脂肪族聚碳酸酯丁苯橡膠的改性方法
2023-06-05 13:32:16
專利名稱：脂肪族聚碳酸酯丁苯橡膠的改性方法
技術領域：
本發明屬於丁苯橡膠改性。
一般純丁苯橡膠力學性能較差，而有效的補強填充劑為碳黑，由於顏色較深，限制了製品的用途。為了製造淺色製品一般可以加入二氧化矽、陶土等，但補強效果不大，加入過多二氧化矽和陶土又會影響製品的物理性能。曾有人採用其它聚合物與丁苯橡膠並用對其補強，例如用短絲纖維補強SBR(D.K.Setua，《K.G.K.》，1984，Vo137)，並用體系的拉伸強度提高，但不理想，而且硬度大，伸長率低(30％)；用聚乙烯改性SBR(朱玉俊等，《特種橡膠製品》，1985，Vo16)，並用體系拉伸強度提高，但所得並用彈性體永久變形大，斷裂伸長率較低，而且加工溫度高，工藝複雜。還有採用高苯乙烯樹脂改性SBR(什瓦爾茨等，《橡膠與塑料及合成樹脂的並用》，石油工業出版社，1976)所得彈性體力學性能尚可，但是並用彈性體硬度高，永久變形大，加工溫度也較高，而且高苯乙烯樹脂價格昂貴，成本無法過關。
本發明的目的在於採用廉價的脂肪族聚碳酸酯改性丁苯橡膠。該脂肪族聚碳酸酯系由二氧化碳共聚合成。使用脂肪族聚碳酸酯還可以改善彈性體的物理機械性能和耐熱老化性能。
本發明通過下述步驟實現在100份(重量)丁苯橡膠中加入脂肪族聚碳酸酯1～100份，主交聯劑0.2～50份，促進劑0.1～50份，輔助交聯劑0.1～80份和活性劑0.1～20份，在90℃～200℃下加壓硫化2～200分鐘。所用脂肪族聚碳酸酯分子量為2000～300000，分子鏈含端羥基的飽和樹脂，所用的主交聯劑是硫磺或過氧化物，如過氧化苯甲醯，特丁基過氧化苯甲醯，過氧化二異丙苯，二特丁基過氧化物，1，1-特丁基過氧-3，3，5三甲基環己烷等，所用促進劑為次磺醯胺類，秋蘭姆類，二烷基二硫代氨基甲酸鹽類，噻唑類和胍類促進劑，如N-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺(CZ)，二硫化二苯並噻唑(DM)，二硫醇基苯並噻唑(M)，二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)，乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅(PX)，二苯胍(D)等。所用輔助交聯劑是酸酐或異氰酸酯類，如丁二酸酐，順丁烯二酸酐，四氫鄰苯二甲酸酐，六氫鄰苯二甲酸酐，三烯丙基異氰酸酯等，所用活性劑是金屬氧化物和脂肪酸，如氧化鋅和硬脂酸。本發明實施的特點是可以直接將脂肪族聚碳酸酯加到丁苯橡膠中，加工過程在常溫下進行，不需要特殊加工設備。彈性體在交聯劑以及物理纏結作用下，形成網狀交聯。交聯助劑則通過與羥基反應，進一步改善交聯網絡的結構，從而提高彈性體的力學性能和耐熱性能。
本發明提供的丁苯橡膠改性方法不但提供具有優異的耐熱性能和力學性能的改性丁苯橡膠，而且本改性方法加工工藝簡單，所採用的脂肪族聚碳酸酯是由二氧化碳共聚合成，改良後產品成本與純丁苯橡膠相近。該脂肪族聚碳酸酯的廣泛應用不僅可以開闢新資源，緩解化工原料的短缺狀況，而且對於控制大氣中二氧化碳的含量，緩解全球性的溫室效應，保護生態環境具有重大意義。
實例1將100克丁苯橡膠(苯乙烯含量23.5％)與脂肪族聚碳酸酯(分子量100000)10克用雙輥混煉機混合均勻，混合溫度40℃～50℃，時間5分鐘，然後加入氧化鋅3克，硬脂酸1克，促進劑CZ1.2克，硫磺1.8克，順丁烯二酸酐4克，充分混合後放入模具中加壓硫化，壓力15MPa，溫度150℃，時間30分鐘。所得改性彈性體拉伸強度9.3MPa，斷裂伸長率1321％，扯斷永久變形52.8％，硬度32度(邵A).70℃熱空氣老化24hr後拉伸強度10.8MPa，斷裂伸長率870％，扯斷永久變形14.4％。硬度35度(邵A)實例2將100克丁苯橡膠(苯乙烯含量23.5％)與脂肪族聚碳酸酯(分子量17000)20克用雙輥混煉機混合均勻，混合溫度40℃-50℃時間5分鐘，然後加入氧化鋅3克，硬脂酸1克，促進劑DM1.0克，促進劑D0.7克，硫磺1.8克，過氧化物DCP1.5克，充分混合後放入模具中加壓硫化，壓力15MPa，溫度150℃，時間20分鐘。所得丁苯橡膠彈性體拉伸強度6.5MPa，斷裂伸長率902％，硬度39度(邵A)，扯斷永久變形24.8％。70℃熱空氣老化24hr後拉伸強度10.2MPa，斷裂伸長率791％，扯斷永久變形5％。硬度40度(邵A)。
權利要求
1.一種用脂肪族聚碳酸酯改性丁苯橡膠的方法，其特徵在於100份(重量)丁苯橡膠中加入脂肪族聚碳酸酯1～100份，硫磺或過氧化物為主交聯劑0.2～50份，促進劑次磺醯胺類，或秋蘭姆類，或二烷基二硫代氨基甲酸鹽類，或噻唑類，或胍類0.1～50份，以及輔助交聯劑酸酐或異氰酸酯類0.1～80份，活性劑金屬氧化物和脂肪酸0.1～20份，在90℃～200℃下加壓硫化2～200分鐘。
2.根據權利要求1中所述的改性方法，其特徵在於所述的脂肪族聚碳酸酯是分子量為2000～300000的分子鏈含端羥基的飽和樹脂。
3.根據權利要求1中所述的改性方法，其特徵在於所述的主交聯劑是硫磺，過氧化苯甲醯，特丁基過氧化苯甲醯，過氧化二異丙苯，二特丁基過氧化物，1，1-特丁基過氧-3，3，5三甲基環己烷。
4.根據權利要求1中所述的改性方法，其特徵在於所述的促進劑是N-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺，二硫化二苯並噻唑，二硫醇基苯並噻唑，二硫化四甲基秋蘭姆，乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅，二苯胍。
5.根據權利要求1中所述的改性方法，其特徵在於所述的輔助交聯劑是丁二酸酐，或順丁烯二酸酐，或四氫鄰苯二甲酸酐，或六氫鄰苯二甲酸酐，三烯丙基異氰酸酯。
6.根據權利要求1中所述的改性方法，其特徵在於所述的活性劑是氧化鋅和硬脂酸。
全文摘要
本發明屬於丁苯橡膠的改性方法。現有技術是用高聚苯乙烯樹脂改性丁苯橡膠,本發明提供一種採用脂肪族聚碳酸酯改良丁苯橡膠的方法。所得改性彈性體與原純彈性體比較具有良好的力學性能。拉伸強度提高3倍以上,耐熱空氣老化性能也大幅提高。成本與純丁苯橡膠相近,而且工藝簡單,又能利用大氣中豐富的二氧化碳資源,緩解化工原料的短缺狀況,同時對於降低大氣中二氧化碳的含量,緩解全球性的溫室效應,保護生態環境具有積極的意義。
文檔編號C08J3/24GK1176269SQ9711424
公開日1998年3月18日 申請日期1997年9月10日 優先權日1997年9月10日
發明者葉曉光, 黃玉惠, 林果, 廖兵, 陳鳴才, 龐浩, 趙樹錄, 叢廣民, 陳立班 申請人:中國科學院廣州化學研究所