[發明專利]一種官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810368150.6
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN110387073B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 董靜;李福崇;宋同江;李旭;張華強;龔光碧;鄭聚成;李晶;梁滔;湯海鯤;陶惠平;叢日新
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08K3/36;C08C19/25;C08F236/10;C08F212/08;C08F2/38
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;鮑俊萍

1.一種官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料，其特征在于，以復合材料的質量為100份計，復合材料中含有50～83份的溶聚丁苯橡膠，17～50份的白炭黑，0～5份的助劑；其中，溶聚丁苯橡膠利用硅氫反應在鏈中引入β-位支化改性的長鏈含氫硅氧烷，這些硅氧烷基團與白炭黑形成化學鍵合，在聚合反應末期加入白炭黑直接制備官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料，所述長鏈含氫硅氧烷的通式為

其中R₁、R₂、R₃為含有6～12個碳原子的烷基、烷氧基或芳基，R₁、R₂、R₃可以相同也可以不同。

2.根據權利要求1所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料，其特征在于，所述的助劑為抗氧劑。

3.一種官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，具有鏈中含有硅氧烷的官能團的溶聚丁苯橡膠與白炭黑直接在聚合液中反應性共混，形成復合材料，其制備步驟如下：

(1)首先以有機鋰為引發劑，加入苯乙烯、丁二烯單體和結構調節劑，采用負離子溶液聚合法合成丁苯橡膠分子鏈；單體轉化率達到100％后，向聚合釜中加入長鏈含氫硅氧烷，并加入β-選擇性的硅氫加成反應催化劑和助劑，進行β-選擇性硅氫加成反應，得到鏈中含有硅氧烷的官能化溶聚丁苯橡膠；

(2)將白炭黑與有機溶劑或水配置成溶液，按照白炭黑：有機溶劑或水＝1:2～1:20的重量比加入到聚合釜中攪拌均勻混合反應，其中白炭黑干物質/溶聚丁苯橡膠質量比為1:1～1:5，反應溫度為30℃～80℃，反應時間30～300min；脫除溶劑后制得官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料。

4.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述官能化溶聚丁苯橡膠分子鏈中苯乙烯含量為苯乙烯和丁二烯總單體重量的10wt％～40wt％，合成的官能化溶聚丁苯橡膠分子鏈是線型或星型結構；官能化溶聚丁苯橡膠數均分子量為100,000～400,000，分子量分布指數為1.1～2.0。

5.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述有機鋰的用量為0.2～3mmol毎100克總單體。

6.根據權利要求3或5所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述有機鋰選自烷基鋰、芳基鋰、芳烷基鋰、環烷基鋰。

7.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述結構調節劑為醚類或胺類，結構調節劑的加入量為有機鋰的20wt％～2000wt％。

8.根據權利要求7所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述醚類結構調節劑選自四氫呋喃、四氫糠醚、二乙二醇二甲醚、乙醚、乙基甲醚、苯甲醚、二苯醚；所述胺類結構調節劑選自四甲基二乙烯基二胺、五甲基二乙烯基三胺。

9.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述長鏈含氫硅氧烷的加入量為4～60mmol每100克總單體。

10.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述β-選擇性硅氫加成反應催化劑為Ⅷ族金屬的化合物或絡合物，所述β-選擇性硅氫加成反應催化劑選自鉑、鈀、銠、釕、銅、鐵、錳、鎳、鈷、鎢、鉬、錒系或鑭系金屬的化合物或絡合物；催化劑的加入量為長鏈含氫硅氧烷的0.1wt％～25wt％。

11.根據權利要求3所述的官能化溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料的制備方法，其特征在于，所述β-選擇性硅氫加成反應的助劑為強極性溶劑，所述強極性溶劑選自甲苯、三氯乙烯、丙酮、乙二醇二甲醚、吡啶、三苯基磷，所述助劑的加入量為長鏈含氫硅氧烷的0.01wt％～35wt％。