[发明专利]一种梳妆结构聚法尼烯橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种梳状结构的聚法尼烯液体橡胶及其制备方法，其特征在于：向聚合装置中加入定量法尼烯、有机铝和MgCl₂负载钛催化剂进行本体或者溶液聚合，其中MgCl₂负载钛催化剂中Ti元素与法尼烯单体的摩尔比为1∶100～1000000，有机铝中的Al元素与MgCl₂负载钛催化剂中Ti元素的摩尔比为10～200∶1，聚合反应温度为0℃～120℃，氢气分压为0～1MPa，聚合时间为1～72小时，然后脱除未反应单体或溶剂，干燥得到聚法尼烯液体橡胶；本聚法尼烯液体橡胶，具有粘度低、流动性好、低温性能优良、生热低、耐磨性好、抓地性好、耐屈挠疲劳性能优良等优异特性，适用于动态橡胶制品，本制备方法采用钛系催化体系，具有较高的催化效率，更适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及橡胶制备领域，尤其涉及一种梳状结构的聚法尼烯橡胶及其制备方法。

背景技术

液体橡胶是一种相对分子质量大约在2000-10000之间，在室温下为黏稠状流动性液体，经过适当化学反应可形成三维网状结构，从而获得和普通硫化胶具有类似的物理机械性能的低聚物，液体橡胶可以直接加填充剂和补强剂制备橡胶制品，也可以加到热固性树脂及其他聚合物中进行改性，另外，液体橡胶的活性官能团可以与其他很多基团反应，形成各种结构的新材料；液体橡胶的特点有：一是分子量应适当地小，以保持呈流动状态；二是要能产生交联，而且交联物的物理机械性能要达到普通硫化胶的水平。现在液体橡胶通常采用石油化工产品而得，如丁二烯、异戊二烯等。

β-法尼烯是通过微生物发酵途径制备而得，原材料廉价易取得，β-法尼烯具有多个不饱和碳-碳键属于无环萜烯家族，具有与丁二烯、异戊二烯相近的经典化学性质，可作为阳离子、阴离子、自由基及配位聚合的单体；法尼烯聚合通常采用阴离子方法制备而得，阴离子方法中采用烷基锂类催化剂，对氧气、水分以及其他杂质敏感容易失活，在工业化生产中具有工艺条件控制苛刻的缺点，且催化效率低。为扩展法尼烯制备途径，更适宜于工业化生产，因此开发负载钛催化体系制备聚法尼烯橡胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梳状结构的聚法尼烯橡胶及其制备方法，解决现法尼烯聚合通常采用阴离子方法制备而得，阴离子方法中采用烷基锂类催化剂，对氧气、水分以及其他杂质敏感容易失活，在工业化生产中具有工艺条件控制苛刻的缺点，且催化效率低的问题。

为实现上述目的，特采用了以下技术方案：一种梳状结构的聚法尼烯橡胶及其制备方法，其包括：

向聚合装置中加入定量法尼烯、有机铝和MgCl₂负载钛催化剂进行本体或者溶液聚合，其中MgCl₂负载钛催化剂中Ti元素与法尼烯单体的摩尔比为1∶100～1000000，有机铝中的Al元素与MgCl₂负载钛催化剂中Ti元素的摩尔比为 10～200∶1；

进一步地，聚合反应温度为0℃～120℃，氢气分压为0～1MPa，为聚合时间为1～72小时，然后脱除未反应单体或溶剂，干燥得到权利要求1所述反式1， 4-结构的丁二烯-异戊二烯共聚物。

本方法制得的聚法尼烯橡胶分子量分布Mw/Mn＝3-20，分子量为 3000～200000。

进一步地，所述的有机铝是三乙基铝、三异丁基铝、二甲基一氯化铝、一甲基二氯化铝、二乙基一氯化铝、一乙基二氯化铝、二异丁基一氯化铝或聚亚胺铝烷中的一种。

进一步地，所述的MgCl₂载钛催化剂是以二氯化镁为载体的含有钛化合物的球形或非球形催化剂，其中，Ti元素占MgCl₂负载钛催化剂的总质量的0.2％～ 5％。

进一步地，所述的钛化合物选自TiCl₄、TiBr₄或TiI₄中的一种，通常采用 TiCl₄。