[发明专利]再循环的丁基离聚物和再循环方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于再循环由丁基离聚物制成的制品的方法和用于生产再循环的丁基离聚物的方法。本发明还涉及包含再循环的丁基离聚物和填料(填充剂，filler)的复合物以及由再循环的丁基离聚物制成的制品。本发明还涉及由具有特定物理性能的丁基离聚物制成的未固化的填充制品(uncured filled articles)。

背景技术

聚(异丁烯-共-异戊二烯)或IIR是通常被称为丁基橡胶的合成弹性体，其从20世纪40年代之后通过异丁烯与少量异戊二烯(1-5mol％)的无规阳离子共聚而制得。作为其分子结构的结果，IIR具有优异的气密性、高损耗模量、氧化稳定性和持久的耐疲劳性。

人们认为丁基橡胶是异烯烃和一种或多种，优选共轭的多烯烃作为共聚单体的共聚物。商购的丁基(橡胶)包含主要部分的异烯烃，和少量的、通常不超过2.5mol％的共轭多烯烃。丁基橡胶或丁基聚合物通常使用氯代甲烷作为稀释剂并使用Friedel-Crafts催化剂作为一部分聚合引发剂，以淤浆法(slurry process)制备。在美国专利No.2,356,128和乌尔曼工业化学百科全书(Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry)，A23卷，1993年，288-295页中进一步描述了这种方法。

这种丁基橡胶的卤化在弹性体内产生了反应性的烯丙基卤(烯丙基卤化物，allylic halide)官能性。在例如乌尔曼工业化学百科全书(第五完全修订版，A231卷，编辑Elvers等人)和/或由Maurice Morton编辑的“橡胶技术”(“Rubber Technology”)(第三版)，第10章(Van Nostrand Reinhold Company1987)，特别是第297-300页中描述了常规的丁基橡胶卤化方法。

烯丙基卤官能性的存在使得可进行亲核烷基化反应。近来已经示出了，在固体状态中，利用氮基和/或磷基亲核试剂(基于氮和/或磷的亲核试剂)对溴化的丁基橡胶(BIIR)进行处理，导致产生具有感兴趣的物理和化学性能的IIR基离聚物(参见：Parent，J.S.；Liskova，A.；Whitney，R.A；Resendes，R.聚合物科学杂志，A辑：聚合物化学(Journal of Polymer Science，Part A：Polymer Chemistry)43，5671-5679，2005；Parent，J.S.；Liskova，A.；Resendes，R.聚合物(Polymer)45，8091-8096，2004；Parent，J.S.；Penciu，A.；Guillen-Castellanos，S.A.；Liskova，A.；Whitney，R.A.大分子(Macromolecules)37，7477-7483，2004)。离聚物官能性由氮基或磷基亲核试剂与卤化丁基橡胶中的烯丙基卤位点反应生成，从而分别产生铵或鏻离子基团。这些卤化的丁基系离聚物(butyl based ionomers)的物理性能如生坯强度(green strength)、模量、填料相互作用(filler interactions)等比它们的非离聚性对应物的物理性能优异。

已经发现，向丁基聚合的混合进料(MeCl、IB和IP混合进料，利用AlCl₃/H₂O作为引发剂)中添加对甲基苯乙烯，获得了具有高达10mol％的沿聚合物链无规并入的苯乙烯基团的高分子量聚合物(参见美国专利No.6,960,632；Kaszas等人，橡胶化学与技术(Rubber Chemistry and Technology)，2001，75，155)。已发现对甲基苯乙烯的并入，因与异丁烯的反应性相似，而均匀地遍及分子量分布。可通过常规方法对丁基三元聚合物中的异戊二烯部分进行卤化，所述方法导致与当前的朗盛(LANXESS)卤化丁基等级相似的II型和III型烯丙基卤结构。

可替换地，丁基共聚物可包含C₄-C₇异单烯烃如异丁烯，和共聚单体如对烷基苯乙烯，优选对甲基苯乙烯。当卤化时，存在于苯乙烯单体单元中的一些烷基取代基含有苄基卤(benzylic halogen)。如在美国专利5,162,445中所描述的，可以通过利用多种亲核试剂对苄基卤的亲核取代而并入其他官能性。叔胺和膦的使用导致形成具有改善的物理性能的基于这些共聚物的丁基离聚物。