[發(fā)明專利]一種水性化三元乙丙橡膠的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010622062.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN102167784A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張龍;崔鶴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F255/06
• 分類號(hào): C08F255/06;C08F2/32;C08L51/06;C09D151/06
• 代理公司: 長(zhǎng)春科宇專利代理有限責(zé)任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水性化三元乙丙橡膠的制備方法。

背景技術(shù)

三元乙丙橡膠(簡(jiǎn)稱EPDM)以其卓越的耐候性、耐臭性、電絕緣性、低壓縮永久變形、高強(qiáng)度和高伸張率等性能，應(yīng)用極為廣泛，消耗量逐年增加。但由于EPDM大分子主鏈上沒(méi)有極性基團(tuán)，因此其本身的耐油性很差，對(duì)許多基材的粘接性能欠佳，與極性材料共混時(shí)相容性不好，而且本身的染色、印刷、電鍍都較困難。

目前，對(duì)EPDM的極性化、官能化改性成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。段玉豐等采用溶液法制備了EPDM-g-MAH共聚物，并研究了該接枝物對(duì)尼龍(PA)的相容、增韌效應(yīng)；Molau實(shí)驗(yàn)表明，接枝共聚物比EPDM與PA有更好的相容性，若在PA中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％左右的EPDM-g-MAH可顯著提高PA的沖擊強(qiáng)度[段玉豐，等.溶液法馬來(lái)酸酐接枝EPDM的研究及對(duì)尼龍的相容、增韌效應(yīng)[J].塑料工業(yè)，1997，(1)：58～59，76.]。

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(簡(jiǎn)稱AMPS)是一種多功能的水溶性陰離子型單體，極易自聚或與其它烯類單體共聚。Yin?Zhihui等在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融制備了PP-g-AMPS共聚物，在密煉機(jī)中制備了EPM-g-AMPS共聚物，研究了引發(fā)劑濃度、單體濃度、反應(yīng)溫度及時(shí)間對(duì)接枝率的影響[Zhihui?Yin，Yajie?Zhang，JinghuaYin. Preparation?and?Characterization?of?melt?grafted?scrylamide?tertiary?butylsulfonic?acid?onto?polyp

Zhihui?Yin，Yajie?Zhang，Xiaomin?Zhang，et?al.Preparation?and?characterizationof?ethylene-propylene?copolymer?grafted?with?acrylamido?tertiary?butyl?sulfonic?acid[J].Journal?ofApplied?Polymer?Science.1997，63(10)：1299～1302.]。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水性化三元乙丙橡膠的制備方法。本發(fā)明采用AMPS作為接枝單體，可在EPDM側(cè)鏈上引入酰胺基團(tuán)和磺酸基團(tuán)。在保持EPDM原有性能的基礎(chǔ)上，可改善EPDM的印染性、水溶性及其與極性聚合物的相容性。

本發(fā)明的水性化三元乙丙橡膠的制備方法，其步驟如下：將三元乙丙橡膠溶于正己烷制成膠漿后和乳化劑Span80一同加入到三口反應(yīng)器中，接枝共聚劑與三元乙丙橡膠的質(zhì)量比為1∶0.5～1∶5，優(yōu)選用量為1∶1。乳化劑Span80的用量為接枝共聚劑質(zhì)量的1.60～3.63倍，優(yōu)選用量為2.70～3.63。攪拌30分鐘后，將每毫升水中含有無(wú)水碳酸鈉與接枝共聚劑的質(zhì)量和為0.20g的水溶液以2滴/秒的速度滴加到三口反應(yīng)器中，所述的無(wú)水碳酸鈉用量為接枝共聚劑質(zhì)量的0.921～1.125倍，優(yōu)選用量為1.023倍；滴加完之后，再滴加0.015g/mL的氫氧化鉀水溶液，氫氧化鉀的用量為接枝共聚劑與三元乙丙橡膠(EPDM)膠液質(zhì)量和的2.0％；向體系中滴入濃度為8×10^-4g/mL的引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽類水溶液，引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽類的用量為接枝共聚劑質(zhì)量的0.4％～0.9％，優(yōu)選用量為0.8％～0.9％；45℃～65℃恒溫下攪拌反應(yīng)2.5～4.5小時(shí)，得到水性化三元乙丙橡膠。所用的接枝共聚劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈣或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鎂；

引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽類是過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鈉；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程均在N₂保護(hù)下進(jìn)行。乳化劑Span80為商品。

對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行IR表征。產(chǎn)物經(jīng)IR(ArATR-360型美國(guó)尼高力公司傅立葉變換紅外光譜測(cè)試，KBr壓片)表征產(chǎn)物譜帶顯示：2924cm^-1(飽和C-H的伸縮振動(dòng))，1464cm^-1(飽和C-H的彎曲振動(dòng))和721cm^-1(無(wú)定形-(CH₂)_n-在n＞4時(shí)的面內(nèi)彎曲振動(dòng))為EPDM的特征吸收峰。而1657cm^-1(C＝C伸縮振動(dòng))消失，1645cm^-1(N-H的彎曲振動(dòng))出現(xiàn)，證明了AMPS已經(jīng)接枝到了EPDM上。