[发明专利]一种酮类化合物改性聚丁二烯橡胶及其制备方法和硫化橡胶

说明书

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种酮类化合物改性聚丁二烯橡胶及其制备方法和硫化橡胶。本发明提供的酮类化合物改性聚丁二烯橡胶由丁二烯单体和烷基铝改性酮类化合物在稀土催化剂存在下反应制成；所述烷基铝改性酮类化合物由烷基铝和酮类化合物混合制成；所述烷基铝为三异丁基铝、氢化二异丁基铝、二乙基氢化铝、三辛基铝、三乙基铝、一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝和倍半乙基铝中的一种或多种。本发明通过将烷基铝改性酮类化合物原位加到丁二烯聚合反应体系中，使酮类化合物与聚丁二烯以分子形式结合，均匀分散，从而显著提升了聚丁二烯橡胶的力学性能。此外，本发明提供的改性聚丁二烯橡胶的制备过程也较为简单，十分适合大规模生产。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种酮类化合物改性聚丁二烯橡胶及其制备方法和硫化橡胶。

背景技术

橡胶作为一种基本的应用材料在汽车、建筑、机械、电气等领域发挥着不可或缺的作用，是一种极其重要的战略资源。按来源分类，橡胶可以分为两类：一类是以煤、石油、天然气等作原料，采用化学方法制成的合成橡胶；另一类是从含胶植物如橡胶树、橡胶藤、橡胶草等当中提取出的天然橡胶。

天然橡胶弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易与其它材料粘合。合成橡胶虽然具有一些优点，如不受地域的限制、产品的一致性好、劳动生产率高个别性能优于天然橡胶等，如聚丁二烯橡胶，是世界上目前仅次于丁苯橡胶的第二大通用合成橡胶，其优点包括耐低温性能好、弹性好以及动态性能好等，在轮胎、胶带以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛应用。但其综合性能，至今仍赶不上天然橡胶，如何进一步提升聚丁二烯橡胶性能是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种酮类化合物改性聚丁二烯橡胶及其制备方法和硫化橡胶，本发明提供的改性聚丁二烯橡胶具有高强度和高定伸应力，且制备简单，利用大规模生产。

本发明提供了一种酮类化合物改性聚丁二烯橡胶，由丁二烯单体和烷基铝改性酮类化合物在稀土催化剂存在下反应制成；

所述烷基铝改性酮类化合物由烷基铝和酮类化合物混合制成；

所述烷基铝为三异丁基铝、氢化二异丁基铝、二乙基氢化铝、三辛基铝、三乙基铝、一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝和倍半乙基铝中的一种或多种；

所述酮类化合物为以下通式化合物中的一种或多种：C_(n-1)H_(2n-3)NO，n≥6；C_(n+3)H_(2n+2)O，n≥6；C_nH_2nN₂O，n≥5；C_nH_(2n-1)NO₂，n≥5；C_nH_(2n-8)O₂，n≥29。

优选的，所述酮类化合物为2-哌啶酮、异佛尔酮、4-氨基-2-哌啶酮、4-羟基-2-哌啶酮和DL-α-生育酚中的一种或多种。

优选的，所述烷基铝和酮类化合物的摩尔比为(1～10)：1。

优选的，所述烷基铝改性酮类化合物的用量占丁二烯单体质量的0.5～3wt％。

优选的，所述稀土催化剂由稀土化合物、有机铝化合物和氯化物在溶剂中混合制成；

所述稀土化合物为稀土羧酸盐、稀土酸性膦酸盐、烷氧基稀土、氯化稀土给电子体配合物和磺酸稀土给电子体配合物中的一种或多种；

所述有机铝化合物为三烷基铝和/或烷基氢化铝；

所述氯化物为一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝、倍半乙基铝、叔丁基氯、苄基氯、烯丙基氯、氯代甲基硅烷和四氯化硅中的一种或多种。