[发明专利]一种改性聚异戊二烯及其制备方法，以及改性橡胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性聚异戊二烯及其制备方法，以及改性橡胶及其制备方法。本发明提供的改性聚异戊二烯具有式(1)所示结构，其中的Upy氢键基团通过缔合作用可以增加链间相互作用，链内Upy氢键基团无规分布的改性聚异戊二烯链，添加到天然橡胶或合成橡胶基体中，可以形成缔合点或轻度交联的网络结构；这种特定结构的改性聚异戊二烯与橡胶基体具有良好的分子相容性，可以均匀地分散在上述橡胶基体中，生成均匀的橡胶体系，而且硫化过程中可以共同生产交联网络。上述特定缔合基团的存在可以增加分子链之间的相互作用，甚至生成缔合网络，进而在挤出或压延加工中抑制链分子的定向排列，降低挤出胀大和压延效应。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，特别涉及一种改性聚异戊二烯及其制备方法，以及改性橡胶及其制备方法。

背景技术

橡胶制品通常采用螺杆挤出设备将混炼胶挤出成型，或采用压延机压延成型制备半成品(或称中间制品)，然后经过定形、硫化制备橡胶制品，如轮胎、输送带、胶管、胶带、电线电缆、运动器械等。

混炼胶在挤出或压延成型过程中，在复杂的流场(拉伸流场、剪切/拉伸复合流场)和温度场作用下，由于法向应力差，或在压延方向和垂直方向上应变的差异，应力被冻结而引起内部结构不均匀和后续形状变化，即挤出胀大和压延效应；具体的，橡胶链分子沿着挤出流动方向、或压延方向发生定向排列或取向，导致制备的胶片在后续发生形态胀大，或在机械性能上表现出不同方向上的各项异性，进而影响到橡胶制品的形态、尺寸、机械性能等。

挤出胀大和压延效应是橡胶成型加工中常见的现象，也是关键技术难题。为解决上述问题，国内主要采用人工经验的方法调控工艺参数进而减小挤出胀大或抑制压延效应，这种方法依赖人工经验调控，难以实现制备工艺和橡胶制品的精准加工控制，因此降低和控制后续制品内部的各向异性和形状变化的问题亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性聚异戊二烯及其制备方法，以及改性橡胶及其制备方法。本发明提供的改性聚异戊二烯能够有效抑制橡胶在成型工序中的压延效应和挤出胀大。

本发明提供了一种改性聚异戊二烯，具有式(1)所示结构：

其中，n为110～600，x为100～500，x＜n。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的改性聚异戊二烯的制备方法，包括以下步骤：

a)聚异戊二烯与氧化剂进行环氧化反应，得到式A所示环氧化聚异戊二烯；

b)所述环氧化聚异戊二烯与HCl进行开环反应，得到式B所示聚(异戊二烯-r-3-氯-2-甲基-2-丁醇)无规共聚物；

c)所述聚(异戊二烯-r-3-氯-2-甲基-2-丁醇)无规共聚物与式C所示异氰酸酯反应，得到式(1)所示改性聚异戊二烯；

其中，n为110～600，x为100～500，x＜n。

优选的，所述步骤a)中，所述氧化剂为间氯过氧苯甲酸。

本发明还提供了一种改性橡胶，由包括以下质量份组分的原料制得：

其中，所述改性聚异戊二烯为上述技术方案中所述的改性聚异戊二烯。

优选的，所述橡胶基体为天然橡胶和/或合成异戊橡胶。

优选的，填料包括炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉和粉煤灰中的一种或几种；

所述增塑剂选自石蜡、松焦油、芳烃油、松香、机油和软化重油中的一种或几种。