[发明专利]低顺式聚丁二烯橡胶及其制备方法和防老剂及其应用

说明书

本发明涉及低顺式聚丁二烯橡胶领域，公开了一种新的用于制备低顺式聚丁二烯橡胶的防老剂，通过使用该防老剂制备低顺式聚丁二烯橡胶的方法，以及通过该方法得到的低顺式聚丁二烯橡胶。本发明的低顺式聚丁二烯橡胶的防老剂含有式(I)所示结构的化合物和式(II)所示结构的化合物，式(I)中，n为1‑10的整数；式(II)中，R₁和R₂各自独立地为C₈‑C₂₀的烷基。通过使用本发明的防老剂能够显著改善低顺式聚丁二烯橡胶的老化性能。

技术领域

本发明涉及低顺式聚丁二烯橡胶领域，具体地，涉及一种低顺式聚丁二烯橡胶及其制备方法和防老剂及其应用。

背景技术

低顺式聚丁二烯橡胶(LCBR)的合成反应主要采用阴离子溶液聚合方法。例如，以环己烷为溶剂，烷基锂或者稀土为催化剂，通过阴离子溶液聚合方法合成低顺式聚丁二烯橡胶。低顺式聚丁二烯橡胶的聚合物分子链结构为顺-1,4-结构含量为35-40％，反-1,4-结构含量为45-50％，乙烯基-1,2-结构含量为10-15％。该橡胶在形态和性能上又分为星形与线形两种形式，其中星形具有星形支化的分子结构，具有优异的加工性能、抗冷流性能及较低的胶液粘度，尤以四臂星形综合性能为最佳。偶联后的星形支化的较线性相比相对分子质量分布变宽，加工性能得到显著提高；致密的星形支化结构使得其冷流也显著减小。低顺式聚丁二烯橡胶的最主要用途是用作合成树脂增韧改性，是一种综合性能优异的合成树脂改性剂。但是，在LCBR的生产、运输及存放过程中，存在老化现象，主要表现为产品门尼粘度指标会逐渐上升，最终完全失去使用价值。为了减缓LCBR老化进程，就要在LCBR中加入一些能抑制老化过程的物质，从而保持LCBR在生产、运输及贮存后的基本性能。这些物质称为防老剂。防老剂的种类繁多、作用各异。根据其主要作用可分为抗热氧老化剂、抗臭氧剂、有害金属离子抑制剂、抗疲劳剂、紫外线吸收剂、抗龟裂剂等。但是，由于每一种防护功能往往不是某一种防老剂所专用，因此采用单一的防老剂往往不能够达到很好的防护效果。

中国专利CN101575423“一种稀土类橡胶防老剂及其应用”提供了一种含有稀土有机金属化合物或混合物的橡胶防老剂，但是采用这种稀土类的橡胶防老剂，在最终制品中引入了金属元素，不符合LCBR的实际使用要求，并且该防老剂的防老化性能还有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的用于制备低顺式聚丁二烯橡胶的防老剂，通过使用该防老剂制备低顺式聚丁二烯橡胶的方法，以及通过该方法得到的低顺式聚丁二烯橡胶。通过使用该防老剂能够显著改善低顺式聚丁二烯橡胶的老化性能。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于低顺式聚丁二烯橡胶的防老剂，其中，该防老剂含有式(I)所示结构的化合物和式(II)所示结构的化合物，

式(I)中，n为1-10的整数；

式(II)中，R₁和R₂各自独立地为C₈-C₂₀的烷基。

本发明第二方面提供一种低顺式聚丁二烯橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在阴离子聚合条件下，在有机锂引发剂的存在下，将丁二烯在溶剂中进行聚合，并使所述丁二烯的转化率为97重量％以上；

(2)在偶联反应条件下，使步骤(1)得到的聚合产物与偶联剂进行反应；

(3)向步骤(2)得到的偶联产物中加入终止剂和防老剂；

其中，所述防老剂为本发明所述的防老剂。

本发明第三方面提供一种通过上述制备方法制备得到的低顺式聚丁二烯橡胶。