[发明专利]一种丙烯腈-苯乙烯-共轭二烯无规共聚橡胶及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙烯腈‑苯乙烯‑共轭二烯无规共聚橡胶及其合成方法和应用。在包含乳化剂、分散剂、电解质、还原剂、脱氧剂及活化剂的水相中，加入包含共轭二烯1,2‑加成结构调节剂、分子质量调节剂、苯乙烯、丙烯腈和共轭二烯组成有机相，搅拌形成均匀乳液，加入引发剂引发聚合反应，聚合反应完成后，终止聚合反应，凝聚，即得分子量分布宽、丙烯腈含量在1～5％、侧支链乙烯基单元含量约60％左右的丙烯腈‑苯乙烯‑共轭二烯无规共聚橡胶，可以用于轮胎胎面胶，具有低生热、低滚动阻力、高抗湿滑性等优势，是现有的通用型SSBR、ESBR以及现有官能化基团质量含量偏低的SSBR良好替代品，是理想的全钢子午线轮胎胎面胶材料。

技术领域

本发明涉及一种丙烯腈-苯乙烯-共轭二烯无规共聚橡胶，特别涉及一种分子量分布宽、丙烯腈含量适宜、侧支链乙烯基单元含量较高的丙烯腈-苯乙烯-共轭二烯无规共聚橡胶，还涉及通过低温乳液聚合合成丙烯腈-苯乙烯-共轭二烯无规共聚橡胶的方法，以及丙烯腈-苯乙烯-共轭二烯无规共聚橡胶在轮胎的胎面胶中的应用，属于轮胎胶料技术领域。

背景技术

现有的锂系阴离子聚合通常由苯乙烯与共轭二烯共聚形成嵌段或无规共聚物，如市售的SBS-791、SIS-1209以及溶聚丁苯橡胶SSBR2557S等。而采用活性锂不可能将丙烯腈与共轭二烯共聚或制备相应的共聚物，因强极性的丙烯腈单体极易将活性锂终止。不过，采用乳液聚合却能将苯乙烯或丙烯腈与丁二烯共聚制备乳聚丁苯橡胶(如市售的ESBR1500、NBR3345C等)，但是由于ESBR分子中无极性官能基团和侧支链单元含量低的，将其用作全钢子午线轮胎胎面胶会出现抗湿滑性能差、动态生热高和滚动阻力大等缺陷。然而，NBR因分子中结合的丙烯腈含量高，主要用作耐油橡胶制品，因与橡胶软化油和BR、天然橡胶(NR)等不相容，也不适宜用作轮胎用胶。如中国专利(CN201910264584.6)介绍了一种SBS改性沥青及制备方法，其SBS的制备是将苯乙烯与丁二烯在有机锂引发剂的作用下制取。英国专利(GB2029426)及美国专利(US4413089)介绍了用钡盐-三丁基镁锂/三烷基铝催化对丁二烯和异戊二烯进行共聚制得的无规或嵌段共聚物，其门尼粘度为59，分子量分布D＝1.46，聚合物的加工性能及生胶粘性良好，可与NR并用。欧洲专利(EP0493839B1)中描述了采用丁基锂(NBL)引发苯乙烯-丁二烯混合单体、三丁基氯化锡偶合得到的聚合物(SSBR)，相比于NBL引发混合二烯单体、水终止的聚合物(通用型SSBR)，其硫化胶的tanδ(65℃)值减少9.46％；采用三丁基锡锂引发二烯单体、水终止的聚合物相比于通用型SSBR，其tanδ(65℃)值减少32.9％；采用三丁基锡锂引发二烯单体、三丁基氯化锡偶合得到的聚合物相比于通用型SSBR，其tanδ(65℃)值减少40.1％，此例说明偶合前的聚合物活性锂是少于引发时的活性锂当量数，锡封闭率愈高，tanδ(65℃)值减少率愈大，上述技术中的单体聚合属于阴离子型溶液聚合。