[发明专利]聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶及其制备方法

权利要求书

1.聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)合成极性共聚物：将异戊二烯单体和烷基铝保护的羟基月桂烯前体在催化剂作用下于40～60℃反应3～5h；然后滴加酸化甲醇淬灭反应；所得产物经酸化水和乙醇多次洗涤，于30～50℃真空干燥后得到极性共聚物；

2)合成单异氰酸基-聚倍半硅氧烷：将单氨基聚倍半硅氧烷与过量的二异氰酸酯在溶剂的作用下，常温条件下反应1～3h；所得产物经乙腈反复洗涤，30～50℃真空干燥后得到单异氰酸基-聚倍半硅氧烷；

3)合成聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶：步骤1)所得的极性共聚物与步骤2)所得的单异氰酸基-聚倍半硅氧烷在催化剂月桂酸锡和溶剂的作用下，于60～80℃反应20～30h；所得产物经甲醇进行多次洗涤，于30～50℃真空干燥后得到聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶；

其中，所有反应均在无水无氧环境中进行；

步骤1)中，所述催化剂体系为A、B和C的混合物，A、B和C的摩尔比为：A：B：C＝0.8～1.2：15～25：1～3；所述催化剂物质A为羧酸类钕、醇类钕、磷酸酯类钕，乙酰丙酮类钕或氨基类钕；物质B为三异丁基铝、三甲基铝、三乙基铝或二异丁基氢化铝；物质C为二异丁基氯化铝、二氯二甲基硅、叔丁基氯、四氯甲烷、一氯二乙基铝、三氯化铝、二乙基氯化铝或三氯三乙基二铝。

2.根据权利要求1所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中的烷基铝保护的羟基月桂烯前体是将含羟基的月桂烯通过烷基铝脱氢得到；进一步，所述含羟基的月桂烯采用下述方法合成：将月桂烯的独立双键通过间氯过氧苯甲酸环氧化得到环氧化月桂烯，氢化锂铝与环氧化月桂烯进行环氧化还原反应，得到含羟基的月桂烯。

3.根据权利要求1或2所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中，A、B和C的摩尔比为：A：B：C＝1：20：2。

4.根据权利要求1或2所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所得极性共聚物为末端极性共聚物或无规极性共聚物；其中，末端极性共聚物采用分布投料的方式获得：先将催化剂和异戊二烯单体投入，待其单体转化率达到100％后，再投入烷基铝保护的羟基月桂烯前体，继续反应2～4h；无规极性共聚物采用混合投料的方式获得：异戊二烯单体和烷基铝保护的羟基月桂烯前体直接混合后加入催化剂体系中反应3～5h。

5.根据权利要求1或2所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述单氨基聚倍半硅氧烷选自式I所示的化合物：

式I中，所述R选自下述基团中的一种：苯基、环己基、环戊基、异丁基、烯基或烷基；所述X选自下述基团中的一种：烷氨基、苯氨基、环戊氨基或环己氨基。

6.根据权利要求4所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述单氨基聚倍半硅氧烷选自式I所示的化合物：

式I中，所述R选自下述基团中的一种：苯基、环己基、环戊基、异丁基、烯基或烷基；所述X选自下述基团中的一种：烷氨基、苯氨基、环戊氨基或环己氨基。

7.根据权利要求1或2所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中二异氰酸酯选自下述化合物中的一种：

8.根据权利要求4所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中二异氰酸酯选自下述化合物中的一种：

9.根据权利要求5所述的聚倍半硅氧烷改性聚异戊二烯橡胶的制备方法，其特征在于，步骤2)中二异氰酸酯选自下述化合物中的一种：