[发明专利]一种环氧化三元乙丙橡胶、制备方法及弹性体

说明书

本发明公开了一种环氧化三元乙丙橡胶、制备方法及弹性体。环氧化三元乙丙橡胶的环氧化程度大于90％。制备方法包括：(1)三元乙丙橡胶在溶剂中完全溶解；(2)加入甲酸和相转移剂，搅拌；滴加过氧化氢水溶液进行反应；(3)用碱溶液或蒸馏水将环氧化三元乙丙橡胶洗至中性，沉淀、干燥得到所述环氧化三元乙丙橡胶。三元乙丙橡胶弹性体是由包括以下组分的原料混炼硫化后制得：环氧化三元乙丙橡胶100重量份；交联剂0.1～15重量份。本发明更易进行反应过程控制，反应所用的原料价格低廉、绿色环保；其次催化效果好、反应的效率高、选择性好、副反应少。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，进一步地说，是涉及一种环氧化三元乙丙橡胶、制备方法及弹性体，以及基于环氧化三元乙丙橡胶新型交联弹性体的制备方法。

背景技术

对含有不饱和双键烯烃橡胶的环氧化进行改性并投入使用早己成为热点，通过改性，不仅提高并改变了橡胶的性能，同时拓宽了其用途。在这众多的化学改性方法中，最简单易操作，应用前景最广泛的是环氧化。由于极性基团的引入，橡胶环氧化后极性大大增加，使其和某些极性橡胶的并用性能大大增加。

目前，橡胶环氧化改性的手段主要采用以下三种化学改性的方法进行反应：(1)直接环氧法：是指在橡胶溶液或乳液中直接加入过氧酸来进行环氧化改性的反应。虽然直接环氧法实验操作简单，但环氧化过程控制难度较大、易发生副反应，且过氧化物具有较大的毒性。(2)原位环氧改性法：是指在体系反应过程中原位生成过氧酸进行反应。原位环氧改性法更易进行反应过程控制，是一种绿色环氧化反应。虽然反应工艺略为复杂，然而使用的原料都是极其环保的氧气、双氧水等方便易得的氧化源。主要有以下优点：①除了前期的设备投入，反应所用的原料价格低廉；②由于有催化效果，反应的效率高，选择性好，副反应少。随着环保意识的增强，以及科技不断的进步，绿色环氧化终会替代传统环境不友好型，资源浪费型，污染严重的传统方法。(3)过渡金属法：即指在过渡金属催化剂的作用下，过氧化物作为环氧化试剂会打开不饱和橡胶的双键进行环氧化反应。过渡金属法避免了使用酸类化合物，反应过程可控，产物纯度高，但是过渡金属价格较高。采用原位法环氧改性反应可以通过控制加入过氧化氢试剂的量来制备不同环氧化程度的环氧化橡胶，具有反应副反应少、转化率高的特点。

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。三元乙丙橡胶通常使用过氧化物或者硫磺硫化。但是，这两种硫化方法都存在着各自缺点。比如，过氧化物硫化体系，硫化完成以后残余的小分子释放出来，产生难闻的臭味，这会给工人和用户带来不适。另外，过氧化物本身不安全，在存放或者运输过程中容易爆炸。若采用硫磺硫化体系，硫化促进剂会分解产生亚硝胺，胺类化合物，二硫化碳等，这些硫化物有强刺激和恶臭气味，空气中含有极少量的硫化物就能令人恶心、呕吐，对人体呼吸系统、眼睛及神经系统都有强侵蚀作用，有致畸作用，是职业性肿瘤的重要诱发因素之一。而在乙丙橡胶的制品中，汽车内饰(如密封条)用量巨大，不管硫磺硫化还是过氧化物硫化，都会导致制品散发出的气味，以及危害人们的健康。如果我们想要从根本上解决这个问题，就需要设计一种区别于硫化硫化和过氧化物硫化的新型交联体系。因为我们将三元乙丙橡胶环氧化之后，再利用二元胺、二元酸等与环氧基团之间的反应进行交联。这种简单的交联体系，绿色环保，硫化过程中不会产生刺激性气味。