一种高柔韧性耐紫外光改性橡胶及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种高柔韧性耐紫外光改性橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、led照明装置具有节能、使用寿命长等特点，其产品具有广阔的市场前景。led柔性灯条为焊有灯珠及印刷线路的柔性线路板经封装后的条形灯带，广泛应用于广告招牌、汽车装饰、指示牌、及多种场合及用具的装饰、照明。

2、目前市场上led柔性灯条常用的封装材料是环氧树脂、聚丁二烯橡胶、聚氨酯和硅橡胶等，其中聚丁二烯橡胶是一种良好的韧性材料，可以有效提高脆性材料的韧性。

3、橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得，橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。

4、聚丁二烯橡胶在世界合成橡胶中是仪次于丁苯橡胶的第二大品种，1,2-聚丁二烯分子主链上存在乙烯基侧基，具有抗湿滑性好、耐老化、低生热等优点，可用来制作飞机及汽车轮胎。此外随微观结构及相对分子质量的不同，1,2-聚丁二烯在塑料、涂料、粘合剂、功能高分子等许多领域中的应用日益广泛，可用于制备薄膜、纤维、橡胶制品以及橡胶制品的改性剂等。

5、按照其微观结构差异，聚丁二烯橡胶可分为高顺式聚丁二烯橡胶(顺-1,4结构含量为90％以上)、低顺式聚丁二烯橡胶(顺式-1,4结构含量为35％～40％)、中乙烯基聚丁二烯橡胶(1,2结构含量为35％～65％)和高乙烯基丁二烯橡胶(1.2-结构含量高于65％)及高反式聚丁二烯橡胶(反-1,4结构65％以上)五种产品。

6、然而现有技术中的聚丁二烯橡胶的柔韧性仍有待提高，并且其耐紫外光和耐高低温能力不足，限制了其应用的范围。

7、因此，目前亟需一种具有优异柔韧性，并且耐紫外光和耐高低温能力强的改性橡胶。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有优异柔韧性，并且耐紫外光和耐高低温能力强的改性橡胶及其制备方法。

2、技术方案：

3、一种高柔韧性耐紫外光改性橡胶，包含端羟基聚丁二烯、3-苯基丙烯腈、改性单体、扩链剂、引发剂、补强剂和抗氧剂；

4、所述改性单体具有如下式a所示结构：

5、

6、本发明的改性橡胶基于聚丁二烯橡胶分子中含有大量的内双键，其极性小、分子链柔性极好，具有良好的柔韧性和耐候性。

7、进一步地，所述改性单体通过以下步骤制备：在反应器中，加入溴丁基三甲氧基硅烷、3-甲基-2-丁烯-1-胺和溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下，加热反应结束后，除去溶剂，重结晶制得所述改性单体。

8、本发明的改性橡胶中接枝有改性单体，一方面基于改性单体的多支链以及长碳链结构，可以进一步改善聚丁二烯橡胶的柔韧性；另一方面改性单体中的多个硅氧烷结构具有高度的柔顺性和优异的耐高低温性能，可以进一步提高聚丁二烯橡胶的柔韧性，并且可以赋予其优异的耐高低温性能，并且其优异的稳定性可以提高橡胶的耐紫外光能力。

9、进一步地，所述溴丁基三甲氧基硅烷和3-甲基-2-丁烯-1-胺的摩尔比为1：1.1-1.3。

10、进一步地，所述加热反应的温度为60-70℃，反应时间为18-24小时。

11、进一步地，所述扩链剂选自过氧化异辛酸叔丁酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

12、进一步地，所述引发剂选自三乙胺或三苯基膦中的一种。

13、进一步地，所述补强剂选自白炭黑、气相二氧化硅或有机膨润土中的一种。

14、进一步地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂bht或焦亚硫酸钠中的一种。

15、本发明的改性橡胶中通过添加补强剂和抗氧剂，可以进一步提高聚丁二烯橡胶的耐候性，扩大应用范围。

16、上述任意一项高柔韧性耐紫外光改性橡胶的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)在反应器中，加入端羟基聚丁二烯、3-苯基丙烯腈和改性单体加热至50-60℃进行预聚反应1-2小时；

18、(2)向步骤(1)的反应器中加入扩链剂和引发剂，升温至70-80℃搅拌反应30-50分钟；

19、(3)将步骤(2)的反应器降温至40-50℃，加入补强剂和抗氧剂，搅拌后冷却、挤出造粒制得所述高柔韧性耐紫外光改性橡胶。

20、本发明的改性橡胶中进一步接枝了3-苯基丙烯腈结构，基于其具有优异稳定性的苯环结构以及丙烯腈的结构，可以显著提高聚丁二烯橡胶的耐高低温性能，并进一步提高其耐紫外光能力。

21、进一步地，按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：

22、

23、有益效果：

24、(1)本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，通过端羟基聚丁二烯与改性单体、3-苯基丙烯腈经扩链、交联并复合补强剂和抗氧剂制得，成功在聚丁二烯橡胶中进一步接枝单体和3-苯基丙烯腈单体，制得的改性橡胶具有优异的柔韧性，并且耐紫外光和耐高低温能力强，可以持久、广泛地应用在封装等高分子材料技术领域。

25、(2)本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，基于聚丁二烯橡胶分子中含有大量的内双键，其极性小、分子链柔性极好，具有良好的柔韧性和耐候性。

26、(3)本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶中接枝有改性单体，一方面基于改性单体的多支链以及长碳链结构，可以进一步改善聚丁二烯橡胶的柔韧性；另一方面改性单体中的多个硅氧烷结构具有高度的柔顺性和优异的耐高低温性能，可以进一步提高聚丁二烯橡胶的柔韧性，并且可以赋予其优异的耐高低温性能，并且其优异的稳定性可以提高橡胶的耐紫外光能力。

27、(4)本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶中进一步接枝了3-苯基丙烯腈结构，基于其具有优异稳定性的苯环结构以及丙烯腈的结构，可以显著提高聚丁二烯橡胶的耐高低温性能，并进一步提高其耐紫外光能力。

28、(5)本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶中通过添加补强剂和抗氧剂，可以进一步提高聚丁二烯橡胶的耐候性，扩大应用范围。

技术特征：

1.一种高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，包含端羟基聚丁二烯、3-苯基丙烯腈、改性单体、扩链剂、引发剂、补强剂和抗氧剂；

2.根据权利要求1所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述改性单体通过以下步骤制备：在反应器中，加入溴丁基三甲氧基硅烷、3-甲基-2-丁烯-1-胺和溶剂，搅拌混合均匀，在氮气保护下，加热反应结束后，除去溶剂，重结晶制得所述改性单体。

3.根据权利要求2所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述溴丁基三甲氧基硅烷和3-甲基-2-丁烯-1-胺的摩尔比为1：1.1-1.3。

4.根据权利要求2所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述加热反应的温度为60-70℃，反应时间为18-24小时。

5.根据权利要求1所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述扩链剂选自过氧化异辛酸叔丁酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述引发剂选自三乙胺或三苯基膦中的一种。

7.根据权利要求1所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述补强剂选自白炭黑、气相二氧化硅或有机膨润土中的一种。

8.根据权利要求1所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂bht或焦亚硫酸钠中的一种。

9.权利要求1-8任意一项所述高柔韧性耐紫外光改性橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的高柔韧性耐紫外光改性橡胶的制备方法，其特征在于，按总质量分数为100%计，所述各组分的质量百分含量为：

技术总结
本发明公开了一种高柔韧性耐紫外光改性橡胶及其制备方法，所述高柔韧性耐紫外光改性橡胶包含端羟基聚丁二烯、3‑苯基丙烯腈、改性单体、扩链剂、引发剂、补强剂和抗氧剂；所述改性单体具有如下式A所示结构。本发明提供的高柔韧性耐紫外光改性橡胶，通过端羟基聚丁二烯与改性单体、3‑苯基丙烯腈经扩链、交联并复合补强剂和抗氧剂制得，成功在聚丁二烯橡胶中进一步接枝单体和3‑苯基丙烯腈单体，制得的改性橡胶具有优异的柔韧性，并且耐紫外光和耐高低温能力强，可以持久、广泛地应用在封装等高分子材料技术领域。

技术研发人员：马月春
受保护的技术使用者：重庆索梦得新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23