一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻尼橡膠制備方法，具體涉及一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié) 構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，振動(dòng)和噪聲是危害社會(huì)、影響生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的二大公害，而采用阻尼材料 是減振降噪最有效的手段之一。高分子材料由于本身具有粘彈性，能夠吸收振動(dòng)機(jī)械能和 聲能，并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌簦瑥亩_(dá)到減振降噪的目的，成為新型的阻尼材料。在 阻尼高分子材料中，橡膠扮演著重要的角色。這主要是由于橡膠具有以下優(yōu)點(diǎn)：彈性模量 小，隔離振動(dòng)性能優(yōu)越；是典型粘彈體，具有明顯的滯后現(xiàn)象，吸聲防振十分有效；通過不 同的配方和與其它聚合物配合容易調(diào)節(jié)阻尼性能；同時(shí)還具有體積小、重量輕，易加工等特 點(diǎn)。
[0003] 高分子材料阻尼效果強(qiáng)烈地依賴于溫度和頻率，只有在玻璃化溫度（Tg)轉(zhuǎn)變區(qū) 內(nèi)能量損耗才會(huì)出現(xiàn)極大值。由于均聚物和無規(guī)共聚物的Tg轉(zhuǎn)變區(qū)只有20~30°C，而實(shí) 際應(yīng)用阻尼溫域至少在60~80°C之間，單一聚合物很難滿足需要，為拓寬阻尼溫度區(qū)域， 主要采用物理和化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)，如：（1)共聚、共混；(2)填充、增塑等；（3)制備互穿聚合物 網(wǎng)絡(luò)（IPN)。其中化學(xué)共聚方法可以進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可滿足不同領(lǐng)域的技術(shù)需求，顯示 出明顯的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)基團(tuán)貢獻(xiàn)分析理論，若高分子鏈中含有極性、位阻較大的基團(tuán)，并且數(shù) 量越多越密集，材料的阻尼能力越好。在眾多的橡膠中，溶聚丁苯橡膠（SSBR)具有耐磨、耐 寒、生熱低、回彈性高、壓力不敏感、易加工等優(yōu)點(diǎn)，成為制備阻尼材料的主要原料之一，但 常見的SSBR為無規(guī)共聚型，側(cè)基數(shù)量較少，導(dǎo)致阻尼溫域范圍窄，阻尼性能不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)以上提出的現(xiàn)有阻尼橡膠阻尼溫域范圍窄、阻尼性能不高的問題，而 研宄設(shè)計(jì)一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法。本發(fā)明采用的技 術(shù)手段如下：
[0005] 一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法，包括以下步驟：
[0006] ①溶劑和單體加入到反應(yīng)器中，攪拌成均勻溶液，加入有機(jī)鋰引發(fā)劑，在20-130°C 條件下引發(fā)聚合反應(yīng)，所述反應(yīng)混合物中單體的重量百分比為5-50%，優(yōu)選單體的重量百 分比為10-20% ;
[0007] ②引發(fā)聚合反應(yīng)后1-60分鐘后，加入調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選加入時(shí)間為引發(fā)聚合反應(yīng)后 5-10分鐘；
[0008] ②發(fā)聚合反應(yīng)后10-160分鐘后，加入偶聯(lián)劑，偶聯(lián)反應(yīng)30~120分鐘，所述偶聯(lián) 劑在加入調(diào)節(jié)劑之后加入，優(yōu)選加入時(shí)間為引發(fā)聚合反應(yīng)后40-60分鐘，優(yōu)先偶聯(lián)反應(yīng)時(shí) 間45~60分鐘；
[0009] ④加入終止劑異丙醇終止反應(yīng)，膠液經(jīng)水蒸氣凝聚后，干燥得到生膠，可在110°C 開煉機(jī)上干燥；
[0010] ⑤在開煉機(jī)上對(duì)生膠進(jìn)行塑煉，加入硫化機(jī)、活化劑、促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、增強(qiáng)劑，制 備混煉膠，混煉膠硫化后得到寬溫域阻尼橡膠；
[0011] 所述調(diào)節(jié)劑與有機(jī)鋰引發(fā)劑的摩爾比為5. 0~60. 0,優(yōu)選摩爾比為5. 0~10. 0 ; 所述偶聯(lián)劑與有機(jī)鋰引發(fā)劑的摩爾比為〇. 1~2. 0,優(yōu)選摩爾比為0. 5~1. 0。
[0012] 進(jìn)一步地，所述溶劑為烴類溶劑，所述烴類溶劑為環(huán)己烷、正己烷、正戊烷、正庚 烷、正辛烷、苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、抽余油中的一種或兩種以上，優(yōu) 選為環(huán)己烷和正己烷中的一種或兩種。
[0013] 進(jìn)一步地，所述單體為單乙烯基芳徑和共軛二稀徑，所述單乙烯基芳徑為碳原子 數(shù)為1-10的直鏈或支鏈烷基取代苯乙烯，所述共軛二烯烴為碳原子數(shù)為4-12的共軛二烯 烴。
[0014] 進(jìn)一步地，所述單乙烯基芳烴為苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、4-叔丁基 苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯中的一種或兩種以上，優(yōu)選為苯乙烯和/或a-甲基 苯乙烯；所述共軛二烯烴為1，3- 丁二烯、2, 3-二甲基-1，3- 丁二烯、2-苯基-1，3- 丁二烯、 1，3-戊二烯、異戊二烯中的一種或兩種以上，優(yōu)選為丁二烯和/或異戊二烯。
[0015] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)鋰引發(fā)劑為能夠引發(fā)所述單乙烯基芳烴和共軛二烯烴聚合的 含鋰引發(fā)劑。
[0016] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)鋰引發(fā)劑為甲基鋰、乙基鋰、丙基鋰、異丙基鋰、正丁基鋰、仲 丁基鋰、叔丁基鋰、戊基鋰、己基鋰、環(huán)己基鋰、叔辛基鋰、苯基鋰、甲基苯基鋰、4- 丁基苯基 鋰、2-萘基鋰中的一種或兩種以上，優(yōu)選為正丁基鋰。
[0017] 進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)劑為能夠調(diào)節(jié)所述單乙烯基芳徑和共軛二稀徑聚合物微觀結(jié) 構(gòu)的有機(jī)化合物。
[0018] 進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)劑為二丁醚、二氧六環(huán)、冠醚、&0〇12〇12(?2、 &0012012001201 2(?2、四氫呋喃（THF)或具有
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法，其特征在于，包括 以下步驟： ① 將溶劑和單體加入到反應(yīng)器中，攪拌成均勻溶液，加入有機(jī)鋰引發(fā)劑，在20-130°C條 件下引發(fā)聚合反應(yīng)，所述反應(yīng)混合物中單體的重量百分比為5-50% ; ② 引發(fā)聚合反應(yīng)后1~60分鐘后，加入調(diào)節(jié)劑； ③ 引發(fā)聚合反應(yīng)后10~160分鐘后，加入偶聯(lián)劑，偶聯(lián)反應(yīng)30~120分鐘，所述偶聯(lián) 劑在加入調(diào)節(jié)劑之后加入； ④ 加入終止劑異丙醇終止反應(yīng)，膠液經(jīng)水蒸氣凝聚后，干燥得到生膠； ⑤ 在開煉機(jī)上對(duì)生膠進(jìn)行塑煉，加入硫化機(jī)、活化劑、促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、增強(qiáng)劑，制備混 煉膠，混煉膠硫化后得到寬溫域阻尼橡膠； 所述調(diào)節(jié)劑與有機(jī)鋰引發(fā)劑的摩爾比為5. 0~60. 0,所述偶聯(lián)劑與有機(jī)鋰引發(fā)劑的摩 爾比為0. 1~2.0。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述溶劑為烴類溶劑，所述烴類溶劑為環(huán)己烷、正己烷、正戊烷、正庚烷、正辛 烷、苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯中、抽余油的一種或兩種以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方 法，其特征在于，所述單體為單乙烯基芳烴和共軛二烯烴，所述單乙烯基芳烴為碳原子數(shù)為 1~10的直鏈或支鏈烷基取代苯乙烯，所述共軛二烯烴為碳原子數(shù)為4~12的共軛二烯 烴。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述單乙烯基芳烴為苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、 a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯中的一種或兩種以上；所述共軛二烯烴為1，3-丁二烯、2, 3-二 甲基-1，3- 丁二烯、2-苯基-1，3- 丁二烯、1，3-戊二烯、異戊二烯中的一種或兩種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述有機(jī)鋰引發(fā)劑為能夠引發(fā)所述單乙烯基芳烴和共軛二烯烴聚合的含鋰引 發(fā)劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述有機(jī)鋰引發(fā)劑為甲基鋰、乙基鋰、丙基鋰、異丙基鋰、正丁基鋰、仲丁基鋰、 叔丁基鋰、戊基鋰、己基鋰、環(huán)己基鋰、叔辛基鋰、苯基鋰、甲基苯基鋰、4- 丁基苯基鋰、2-萘 基鋰中的一種或兩種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑為能夠調(diào)節(jié)所述單乙烯基芳烴和共軛二烯烴聚合物微觀結(jié)構(gòu)的有 機(jī)化合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑為二丁醚、二氧六環(huán)、冠醚、札0〇1 2〇12(?2、札0012012001 2012(?2、四氫 呋喃或具彳
通式的取代四氫呋喃，其中R為碳原子數(shù)為1-1〇的烷基，&和1?2 為碳原子數(shù)為1-6的烷基。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法， 其特征在于，所述偶聯(lián)劑為能夠與負(fù)離子活性端基反應(yīng)的含多官能團(tuán)的含錫化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方 法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為甲基三氯化錫、二甲基二氯化錫、四氯化錫、乙基三氯化錫、 二乙基二氯化錫、二丁基二氯化錫、辛基三氯化錫、二辛基二氯化錫、四氟化錫、二甲基二溴 化錫、四溴化錫、辛基三溴化錫中的一種或兩種以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)離子法制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的寬溫域阻尼橡膠的方法，屬于阻尼橡膠制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟：①將溶劑和單體均勻攪拌，制成反應(yīng)混合物，加入有機(jī)鋰引發(fā)劑，在20-130℃條件下引發(fā)聚合反應(yīng)；②引發(fā)聚合反應(yīng)后1～60分鐘后，加入調(diào)節(jié)劑；③引發(fā)聚合反應(yīng)后10～160分鐘后，加入偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑在加入調(diào)節(jié)劑之后加入；④加入終止劑異丙醇終止反應(yīng)，干燥得到生膠；⑤對(duì)生膠進(jìn)行塑煉制備混煉膠，混煉膠硫化后得到寬溫域阻尼橡膠。本發(fā)明采用活性負(fù)離子聚合技術(shù)，通過延時(shí)加入調(diào)節(jié)劑的方法，制備具有漸變嵌段結(jié)構(gòu)的苯乙烯-異戊二烯橡膠，拓寬橡膠的阻尼溫域，克服均聚物和無規(guī)共聚物阻尼溫域窄的缺點(diǎn)，以滿足生產(chǎn)實(shí)際對(duì)阻尼性能的要求。
【IPC分類】C08L53-02, C08F297-04, C08F2-38, C08F8-42
【公開號(hào)】CN104693388
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510150481
【發(fā)明人】廖明義, 徐曉川
【申請(qǐng)人】大連海事大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日