[发明专利]一种溴化接枝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种溴化接枝剂及其制备方法和应用，该溴化接枝剂具有式1所示的结构，式1中，BR为1,3‑丁二烯均聚嵌段，PS为苯乙烯均聚嵌段，SBR为苯乙烯和丁二烯的无规共聚嵌段，D为对溴甲基苯乙烯均聚嵌段，B为数均分子量不高于1000的1,3‑丁二烯均聚物，n≥1；所述溴化接枝剂中，溴元素的质量百分含量为19～24％。该溴化接枝剂作为对丁基橡胶的改性剂能够将丁基橡胶改性为溴化丁基橡胶，并且使溴化丁基橡胶包括尺寸稳定性、硫化加工性能等在内的性能得到显著改善，从而拓宽了丁基橡胶的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种接枝剂，尤其涉及一种溴化接枝剂及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

作为最重要的合成橡胶品种之一，由异丁烯和少量异戊二烯为原料采用阳离子聚合共聚而成的丁基橡胶(Butyl Rubber，简称IIR)被广泛应用于制造车用轮胎的内胎、气密层、硫化胶囊等领域。

然而，丁基橡胶分子链具有较低的饱和度且取代基甲基呈对称排列，这种分子结构决定了其不可避免的存在挤出胀大效应显著、硫化焦烧时间长，硫化速度低、生胶强度和气密性差等问题，导致丁基橡胶可加工性能无法满足日渐多样化的加工需求和应用场景，成为丁基橡胶材料拓展应用的瓶颈。

因此，如何对丁基橡胶改性，使其具有更为优异的应用性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种溴化接枝剂，该溴化接枝剂作为对丁基橡胶的改性剂能够将丁基橡胶改性为溴化丁基橡胶，并且使溴化丁基橡胶包括尺寸稳定性、硫化加工性能等在内的性能得到显著改善，从而拓宽了丁基橡胶的应用范围。

本发明还提供一种溴化接枝剂的制备方法，该制备方法得到的溴化接枝剂能够使对丁基橡胶进行改性，并且使改性后的溴化丁基橡胶具有优异的加工性能。

本发明还提供一种溴化丁基橡胶，该溴化丁基橡胶包括前述溴化接枝剂，因此加工性能优异，具体表现在其具有更低的挤出膨大比以及透气量、更短的硫化烧焦时间以及硫化时间、更高的拉伸强度以及更宽的分子量分布。

本发明还提供一种橡胶产品，该橡胶产品由上述溴化丁基橡胶加工得到，该橡胶产品在机械性能、产品尺寸稳定性等方面具有优异的表现。

本发明提供一种溴化接枝剂，所述溴化接枝剂具有式1所示的结构：

其中，BR为1,3-丁二烯均聚嵌段，PS为苯乙烯均聚嵌段，SBR为苯乙烯和丁二烯的无规共聚嵌段，D为对溴甲基苯乙烯均聚嵌段，B为数均分子量不高于1000的1,3-丁二烯均聚物，n≥1；

所述溴化接枝剂中，溴元素的质量百分含量为19～24％。

如上所述的溴化接枝剂，其中，所述溴化接枝剂的数均分子量为 90000～100000，分子量分布为14.35～15.12。

如上所述的溴化接枝剂，其中，所述溴化接枝剂通过包括以下过程的方法制备得到：

使偶联原料体系在60-80℃反应60-180min后终止反应，萃取得到偶联剂；

使第一原料体系从30℃以2-4℃/min升温至50℃并保温，得到第一嵌段体系，且所述升温和保温的总时长为30-50min；

向第一嵌段体系中加入第二原料体系，并在50-60℃反应30-50min，得到第二嵌段体系；

向第二嵌段体系中加入第三原料体系，升温至60-70℃反应80-90min，得到第三嵌段体系；

向第三嵌段体系中加入溴化剂以及溴化结构调节剂，升温至70-80℃，随后加入溴化引发剂并反应90-110min,得到溴化体系；