[发明专利]一种自交联溴化氢化丁腈橡胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高性能弹性体材料制备技术领域，具体涉及一种自交联溴化氢化丁腈橡胶及其制备方法与应用。所述自交联溴化氢化丁腈橡胶含有烯丙基溴官能团，所述烯丙基溴官能团含量为0.01～10mol％。本发明提供的自交联溴化氢化丁腈橡胶表现出较好的自交联性能，具有优异的机械性能，同时耐热性能保持良好，耐老化性能和耐油性能提升，综合性能优异。本发明提供的自交联溴化氢化丁腈橡胶制备方法，通过调控反应条件，有效控制反应的稳定进行，获得一定溴化率的溴化氢化丁腈橡胶。本发明所得到可自交联的溴化氢化丁腈橡胶有望在汽车、油田钻井、航空航天领域和新能源领域得到广阔应用。

技术领域

本发明涉及高性能弹性体材料制备技术领域，具体涉及一种自交联溴化氢化丁腈橡胶及其制备方法与应用。

背景技术

氢化丁腈橡胶(HNBR)是在丁腈橡胶的基础上，将其分子链中的碳碳双键经过加氢制备得到的橡胶品种。作为一种综合性能优异的橡胶，HNBR分子链中存在的极性腈基基团提供给了橡胶优异的耐油性、耐腐蚀性能和较高的拉伸强度，饱和有序的乙烯结构提供了橡胶较高的热稳定性、耐臭氧性能。

为了进一步优化氢化丁腈橡胶的性能，可采用接枝第三单体的对其化学改性方法。此外，传统的橡胶交联方法主要通过硫磺和过氧化物作为交联剂进行，由于HNBR分子中存在的碳碳双键极少，因此主要采用过氧化物交联，获得的橡胶耐热性和耐老化性能较好，但强度相对硫磺交联的橡胶较低，且一些实际应用中不能够加入硫化剂交联时，对HNBR的应用产生了限制，因此，寻找一种HNBR的交联方法对于进一步扩大HNBR的应用非常的有意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自交联溴化氢化丁腈橡胶及其制备方法与应用。

本发明第一方面提供一种自交联溴化氢化丁腈橡胶，所述自交联溴化氢化丁腈橡胶含有烯丙基溴官能团，所述烯丙基溴官能团含量为0.01～10mol％。

本发明中，自交联溴化氢化丁腈橡胶表现出很好的自交联性能，具有优异的机械性能，同时耐热性能、耐老化性能和耐油性能提升，综合性能优异，有望在汽车、油田钻井、航空航天领域和新能源领域得到广阔应用。另外，烯丙基溴官能团是一种极性活泼基团，可作为一种反应中间体，为进一步反应制备出不同的改性氢化丁腈橡胶提供可能性。

根据本发明，将HNBR分子链上碳碳双键的α氢取代成溴原子，引入烯丙基溴官能团。首先，烯丙基溴官能团作为一种强极性的活泼基团，极性分子间相互作用较强，对于橡胶的拉伸强度、撕裂强度和粘结性能等具有重要影响。其次，烯丙基溴官能团还可以通过氧化反应、取代反应、复分解反应等引入不同种类的原子或原子团来对HNBR进行改性，根据需求制备出不同种类的改性氢化丁腈橡胶。

作为优选，所述烯丙基溴官能团含量为0.1～7.0mol％，优选为0.1～5.0mol％。

本发明提供的可自交联的溴化氢化丁腈橡胶是在氢化丁腈橡胶主链上接枝了不同比例的溴官能团，表现出很好的自交联性能，其拉伸强度可达22.5MPa，撕裂强度80.0kN/m，具有优异的机械性能，同时耐热性能保持良好，耐老化性能和耐油性能提升，综合性能优异。

根据本发明，与HNBR相比，在核磁共振氢谱中，所述自交联溴化氢化丁腈橡胶具有以下特征：由于溴的引入，在5.7-4.9ppm处橡胶的碳碳双键峰强降低，4.16ppm处具有烯丙基溴官能团特征峰。本发明中。

进一步地，所述自交联溴化氢化丁腈橡胶的拉伸强度为9.8～22.5MPa，撕裂强度为46.7～80kN/m，邵氏硬度为65～68。

本发明第二方面提供所述自交联溴化氢化丁腈橡胶的制备方法，包括：

1)以氢化丁腈橡胶为原料，将所述氢化丁腈橡胶溶于有机溶剂，得到胶液；

2)将所述胶液与反应助剂混合，滴加溴化试剂，进行溴化反应，得到溴化氢化橡胶胶液；