[發明專利]一種溴化氫化丁腈橡膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110540164.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113416268B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 岳冬梅;王歡;毛立新;張立群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08C19/12
• 分類號: C08C19/12;C08C19/06;C08C19/02;C08L15/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發明涉及橡膠技術領域，具體涉及一種溴化氫化丁腈橡膠及其制備方法與應用。本發明所述的溴化氫化丁腈橡膠，包括含溴支鏈；所述溴化氫化丁腈橡膠的傅里葉紅外譜圖具有以下特征峰：3467cm^?1處?OH振動峰；1735cm^?1處C＝O振動峰，1281cm^?1處C?Br振動峰。本發明研究發現，通過在氫化丁腈橡膠分子鏈中引入具有柔性特點的含溴支鏈，可在不損失氫化丁腈橡膠良好的力學性能及耐油性的前提下，降低其玻璃化轉變溫度，進而提高氫化丁腈橡膠的耐低溫性能；同時由于溴元素的引入縮短了氫化丁腈橡膠的硫化時間，大大提高了生產效率。此外，在溴化氫化丁腈橡膠在分子鏈上引入了溴原子作為活潑的反應基團，為其進一步的改性研究提供了新的方向。

技術領域

本發明屬于橡膠技術領域，具體涉及一種溴化氫化丁腈橡膠及其制備方法與應用。

背景技術

氫化丁腈橡膠(HNBR)，是通過對丁腈橡膠分子鏈上的碳碳雙鍵加氫得到的產物。氫化丁腈橡膠由于含有腈基，所以具有良好耐油性能；并且由于其高度飽和的結構，使其具良好的耐熱性、耐化學腐蝕性和優異的耐臭氧性能；同時氫化丁腈橡膠還具有高強度，高撕裂性能等等，是綜合性能極為出色的橡膠之一，廣泛應用于汽車工業以及油田作業等方面。

在橡膠的加工過程中，硫化是最后一個加工工序，硫化后可得到具有實用價值的橡膠制品，傳統氫化丁腈橡膠的硫化時間在20分鐘左右，如果能在此基礎上大大縮短硫化時間，對于提高生產效率具有重要意義。

由于一些極端的工作環境，有些橡膠制品需要在油類介質以及低溫環境中長期工作。對于氫化丁腈橡膠來說，腈基含量越高，耐油性越好，但分子鏈柔性越差，導致耐低溫性不好，所以氫化丁腈橡膠的耐油與耐低溫存在著矛盾關系。如何能做到兩種性能兼顧，是一個非常有意義的研究方向。

基于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一方面提供一種溴化氫化丁腈橡膠。所述溴化氫化丁腈橡膠不僅保持了氫化丁腈橡膠原有的優異的力學性能和耐油性，而且具有良好的耐低溫性能；此外，相比氫化丁腈橡膠，本發明所述的溴化氫化丁腈橡膠的硫化時間更短，提高了氫化丁腈橡膠制品的生產效率。

本發明所述的溴化氫化丁腈橡膠，其包括氫化丁腈橡膠分子的主鏈及含溴支鏈；所述溴化氫化丁腈橡膠的傅里葉紅外譜圖具有以下特征峰：

3467cm^-1處-OH振動峰；

1735cm^-1處C＝O振動峰；

1281cm^-1處C-Br振動峰。

本發明研究發現，通過在氫化丁腈橡膠分子鏈中引入具有柔性特點的含溴支鏈，可在不損失氫化丁腈橡膠良好的力學性能及耐油性的前提下，降低其玻璃化轉變溫度，進而提高氫化丁腈橡膠的耐低溫性能；同時由于溴元素的引入縮短了氫化丁腈橡膠的硫化時間，大大提高了生產效率；此外，在溴化氫化丁腈橡膠在分子鏈上引入了溴原子作為活潑的反應基團，為其進一步的改性研究提供了新的方向。

本發明的第二方面提供上述溴化氫化丁腈橡膠的制備方法。

本發明所述的溴化氫化丁腈橡膠的制備方法是以丁腈橡膠為起始原料，依次通過環氧化反應、氫化反應及開環反應在氫化丁腈橡膠分子主鏈上引入含溴支鏈。

高分子化合物的支鏈引入通常可開環閉環獲得；氫化反應、環氧化反應及開環反應均屬于本領域常用合成方法。但本發明在實際合成過程中發現，合成線路選擇不當，得到的目標產物結構不理想，同時也會影響產物的收率、純度或反應時間等。為此，本發明通過上述工藝路線實現了在氫化丁腈橡膠分子主鏈上引入含溴支鏈的目標。該方法具有操作相對簡單、成本低廉的優點，更有利于工業化大規模生產。