一種集成橡膠sibr及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種集成橡膠SIBR及其制備方法，集成橡膠SIBR由苯乙烯10份-30份、異戊二烯20份-60份、丁二烯10份-30份、環(huán)己烷0.1份-1份、正丁基鋰0.1份-1份按重量份制備而成。本發(fā)明通過一次加料、反應(yīng)擠出的方法使整體二烯烴質(zhì)量含量提升至75%以上，制得的集成橡膠SIBR在拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度與抗撕裂強度等力學(xué)性能方面均優(yōu)越于現(xiàn)有產(chǎn)品，具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
【專利說明】—種集成橡膠SI BR及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及集成橡膠【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種集成橡膠SIBR及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]輪胎是橡膠工業(yè)的主要產(chǎn)品，其耗膠量一般占到總耗膠量的50-60% ;隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對輪胎的抗?jié)窕?、耐磨性等提出了更高的要求。研究表明，通用胎面膠的性能之間存在著明顯的矛盾，滾動阻力小、耐磨性好的橡膠，則其抗?jié)窕圆?，反之亦然。為此上世紀(jì)90年代人們提出了集成橡膠SIBR，能克服通用膠制成的胎面無法克服的滾動阻力、牽引力與耐磨性三大行駛性能之間的矛盾，使胎面膠的整體性能得到提高，滿足高性能輪胎的要求。集成橡膠SIBR是由苯乙烯、異戊二烯與丁二烯橡膠三個單體聚合而成的共聚物，將這三種膠種的性能集合于一體，從而兼具這三種膠的物性。雖然也有專利系統(tǒng)的描述了集成橡膠SIBR的合成方法，但此系列產(chǎn)品卻一直未能投放市場，究其原因是因為SIBR性價比過低。
[0005]另外眾所周知，反應(yīng)擠出技術(shù)是一個連續(xù)化的生產(chǎn)過程，具有低成本、低污染及低能耗等眾多優(yōu)點，本專利創(chuàng)新的將此技術(shù)應(yīng)用于SIBR的生產(chǎn)，將苯乙烯、異戊二烯和丁二烯三種單體的混合物一次加料可以在雙螺桿擠出機中制出分子量合適的共聚物，且二烯烴總體的質(zhì)量含量可高達75%以上，所得的聚合物也為一種常溫下處于高彈態(tài)的合成橡膠。目前市場上出現(xiàn)的SIBR，在拉伸強度，沖擊強度，抗撕裂強度等力學(xué)性能方面不是很好，與之相比，本專利制備的SIBR在力學(xué)性能上有明顯的改善。因此，本發(fā)明具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種新型的集成橡膠SIBR及其制備方法，該制備方法簡單易行，明顯降低了其生產(chǎn)成本，且使得制得的橡膠具有實際應(yīng)用價值。
[0008]一種集成橡膠SIBR，由下列組分按重量份制備而成:
苯乙烯(St) 10份-30份
異戊二烯(Ip) 20份-60份 丁二烯(Bd) 10 份-30 份 環(huán)己烷0.1份-1份
正丁基鋰0.1份-1份。
[0009]進一步，所述的丁二烯為反式-1，4- 丁二烯。
[0010]本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述的一種集成橡膠SIBR的制備方法，包括下述步驟:
(1)按配比將苯乙烯、異戊二烯、丁二烯進行混合后存放于金屬罐中，由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進入擠出機；
(2)環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流22-24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡10_12h ；
(3)將正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L-0.3mol/L存放于充滿惰性氣體的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)混合液一同混合，擠出造粒得粒子；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為50-60°C。
[0011]進一步，所述步驟(1)中的三根吸附柱中前兩根吸附柱中充滿活化后的活性氧化鋁，最后一根吸附柱中則充滿活化后的分子篩。
[0012]所述步驟(3)中的惰性氣體為氬氣或氮氣。
[0013]所述步驟(4)中雙螺桿擠出機的1-3區(qū)溫度為100-120 °C，4-6區(qū)溫度為120-160°C，7-9 區(qū)溫度為 160-200°C。
[0014]為了防止丁二烯在加料過程中的汽化，計量泵和吸附柱不使用時均需保存在-25 °C的冰柜中。
[0015]正丁基鋰直接使用十分危險；且按照喂料比每小時僅需IOml左右，其計量困難。故將正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L-0.3mol/L，將稀釋后的正丁基鋰保存在充滿惰性氣體的密閉金屬罐中。從而提高了正丁基鋰的使用安全性，并方便生產(chǎn)過程中的加料計量。
[0016]同時對環(huán)己烷進行處理，即在氧化鈣存在下回流22-24小時，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡10-12小時。
[0017]本發(fā)明的有益效果有:
1、本發(fā)明通過一次加料、通過擠出機混合擠出的方法得到苯乙烯/異戊二烯/ 丁二烯集成橡膠SIBR，使集成橡膠SIBR中整體二烯烴質(zhì)量含量提升至75%以上，并大大提高了集成橡膠SIBR的物理性能。
[0018]2、三根吸附柱中前兩根充滿活化后的活性氧化鋁，最后一根則充滿活化后的分子篩，將苯乙烯、異戊二烯與丁二烯的混合物依次通過這三根吸附柱，從而確保將其中的水分含量降至最低。為了防止丁二烯的汽化，計量泵和吸附柱不使用時均需保存在_25°C的冰柜中。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做一詳細的闡述。
[0021]本發(fā)明集成橡膠SIBR的制備方法，包括下述步驟:
(1)按配比將苯乙烯、異戊二烯、丁二烯進行混合，將混合液存放于金屬罐中，由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱，最后進入擠出機；其中三根吸附柱中前兩根吸附柱中充滿活化后的活性氧化鋁，最后一根吸附柱中則充滿活化后的分子篩；
(2)環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流22-24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡10_12h ；(3)將正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L-0.3mol/L存放在充滿惰性氣體氬氣或氮氣的密閉金屬te中；
(4)將經(jīng)(2)、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的1-3區(qū)溫度為100-120°C，4-6區(qū)溫度為120-160。。，7-9 區(qū)溫度為 160-2000C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為50-60°C。
[0022]實施例1
(1)將苯乙烯(St)20份、異戊二烯(Ip) 40份與丁二烯(Bd) 20份進行混合，其混合液由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進行除去水份后進入擠出機；
(2)將0.5份環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流22h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡12h ；
(3)將0.5份正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L存放在充滿惰性氣體氬氣的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)的混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的I區(qū)100°C，2區(qū)110°C，3區(qū)120°C，4區(qū)1200C，5 區(qū) 140°C ,6 區(qū) 160°C，7 區(qū) 160°C，8 區(qū) 180°C，9 區(qū)溫度為 200°C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為50°C。
[0023]實施例2:
(1)將苯乙烯(St)10份、異戊二烯(Ip) 20份與丁二烯(Bd) 10份進行混合，其混合液由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進行除去水份后進入擠出機；
(2)將0.1份環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡IOh ；
(3)將0.1份正丁基鋰稀釋至0.3mol/L存放在充滿惰性氣體氮氣的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)的混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的I區(qū)100°C，2區(qū)120°C，3區(qū)120°C，4區(qū)1200C , 5 區(qū) 130°C，6 區(qū) 160°C，7 區(qū) 170°C，8 區(qū) 180°C，9 區(qū)溫度為 190°C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為60°C。
[0024]實施例3:
(1)將苯乙烯(St)30份、異戊二烯(Ip) 60份與丁二烯(Bd) 30份進行混合，其混合液由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進行除去水份后進入擠出機；
(2)將1份環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流23h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡IOh ；
(3)將1份正丁基鋰稀釋至0.2mol/L存放在充滿惰性氣體氬氣的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)的混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的I區(qū)100°C，2區(qū)120°C，3區(qū)110°C，4區(qū)1200C，5 區(qū) 130°C，6 區(qū) 145°C，7 區(qū) 175°C，8 區(qū) 180°C，9 區(qū)溫度為 200°C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為55°C。
[0025]實施例4: (I)將苯乙烯(St) 20份、異戊二烯(Ip) 40份與丁二烯(Bd) 10份進行混合，其混合液由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進行除去水份后進入擠出機；(2)將0.7份環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡12h ；
(3)將0.7份正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L存放在充滿惰性氣體氬氣的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)的混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的I區(qū)100°C，2區(qū)110°C，3區(qū)120°C，4區(qū)1200C，5 區(qū) 130°C ,6 區(qū) 160°C，7 區(qū) 175°C ,8 區(qū) 180°C，9 區(qū)溫度為 195°C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為55°C。
[0026]實施例5:
(1)將苯乙烯(St)20份、異戊二烯(Ip) 40份與丁二烯(Bd) 30份進行混合，其混合液由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進行除去水份后進入擠出機；
(2)將0.5份環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡12h ；
(3)將0.5份正丁基鋰稀釋至0.3mol/L存放在充滿惰性氣體氮氣的密閉金屬罐中；
(4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)的混合液一同混合，擠出造粒得粒子；其中雙螺桿擠出機的I區(qū)110°C，2區(qū)110°C，3區(qū)120°C，4區(qū)1200C，5 區(qū) 130°C，6 區(qū) 145°C，7 區(qū) 175°C，8 區(qū) 180°C，9 區(qū)溫度為 195°C ；
(5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為60°C。
[0027]對比例:
對比例選用北京燕山石化公司生產(chǎn)的集成橡膠SIBR2505，其二烯烴總體的質(zhì)量含量為
65%。
[0028]將實施例1-5與對比例的集成橡膠SIBR產(chǎn)品裁剪成標(biāo)準(zhǔn)樣條，分別按GB/T1040、GB/T9341、GB/T1843和GB/T528標(biāo)準(zhǔn)再測試其拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度和撕裂強度，具體見下表。
【權(quán)利要求】
1.一種集成橡膠SIBR，其特征在于:由下列組分按重量份制備而成: 苯乙烯10份-30份 異戊二烯20份-60份 丁二烯10份-30份 環(huán)己烷0.1份-1份 正丁基鋰0.1份-1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成橡膠SIBR，其特征在于:所述的丁二烯為反式 _1，4- 丁二稀。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述的一種集成橡膠SIBR的方法，其特征在于:包括下述步驟: (1)按配比將苯乙烯、異戊二烯、丁二烯進行混合后存放于金屬罐中，由計量泵抽出后依次經(jīng)過三根吸附柱進入擠出機； (2)環(huán)己烷在氧化鈣存在下回流22-24h，再進行常壓蒸餾，蒸餾出來的環(huán)己烷用活化過的分子篩浸泡10_12h ；(3)將正丁基鋰稀釋至0.1 mol/L-0.3mol/L存放于充滿惰性氣體的密閉金屬罐； (4 )將經(jīng)(2 )、( 3 )處理后的環(huán)己烷、正丁基鋰一同加入雙螺桿擠出機中與(I)混合液一同混合，擠出造粒得粒子； (5)將(3)的粒子經(jīng)混煉即得集成橡膠SIBR產(chǎn)品，其中混煉溫度為50-60°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的三根吸附柱中前兩根吸附柱中充滿活化后的活性氧化鋁，最后一根吸附柱中則充滿活化后的分子篩。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的惰性氣體為氬氣或氮氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中雙螺桿擠出機的1-3區(qū)溫度為100-120°C，4-6區(qū)溫度為120-160°C，7-9區(qū)溫度為160_200°C。
【文檔編號】B29C47/92GK103772609SQ201410005232
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】楊桂生, 劉凱 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司