[发明专利]粉末戊苯橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶生产领域，具体而言，涉及一种粉末戊苯橡胶及其制备方法。

背景技术

随着科学技术水平的不断提高，拓展合成橡胶的应用领域的也越来越受到人们的重视。于此同时，采用橡胶改性塑料、改性水泥、改性沥青等的开发及应用研究也逐渐兴起。但是由于橡胶本身的粘结力和高弹性，与上述产品难以均匀混合，所以达不到改性的预期效果。此外，还存在着块状橡胶本身在加工过程中需要切块、混炼，操作麻烦、劳动强度大等问题，所以上世纪七十年代初国外发达国家开始研究液体橡胶和粉末橡胶，其后逐渐形成了工业化生产。

粉末橡胶与块状橡胶相比有诸多优点，例如，与被改性的塑料、水泥、沥青等容易混合均匀，改性效果好。另外，使用粉末橡胶可以取消切胶工艺，缩短混炼周期，降低能耗，减轻劳动强度。通过与其它炭黑、粉状填料共混成粉末橡胶母料，可直接加工成橡胶制品等等。

自七十年代后期，美国、德国、英国、日本等发达国家的合成橡胶和聚合物加工企业都在致力于橡胶粉末化的研究开发和生产。其中生产最多的是粉末丁腈，其次是粉末丁苯，主要用途是改性塑料和水泥、沥青等。目前还没有见到有关制备可作为改性助剂的粉末戊苯橡胶的相关报道。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种粉末戊苯橡胶，其具有更好的机械性能。

本发明的第二目的在于提供一种粉末戊苯橡胶的制备方法，其具有工艺流程简单、生产效率高等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种粉末戊苯橡胶，主要由以下组分制作而成：按重量份计，

所述共聚单体至少包括异戊二烯和苯乙烯，所述异戊二烯与所述苯乙烯的重量比为2:1～5:1；

所述接枝单体包括苯乙烯和丙烯腈，所述苯乙烯与所述丙烯腈的重量比为3:2～2:3；

所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或多种，所述乳化剂包括过十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，十二烷基磺酸钠中的一种或多种。

该粉末戊苯橡胶是以异戊二烯和苯乙烯作为主链、以苯乙烯和丙烯腈为支链制作形成的接枝共聚物。接枝处理降低了制得粉末戊苯橡胶的熔体粘度、改善了其流动性，有利于对粉末戊苯橡胶进行二次加工。此外，接枝后的粉末戊苯橡胶的活化点更多，更利于与其他橡胶、塑料等成分发生相互作用，从而可以在较温和的条件下形成高分子量的聚合物，以改善橡胶、塑料等产品的性能。支链的存在使粉末戊苯橡胶的分子链段的空间排布更加紧密，其尺寸更小，可以降低产品的粒径，便于与其它物料混合。

过硫酸盐在水中具有较高的溶解度，可产生具有强氧化作用的过硫酸根离子。过硫酸根离子在水体系受热中产生自由基引发聚合反应。过硫酸盐引发剂适于低温条件下引发乳液聚合反应，可以避免由于乳液聚合温度过高导致反应体系稳定性差的问题。高温反应会导致反应体系中的乳胶粒布朗运动加剧，从而使乳胶粒子相互碰撞聚合，导致反应体系的稳定下降。此外，高温反应易导致单体爆聚，进而发生设备损坏、产物损失等问题。上述十二烷基系的乳化剂为阴离子表面活性成分，其在水中具有较好的溶解度，对共聚单体、接枝单体的乳化作用强，可促进共聚单体、接枝单体充分地分散于水体系中，利于得到粒径较小的粉末戊苯橡胶。

上述粉末戊苯橡胶外观为白色粉末，表观密度在0.4g/cm³以上，1000μm筛余物的含量在1％以下。100重量份的聚合度为1000的聚氯乙烯与20重量份粉末戊苯橡胶共混后，拉伸强度在17MPa以上，抗冲击强度在9KJ/m²以上，断裂强度在17MPa以上，伸长率在250％以上。

优选地，所述共聚单体还包括：乙烯基类单体，和/或不饱和脂肪酸烷基酯类单体，所述乙烯基类单体和所述不饱和脂肪酸烷基酯类单体的用量占所述共聚单体总重量的20％以下。

乙烯基类单体和饱、脂肪酸烷基酯类单体的加入，可以提高共聚单体聚合后产物的活性中心的数量，以便更充分地与接枝单体聚合。

优选地，所述乙烯基类单体包括丁二烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯中的一种或多种。

乙烯基单体可为粉末戊苯橡胶提供乙烯基，从而提高粉末戊苯橡胶与具有乙烯基的物质之间的相溶性，进而降低改性产品的制作难度。

优选地，所述不饱和脂肪酸烷基酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、乙基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸己酯、丁基丙烯酸甲酯中的一种或多种。