[發明專利]一種低分子量環氧基封端的聚丁二烯、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710387517.4
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108948247B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 張立群;鄭駿馳;魯健民;張寧;董棟;盧詠來;馮予星
• 申請（專利權）人: 北京化工大學;彤程新材料集團股份有限公司
• 主分類號: C08F136/06
• 分類號: C08F136/06;C08F8/00;C08L7/00;C08L47/00;C08K3/36
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

1.一種低分子量環氧基封端的聚丁二烯，其特征在于：

聚合物具有5-100個重復的聚丁二烯單體單元，且聚合物的一端為環氧集團；

其中所述的重復的聚丁二烯單體單元為以下(A)(B)(C)結構中的至少一種；

其中所述環氧基團位于聚丁二烯分子鏈的一端，其結構式如下：

所述低分子量環氧基封端的聚丁二烯是由包括以下步驟的方法制備的：

(1)以所用丁二烯的質量為基準，依次將1質量份的丁二烯，10-15質量份的有機溶劑，含0.01-0.20質量份丁基鋰的丁基鋰溶液加入到惰性氣氛的反應釜1中，于15-45℃下聚合1-10小時；

(2)依次將0.3-2.5質量份的三氯化鋁，1-9質量份的環氧氯丙烷，3-6質量份的四氫呋喃溶液和3-6質量份的環己烷溶液加入到惰性氣氛的反應釜2中，于-10℃-10℃下攪拌1-10小時；

加入反應釜2的三氯化鋁為反應釜1中加入的丁基鋰摩爾量的8-15倍，加入反應釜2的環氧氯丙烷為反應釜2中加入的三氯化鋁摩爾量的2-4倍；

(3)在反應釜1中聚合反應完成之后，將其溫度調節至-10℃-10℃，加快攪拌速度，將攪拌后的反應釜2中的溶液，10分鐘內轉移至反應釜1中，封端反應2-6小時后，加甲醇終止反應。

2.一種如權利要求1所述的低分子量環氧基封端的聚丁二烯的制備方法，其特征在于所述方法包括：

(1)以所用丁二烯的質量為基準，依次將1質量份的丁二烯，10-15質量份的有機溶劑，含0.01-0.20質量份丁基鋰的丁基鋰溶液加入到惰性氣氛的反應釜1中，于15-45℃下聚合1-10小時；

(2)依次將0.3-2.5質量份的三氯化鋁，1-9質量份的環氧氯丙烷，3-6質量份的四氫呋喃溶液和3-6質量份的環己烷溶液加入到惰性氣氛的反應釜2中，于-10℃-10℃下攪拌1-10小時；

加入反應釜2的三氯化鋁為反應釜1中加入的丁基鋰摩爾量的8-15倍，加入反應釜2的環氧氯丙烷為反應釜2中加入的三氯化鋁摩爾量的2-4倍；

(3)在反應釜1中聚合反應完成之后，將其溫度調節至-10℃-10℃，加快攪拌速度，將攪拌后的反應釜2中的溶液，10分鐘內轉移至反應釜1中，封端反應2-6小時后，加甲醇終止反應。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述方法包括：

(4)將上述產物經減壓蒸餾，洗滌，提純后制得所述低分子量環氧基聚丁二烯。

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中，所述有機溶劑由四氫呋喃與正己烷、正庚烷、環己烷中的任何一種配制而得。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中，所述有機溶劑由四氫呋喃與正己烷、正庚烷、環己烷中的任何一種配制而得；二者的體積比為1:7-1:15。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：

反應釜1中丁二烯聚合及反應釜2中溶液攪拌過程中，攪拌的轉速保持在300-500rpm；

步驟3)中，反應釜1中溫度調節至-10℃-10℃之后，其攪拌轉速調節至5000-6000rpm。

7.一種如權利要求1所述的低分子量環氧基封端的聚丁二烯在橡膠中的應用，其特征在于：

所述低分子量環氧基封端的聚丁二烯作為無機填料的改性劑，所述低分子量環氧基封端的聚丁二烯的用量為無機填料質量的1％-40％；

其余加工助劑中，促進劑及硫磺用量在原配方用量基礎上增加所述低分子量環氧基封端的聚丁二烯用量的10-25％，其余同原配方。

8.如權利要求7所述的低分子量環氧基封端的聚丁二烯在橡膠中的應用，其特征在于：

所述低分子量環氧基封端的聚丁二烯與無機填料按所述用量同時加入橡膠基體中熔融共混；

共混過程中混煉溫度在90℃以上的時間大于5分鐘。