[发明专利]一种三元乙丙橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶材料领域，特别涉及三元乙丙橡胶的制备方法。

背景技术

乙丙橡胶是一种以乙烯和丙烯为基本单体的共聚橡胶。与其他橡胶品种相比，乙丙橡胶具有以下优点：一、主链中不含双键，完全饱和，耐臭氧、耐老化、耐化学品并且耐高温；二、比重轻；三、绝缘性能优异；四、是可以高度充油的橡胶品种。乙丙橡胶是目前最有发展前途的橡胶种类之一，自其商业化生产以来，其应用领域不断拓展，已经广泛应用于汽车部件、建材、电线电缆、耐热胶管、高级密封材料、润滑油添加剂和聚烯烃改性等方面。

乙丙橡胶由于分子链具有高度的饱和性，使其呈现了由饱和结构所决定的一系列优异性能。然而由于这种饱和结构的橡胶，硫化方法复杂。因此，为了寻求更重要的经济意义，研究人员在乙烯和丙烯中掺入了少量非共轭二烯作为第三单体，得到具有不饱和侧链的乙烯-丙烯-非共轭二烯体三元共聚物，即三元乙丙橡胶。

由于具有了少量双键，因此三元乙丙橡胶可以利用硫磺进行硫化，硫化方法简便，硫化特性极好，同时还保持了二元乙丙橡胶饱和结构的基本特点，因此其具有优越的抗氧化性、抗臭氧和抗侵蚀的能力。但是第三单体种类及结构的不同，使三元乙丙橡胶在硫化速度方面有很大差别，进而对其加工和应用等方面都造成影响。

目前，在实际三元乙丙橡胶的生产中，经常作为第三单体使用的非共轭二烯烃包括双环戊二烯（DCPD）、乙叉降冰片烯（ENB）和1，4-己二烯。但是第三单体的种类较少，并且存在着各种弊端，不利于三元乙丙橡胶的发展。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种三元乙丙橡胶的制备方法，采用了新的第三单体，得到的三元乙丙橡胶的双键含量适当，易于采用硫磺进行硫化。

本发明提供了一种三元乙丙橡胶的制备方法，包括以下步骤：

在有机溶剂中，乙烯、丙烯和第三单体在催化剂体系作用下发生聚合反应，得到三元乙丙橡胶；

所述第三单体为1,2-聚丁二烯含量在9％以上的聚丁二烯橡胶或3,4-聚异戊二烯在9％以上的聚异戊二烯橡胶，所述第三单体的重均分子量为20万~100万；

所述催化剂体系包括钒系催化剂、烷基铝化合物和活化促进剂；

所述钒系催化剂为VOCl₃、VO（P₂₀₄）₂、V（acac）₃、VOCl₃·nMOH，VO₂Cl·（三辛胺）、VO₂Cl₃·3（磷酸三丁酯）、VO(OH)·(八羟基喹啉)₂或VO(OH)·(α-苯偶姻肟)₂，M为C5~C8的烷基，2.5≤n≤3.5；

烷基铝化合物为AlR₃、AlR₂X、Al₂R₃X₃或AlRX₂，其中R为C1~C8的烷基，X为卤素；

活化促进剂为卤化物、磺酰氯化合物或含氧含氮化合物。

优选的，所述第三单体为1,2-聚丁二烯含量在20％~40%的聚丁二烯橡胶或3,4-聚异戊二烯在10%~30%的聚异戊二烯橡胶。

优选的，所述乙烯、丙烯的摩尔比为（0.4~0.8）：1。

优选的，所述第三单体在有机溶剂中的浓度为0.1~1g/100ml。

优选的，所述烷基铝化合物为三甲基铝、三乙基铝、三氯三乙基二铝、二氯乙基铝、一氯二乙基铝或二氯异丁基铝。

优选的，所述活化促进剂为三氯醋酸乙酯、CH₃Cl、CH₂Cl₂或CHCl₃。

优选的，所述有机溶剂为C5~C10的饱和烷烃。

优选的，所述活化促进剂与钒系催化剂的摩尔比为（0.5～20.0）：1。

优选的，所述烷基铝化合物与钒系催化剂的摩尔比为（20～100）：1。

优选的，所述聚合反应的压力为0.1~0.6MPa，所述聚合反应的时间为10~90分钟，所述聚合反应的温度为0~70℃。