[發明專利]一種馬來酸酐接枝丁苯橡膠增容劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110015432.X
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN114716619A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 趙洪國;楊玉瓊;周雷;胡海華;張華強;李波;何連城;樊潔;吳宇;宋中勤;李旭暉;李旭;孟令坤
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F279/02
• 分類號: C08F279/02;C08F222/06;C08F2/00;C08F4/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種接枝效率高、無腐蝕、簡單、易工業化的馬來酸酐接枝丁苯橡膠增容劑的制備方法。為了解決上述問題，本發明先在一定溫度和剪切條件下將馬來酸酐和引發劑均勻分散于丁苯橡膠中，再在接枝反應釜中通過熱化學作用引發進行接枝反應，最終獲得馬來酸酐接枝丁苯橡膠增容劑(SBR?g?MAH)。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種馬來酸酐接枝丁苯橡膠增容 劑的制備方法。

背景技術

高分子合金是由兩種或兩種以上高分子材料構成的復合體系，具有優良 的化學穩定性、加工性以及共混組分不具備的新特性，在機械、電子、航天 航空等領域得到了廣泛應用。近年來，高分子合金發展更為迅猛，逐步成為 已有聚合物基礎上開發新型智能材料的技術途徑，引起了國內外學者的普遍 關注。但是，高分子合金多屬不相容體系，為獲得具有實用價值的高分子合 金材料，必須對不相容高分子體系進行形態控制和界面改性。

增容劑作為一種相相容劑，能降低相界面作用力，提高共混物中分散相 和連續相之間的界面粘結力，使原本不相容的聚合物相容，從而形成具有任 一組分都不具備的獨特性質的共混物。按照增容機理可以分為兩類：反應性 增容劑和非反應性增容劑。

反應性增容劑主要依靠自身反應性基團(比如：酸酐基團、羧基基團、 氨基基團、羥基基團及含環氧、惡哇琳基團等)與其他高分子組分發生化學 反應形成化學鍵而實現增容，其中應用最為廣泛的是酸酐基團接枝。

馬來酸酐(MAH)是一種含有多種官能團的極性化合物，其酸酐基團 也能夠與羥基、羧基、胺基等官能團發生反應。而且分子結構中含有不飽和 雙鍵，在引發劑作用下，容易與其它聚合物發生聚合反應。因此，常用于一 些非極性聚合物的功能化，有利于增加其與極性聚合物的相容性，提高村料 的粘附性，改善填料與聚合物之間的相互作用。

丁苯橡膠(SBR)，又稱聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理結構性能、加 工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化 及硫化速度較天然橡膠更為優良，已廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電 纜、醫療器具及各種橡膠制品的生產等領域。也可與天然橡膠及多種合成橡 膠制備高分子合金。由于SBR是一種非極性材料，分子鏈上不含極性或反 應性基團，其與丁腈橡膠、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等極性聚合物和無機填料 的相容性極差，無法制備均勻分散的共混材料。為擴大丁苯橡膠的應用范圍 和研制更多有價值的新材料，采用功能化聚合物制備反應性增容劑，也是科 研和工業生產較為關注的領域。

馬來酸酐接枝合成橡膠(SR-g-MAH)是最重要的功能化聚合物，其橡 膠部分具有與非極性聚合物很好的相容性，MAH部分又具有與極性聚合物/ 無機填料產生物理或化學結合的能力，因而可作為大分子型界面增容劑，改 善聚合物相界面間的性能，增加兩相間的黏合力，使共混物具有長期穩定的 優良性能。它在聚合物共混物、聚合物/無機填料、聚合物/有機纖維、復合 增強材料和粘結劑等方面都有廣泛的應用。

采用馬來酸酐接枝改性聚合物主要有溶融接枝法、溶液接枝法、固相接 枝法、懸浮接枝法等，其中常用是溶液接枝和熔融接枝兩種方法。

熔融接枝法是在基體的熔點以上，將基體、單體、引發劑和其他添加劑 混合，在一定條件下熔融混合，得到接枝物。用熔融法接枝由于其操作簡 便、無需回收溶劑、成本低及適合連續工業化生產，已成為目前采用的主要 方法。但是，熔融接枝的高溫、高剪切擠出條件，使得馬來酸酐在加入的瞬 間熔化和揮發，一方面導致馬來酸酐的有效加入量減少，另一方面設備腐蝕 嚴重，同時揮發出來的馬來酸酐對操作人員的眼睛、呼吸道危害嚴重，且熔 融接枝的機理很復雜，得到的SR-g-MAH的接枝率和接枝效率均較低，并伴 隨有嚴重的副反應。因此，限制副反應，提高接枝率，降低馬來酸酐揮 發、避免接枝反應對環境、設備及操作人員的傷害是熔融接枝法急需解決的 技術問題。