CN1121440C - 一种环氧化弹性体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环氧化弹性体的制备方法。其方法是将含有残留双键的弹性体，在反应性加工设备中直接与过氧化物反应，得到环氧化改性的弹性体。该方法反应条件温和，集化学反应与成型加工于一体，无溶剂，无污染，为一种经济实用的弹性体化学改性的有效方法。

Description

一种环氧化弹性体的制备方法

本发明涉及弹性体的一种化学改性方法，特别涉及采用反应性加工方法来制备环氧化弹性体。

众所周知，大部分弹性体是非极性的，可导致它们与其它材料粘接性和混溶性差，从而限制了其应用范围。利用弹性体中残留的双键，结合双键加成反应这一经典有机化学反应，在弹性体分子中引入了反应性功能基团(一般为极性基团)，不但可增加弹性体的极性，而且为弹性体的二次化学改性创造了条件。弹性体的环氧化改性就是其中一个重要的内容。它通常采用过氧酸，如过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸等为环氧化试剂，对双键进行亲电加成，得到带有环氧基的弹性体。如美国专利USP2,842,513中报道了聚丁二烯弹性体在溶液中用过氧苯甲酸进行环氧化的过程。美国专利USP3,022,322、USP3,555,112、USP4528340以及日本公开专利昭49-476983中也报道了用脂肪族过氧酸(如过乙酸)和原位生成的过甲酸、过乙酸来环氧化聚丁二烯。美国专利USP4,131,725中报道了在溶液体系内，直接用原位生成的过甲酸环氧化热塑性弹性体(SBS)。英国专利BP2,113,692报道了用过乙酸环氧化天然橡胶胶乳。日本公开专利平成4-4204中报道了乙丙橡胶的溶液环氧化体系。国际专利WO9814323中提出了在醋酸乙酯溶液体系中丁苯热塑性弹性体的环氧化过程。在上述各种弹性体环氧化过程中均是在溶液或胶乳体系中实施。这些方法存在如下缺点：对溶液体系而言，所需的溶剂量大(橡胶∶溶剂wt/vol：1∶10～1∶40)，后处理工序复杂，成本高，污染环境；胶乳体系则仅适用天然橡胶胶乳的环氧化改性，也存在诸如胶乳的絮凝、干燥等后处理问题。

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，采用反应性加工的方法来实施弹性体的环氧化。常用反应性加工设备是典型的混合器，如间歇式混合器和挤出机(连续式混合器)。反应性加工的特点就是可以在加工设备中，实现化学反应与成型加工一体化。

本发明的方法是将弹性体加入反应性加工设备中，在10～100℃下加入一定比例的过氧化物和分散添加剂，反应共混3～20分钟后，就可出料。

本发明所述的反应性加工设备为Banburys混合器，单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

本发明所述的弹性体为丁二烯类橡胶，天然橡胶，丁苯橡胶，乙丙三元胶，热塑性弹性体。

本发明所述的过氧化物为过氧苯甲酸，单过氧邻苯二甲酸，卤代过氧苯甲酸，间硝基过氧苯甲酸。

本发明所述的过氧化物与弹性体的配料比在10～90％(wt％)，最好在15～60％(wt％)。

本发明所述的分散添加剂为滑石粉，高岭土，酸性白土，陶土。

本发明与现有技术相比具有如下突出的优点：

1.首次提出采用反应性加工方法来制备环氧化弹性体。它无需增添生产设备，生产工艺简单，为一种经济实用的弹性体改性方法。

2.反应加工中不使用溶剂，可避免或减少溶剂带来的环境污染问题。

3.反应加工中反应条件温和，产物后处理工艺简单，能显著改善弹性体的粘接性以及与其它聚合物的混溶性。

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

将24g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速32rpm，体系温度为30℃，然后加入由12g单过氧邻苯二甲酸和12g滑石粉组成的混合物，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为7.89％(滴定法分析)。

实施例2：

将20g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm，体系温度为25℃，加入由10g单过氧邻苯二甲酸和20g滑石粉组成的混合物，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为8.54％。

实施例3：

将40g高顺式聚丁二烯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm、体系温度为20℃，然后加入10g单过氧邻苯二甲酸，反应共混15分钟。环氧化聚丁二烯中环氧基团的含量为5.08％。

实施例4：

将40g丁苯橡胶加入实验室小型混合器内，控制转速20rpm、体系温度20℃，然后加入由7g单过氧邻苯二甲酸和7g滑石粉组成的混合物，反应共混20分钟。环氧化丁苯胶中环氧基团的含量为4.89％。

Claims (5)

1.一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于在反应性加工设备中加入弹性体、过氧化物和分散添加剂，其中过氧化物与弹性体重量配比范围是0.15～0.6，在10～100℃下反应共混3～20分钟。

2.根据权利要求1所述的一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于所述反应性加工设备是典型的混合器和挤出机。

3.根据权利要求1所述的一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于所述的弹性体为丁二烯类橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙三元胶、热塑性弹性体。

4.根据权利要求1所述的一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于所述的过氧化物为过氧苯甲酸、单过氧邻苯二甲酸、卤代过氧苯甲酸、间硝基过氧苯甲酸。

5.根据权利要求1所述的一种环氧化弹性体的制备方法，其特征在于所述的分散添加剂为滑石粉、酸性白土、陶土。