[发明专利]多相交联橡胶、制备方法和回收方法

说明书

本发明属于橡胶技术领域，公开了一种多相交联橡胶、制备方法和回收方法，是取生胶与交联剂经混炼、交联、破碎后，所得交联橡胶粉与生胶、交联剂、单官能团修饰剂经再次混炼、交联，制得；使用后的所述多相交联橡胶经粉碎、热压即可回收。本发明通过制备含有动态共价键的高交联密度的交联橡胶，作为补强剂，与生胶、交联剂和单官能修饰剂混炼，通过动态共价键交联，形成共交联和界面交联的多相交联橡胶，其具有高弹性、易回收等特点，解决了现有交联橡胶结构导致回收困难的问题。本发明多相交联橡胶可替代热塑性弹性体作为橡胶零部件，如胶管、密封件、汽车内饰等。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，涉及共价交联橡胶，具体地说是一种多相交联橡胶、制备方法和回收方法。

背景技术

传统的橡胶未经补强存在力学性能低的特性，不具备实用性能。因此，补强是多数橡胶制品的基本需求。传统补强依赖于纳米颗粒填充，赋予了橡胶的高弹性、尺寸稳定性和耐溶剂性等性能，同时也存在高加工能耗、较高的制品密度和高滞后生热等缺陷，且现有技术无法对这种传统共价交联橡胶回收再利用。

自Bowman和Kloxin提出共价键自适应网络(covalent adaptable networks,CANs)(Macromolecules,2010,43,2643-2653；Angewandte Chemie InternationalEdition,2012,51,42724274.)以来，这种含有能对外界刺激产生化学响应的可逆共价键的交联网络逐渐受到研究者的关注。2011年，Leibler等将缔合型动态共价键加入到交联聚合物网络中，利用热激发动态共价键的交换反应实现交联网络重排，赋予交联网络可再加工等特性(Science,2011,334,965-968)。基于动态共价网络在网络重排过程中交联密度恒定、高温下不熔且黏度与温度关系符合Arrhenius定律等特性，通过在聚合物中引入可交换键为其结构-功能性设计和回收再利用提供了新思路(Macromolecules 2020,53,584-593；Advanced Materials,2016,28,156-160)。

对于橡胶材料而言，硫化是获得高弹性的前提，传统硫化体系形成的共价交联键不可逆，废橡胶的回收困难。动态共价键的引入赋予了交联网络重复加工的能力，但如何实现含可交换动态键的橡胶网络的补强仍然存在许多问题。填料填充补强是采用最多的方法，但补强效果强烈依赖于填料的分散和填料/橡胶的界面性能，往往需要通过对填料复杂官能化或界面改性来获得满意的性能。另外，通过在动态共价网络中引入额外的物理交联(例如氢键、配位键和离子键等)或利用双网络结构等策略进行补强，除需要对基体材料进行复杂化学修饰外，还会带来额外的滞后损失，通用性差。更为重要的是，研究表明这些补强方法会一定程度地劣化动态网络的可再加工性，这对交联橡胶的回收带来更大的困难。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种多相交联橡胶的制备方法，以解决现有交联橡胶结构导致回收困难的问题；

本发明的另一个目的，是要提供上述制备方法制备的多相交联橡胶；

本发明还有一个目的，是要提供上述多相交联橡胶的回收方法。

本发明为实现上述的目的，所采用的技术方案如下：

一种多相交联橡胶的制备方法，是取生胶与交联剂经混炼、交联、破碎后，所得交联橡胶粉与生胶、交联剂、单官能团修饰剂经再次混炼、交联，即得所述多相交联橡胶。

作为一种限定，所述交联剂为含动态共价键的(多)硫氢化合物及其混合物；

所述含动态共价键的硫氢化合物的结构式为其中为动态共价键。

作为进一步限定，所述动态共价键为硼酸酯键、硅醚键或环缩醛键。

作为另一种限定，所述单官能团修饰剂为含动态共价键的单硫氢化合物及其混合物；

所述含动态共价键的单硫氢化合物的结构式为其中为动态共价键。