窄分子量順丁橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及順丁橡膠技術(shù)領(lǐng)域，是一種窄分子量順丁橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 順丁橡膠是由丁二烯聚合而成的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠，其順式結(jié)構(gòu)含量在95%以 上。根據(jù)催化劑的不同，可分成鎳系、鈷系、鈦系和稀土系(釹系）順丁橡膠。順丁橡膠是僅 次于丁苯橡膠的第二大合成橡膠。與天然橡膠和丁苯橡膠相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和 彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性尚好，易與天然橡、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。順 丁橡膠特別適用于制造汽車(chē)輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料及各種膠鞋、膠布、膠帶 和海綿膠等，橡膠的磨耗性能是橡膠制品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，橡膠制品耐磨性能的好壞與它 們的使用壽命和使用安全性密切相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)順丁橡膠產(chǎn)品的磨耗性能不佳，從而影響 了順丁橡膠產(chǎn)品的使用壽命和使用安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種窄分子量順丁橡膠及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不 足，其能有效解決現(xiàn)有順丁橡膠存在的磨耗性能不佳的問(wèn)題，同時(shí)能夠提高順丁橡膠的拉 伸性能和撕裂性能。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種窄分子量順丁橡膠，按下 述步驟得到：第一步，將三異丁基鋁與環(huán)烷酸鎳進(jìn)行陳化混合后得到陳化混合物，依序?qū)㈥?化混合物和三氟化硼乙醚絡(luò)合物加入聚合釜內(nèi)，其中，三異丁基鋁中的氯離子、環(huán)烷酸鎳中 的鎳離子和三氟化硼乙醚絡(luò)合物中的鎳離子的摩爾比為0. 15至0. 35:0. 08至0. 15:0. 6至 1. 2;第二步，當(dāng)向聚合釜加入所需量的三異丁基鋁、環(huán)烷酸鎳和三氟化硼乙醚絡(luò)合物后， 向聚合釜內(nèi)加入經(jīng)過(guò)預(yù)處理的丁二烯進(jìn)行聚合反應(yīng)后得到膠液，其中，聚合反應(yīng)的溫度為 63°C至73°C，聚合反應(yīng)的時(shí)間為3. 2小時(shí)至3. 5小時(shí)，在聚合反應(yīng)過(guò)程中的攪拌速度為45 轉(zhuǎn)/分鐘至48轉(zhuǎn)/分鐘，聚合反應(yīng)過(guò)程中，聚合釜內(nèi)的壓力為0. 35MPa至0. 45MPa，三異丁 基鋁中的氯離子與丁二烯的摩爾比為0. 15至0. 35:10000;第三步，向膠液中加入防老劑混 合后得到混合液，防老劑的添加量為膠液質(zhì)量的0. 5%至3%;第四步，先將熱水加入混合液 中進(jìn)行混合，然后將與熱水混合后的混合液進(jìn)行水析凝聚后得到膠粒，其中，熱水與混合液 的體積比為3. 5至5. 5,水析凝聚的壓力為0. 04MPa至0. 08MPa;第五步，將膠粒經(jīng)過(guò)擠壓干 燥后得到窄分子量順丁橡膠。
[0005] 下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述第二步中，丁二烯的預(yù)處理為依序向丁二烯中加入水和溶劑油進(jìn)行混合，每升丁 二烯中加入10毫克至15毫克的水，溶劑油與丁二烯的體積比為2. 8至3. 5。
[0006] 上述第四步中，水析凝聚的溫度為95°C至102°C。
[0007] 上述第一步中，陳化混合的時(shí)間為2秒至3秒。
[0008] 上述第一步中，三異丁基鋁、環(huán)烷酸鎳和三氟化硼乙醚絡(luò)合物的加入時(shí)間為15分 鐘至30分鐘。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種窄分子量順丁橡膠的制 備方法，按下述步驟進(jìn)行：第一步，將三異丁基鋁與環(huán)烷酸鎳進(jìn)行陳化混合后得到陳化混 合物，依序?qū)㈥惢旌衔锖腿鹨颐呀j(luò)合物加入聚合釜內(nèi)，其中，三異丁基鋁中的氯離 子、環(huán)烷酸鎳中的鎳離子和三氟化硼乙醚絡(luò)合物中的鎳離子的摩爾比為〇. 15至0.35:0. 08 至0. 15:0. 6至1. 2;第二步，當(dāng)向聚合釜加入所需量的三異丁基鋁、環(huán)烷酸鎳和三氟化硼 乙醚絡(luò)合物后，向聚合釜內(nèi)加入經(jīng)過(guò)預(yù)處理的丁二烯進(jìn)行聚合反應(yīng)后得到膠液，其中，聚合 反應(yīng)的溫度為63°C至73°C，聚合反應(yīng)的時(shí)間為3. 2小時(shí)至3. 5小時(shí)，在聚合反應(yīng)過(guò)程中的 攪拌速度為45轉(zhuǎn)/分鐘至48轉(zhuǎn)/分鐘，聚合反應(yīng)過(guò)程中，聚合釜內(nèi)的壓力為0. 35MPa至 0. 45MPa，三異丁基鋁中的氯離子與丁二烯的摩爾比為0. 15至0. 35:10000;第三步，向膠液 中加入防老劑混合后得到混合液，防老劑的添加量為膠液質(zhì)量的〇. 5%至3%;第四步，先將 熱水加入混合液中進(jìn)行混合，然后將與熱水混合后的混合液進(jìn)行水析凝聚后得到膠粒，其 中，熱水與混合液的體積比為3. 5至5. 5,水析凝聚的壓力為0. 04MPa至0. 08MPa;第五步， 將膠粒經(jīng)過(guò)擠壓干燥后得到窄分子量順丁橡膠。
[0010] 下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述第二步中，丁二烯的預(yù)處理為依序向丁二烯中加入水和溶劑油進(jìn)行混合，每升丁 二烯中加入10毫克至15毫克的水，溶劑油與丁二烯的體積比為2. 8至3. 5。
[0011] 上述第四步中，水析凝聚的溫度為95°C至102°C。
[0012] 上述第一步中，陳化混合的時(shí)間為2秒至3秒。
[0013] 上述第一步中，三異丁基鋁、環(huán)烷酸鎳和三氟化硼乙醚絡(luò)合物的加入時(shí)間為15分 鐘至30分鐘。
[0014] 本發(fā)明所述的窄分子量順丁橡膠的分子量分布相對(duì)于普通市售的順丁橡膠的分 子量分布變窄，提高了本發(fā)明所述的窄分子量順丁橡膠的磨耗性能，從而提高了本發(fā)明所 述的窄分子量順丁橡膠的使用壽命和使用安全性，同時(shí)，本發(fā)明所述的窄分子量順丁橡膠 相對(duì)于普通市售的順丁橡膠而言，本發(fā)明所述的窄分子量順丁橡膠的拉伸性能和撕裂性能 均得到提高。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體 的實(shí)施方式。
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例1:該窄分子量順丁橡膠按下述制備方法得到：第一步，將三異丁基鋁與環(huán)烷酸 鎳進(jìn)行陳化混合后得到陳化混合物，依序?qū)㈥惢旌衔锖腿鹨颐呀j(luò)合物加入聚合釜 內(nèi)，其中，三異丁基鋁中的氯離子、環(huán)烷酸鎳中的鎳離子和三氟化硼乙醚絡(luò)合物中的鎳離子 的摩爾比為0. 15至0. 35:0. 08至0. 15:0. 6至1. 2;第二步，當(dāng)向聚合釜加入所需量的三 異丁基鋁、環(huán)烷酸鎳和三氟化硼乙醚絡(luò)合物后，向聚合釜內(nèi)加入經(jīng)過(guò)預(yù)處理的丁二烯進(jìn)行 聚合反應(yīng)后得到膠液，其中，聚合反應(yīng)的溫度為63°C至73°C，聚合反應(yīng)的時(shí)間為3. 2小時(shí)至 3. 5小時(shí)，在聚合反應(yīng)過(guò)程中的攪拌速度為45轉(zhuǎn)/分鐘至48轉(zhuǎn)/分鐘，聚合反應(yīng)過(guò)程中，聚 合釜內(nèi)的壓力為0. 35MPa至0. 45MPa，三異丁基鋁中的氯離子與丁二烯的摩爾比為0. 15至 0. 35:10000;第三步，向膠液中加入防老劑混合后得到混合液，防老劑的添加量為膠液質(zhì) 量的0. 5%至3%;第四步，先將熱水加入混合液中進(jìn)行混合，然后將與熱水混合后的混合液 進(jìn)行水析凝聚后得到膠粒，其中，熱水與混合液的體積比為3. 5至5. 5,水析凝聚的壓力為 0. 04MPa至0.0 SMPa;第五步，將膠粒經(jīng)過(guò)擠壓干燥后得到窄分子量順丁橡膠。根據(jù)本實(shí)施 例獲得的窄分子量順丁橡膠的分子量分布為2. 8至3. 4,普通市售的順丁橡膠的分子量分 布為3. 8以上，由此可知，相對(duì)于市售的順丁橡膠的分子量分布，本實(shí)施例獲得的窄分子量 順丁橡膠的分子量分布變窄，進(jìn)而提高了本實(shí)施例獲得的窄分子量順丁橡膠的磨耗性能， 從而提高了本發(fā)明所述的窄分子量順丁橡膠的使用壽命和使用安全性。根據(jù)本實(shí)施例得到 的窄分子量順丁橡膠的拉伸強(qiáng)度(單位：MPa (35min))和拉斷伸長(zhǎng)率(單位：％(35min))如表 1所示，拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率根據(jù)GB/T 528-2009 (硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng) 變性能的測(cè)定）進(jìn)行測(cè)定，普通市售的順丁橡膠（市售順丁橡膠）的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率 如表1所示。通過(guò)表1可知，本實(shí)施例獲得的窄分子量順丁橡膠的拉伸強(qiáng)度的最大值大于 普通市售的順丁橡膠的拉伸強(qiáng)度，說(shuō)明本實(shí)施例獲得的窄分子量順丁橡膠的拉伸性能(通 過(guò)拉伸強(qiáng)度能夠反映拉伸性能，拉伸強(qiáng)度越高，拉伸性能越好）得到提高，同時(shí)，本實(shí)施例獲 得的窄分子