塑性树脂。但是，热塑性树脂与橡胶基体间的相分离会导致橡胶强度下降。如果能够制备出一种顺1,4-聚(DMB)与其它聚共轭双烯的嵌段共聚物作为填料或增容剂，将会进一步促进热塑性树脂颗粒的均匀分布并提高热塑性树脂颗粒与橡胶基体间的连接强度。但迄今为止，还没有有关高顺1,4-聚(DMB)与其它聚共轭双烯嵌段共聚合的研究报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高顺-1,4立构规整的2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物，结构如式1所示：

式1中，R和R＇各自独立地选自氢、碳原子数1～40的烷基、碳原子数为2～40的烯烃、碳原子数为2～40的炔烃、碳原子数为6～40的芳基或碳原子数为6～40的取代芳基；

m表示所述嵌段共聚物中2,3-二甲基-1,3-丁二烯重复结构单元的数目，10≤m≤15000；

x表示所述嵌段共聚物中2-R取代-1,3-丁二烯重复结构单元数目，0≤x≤15000；y表示所述嵌段共聚物中2-R＇取代-1,3-丁二烯重复结构单元数目，0≤y≤15000；且x，y不能同时为0；

n表示重复结构单元的数目，10≤n≤15000。

在上述技术方案中，所述2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物中，聚(2,3-二甲基-1,3-丁二烯)结构单元顺-1,4含量≥90％，结构单元顺-1,4含量≥60％。

在上述技术方案中，所述R和R＇各自独立地选自氢、甲基、苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、对氟苯基、1-丁烯基或2-甲基2-戊烯基。

一种2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

在无水无氧条件下，使用催化剂组合物催化2,3-二甲基-1,3-丁二烯单体与2-R取代-1,3-丁二烯和/或2-R＇取代-1,3-丁二烯单体嵌段共聚合，然后终止聚合反应、沉降、干燥后得2,3-二甲基-1,3-丁二烯基嵌段共聚物；

所述催化剂组合物包括稀土化合物、有机硼盐、有机铝化合物和/或有机锂。

在上述技术方案中，所述稀土化合物的结构如式2所示：