一种有色聚丁二烯材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种有色聚丁二烯材料及其制备方法 (Colored polybutadiene material and preparation method thereof ) 是由 吴超群 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种有色聚丁二烯材料及其制备方法；有色聚丁二烯材料由下述组分组成：60～100质量份聚丁二烯接枝着色剂,5～20质量份抗滴落剂,1～3质量份抗氧剂,2～5质量份其他助剂；本发明通过在聚丁二烯分子链上接枝着色剂,使聚丁二烯分子具有颜色,解决了胶料需要在高温高压等复杂条件下混炼上色的问题,通过在聚丁二烯分子链上接枝着色剂,着色剂分子上的大量的氰基和羧基与抗氧剂上的羟基或酯基相互作用,两者具有协同增效的作用,使聚丁二烯材料的着色效果和抗氧化效果更佳。(The invention discloses a colored polybutadiene material and a preparation method thereof; the colored polybutadiene material consists of the following components: 60-100 parts by mass of polybutadiene grafted coloring agent, 5-20 parts by mass of anti-dripping agent, 1-3 parts by mass of antioxidant and 2-5 parts by mass of other auxiliary agents; according to the invention, the polybutadiene molecules have colors by grafting the coloring agent on the polybutadiene molecular chain, the problem that rubber materials need to be mixed and colored under complex conditions such as high temperature and high pressure is solved, and a large amount of cyano groups and carboxyl groups on the coloring agent molecules interact with hydroxyl groups or ester groups on the antioxidant by grafting the coloring agent on the polybutadiene molecular chain, so that the cyano groups and the carboxyl groups have a synergistic effect, and the coloring effect and the antioxidant effect of the polybutadiene material are better.)
技术领域
本发明属高分子化学合成领域，具体涉及一种有色聚丁二烯材料及其制备方法。
背景技术
以前，我们生产的大多数橡胶产品都是黑、灰或白色为主，但随着人们对橡胶产品的使用要求和色彩要求越来越高，常常需要色彩斑斓的橡胶产品，这就要求我们通过各色颜料混合物来对橡胶进行上色；胶料通常在高温高压等复杂条件下加以混炼上色，并且要顾及颜料、产品等的成本及性能，如制成的彩色橡胶制品还要具备普通橡胶的一般性能，如：适应性，耐疲劳性，环保无毒安全等等，这对橡上染色都有较高的技术要求；基于上述，本发明通过聚丁二烯分子量上嵌段着色剂，解决胶料需要在高温高压等复杂条件下混炼上色的问题，本发明提出了一种有色聚丁二烯材料及其制备方法。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种有色聚丁二烯材料及其制备方法，通过在聚丁二烯分子链上接枝着色剂，着色剂分子上的大量的氰基和羧基与抗氧剂上的羟基或酯基相互作用，两者具有协同增效的作用，使聚丁二烯材料的着色效果和抗氧化效果更佳。
本发明的目的在于提供一种有色聚丁二烯材料。
本发明的另一目在于是提供上述有色聚丁二烯材料的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
有色聚丁二烯材料的制备方法如下：
按重量份的组分组成：60～100质量份聚丁二烯接枝着色剂，5～20质量份抗滴落剂，1～3质量份抗氧剂，2～5质量份其他助剂在混合机中，20～35℃下以每分钟400～800转的转速混合10～30分钟，混合好的物料通过挤出机在220-230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到有色聚丁二烯材料。
所述聚丁二烯接枝着色剂，其结构式如下式(I)所示：
n的取值为15～50。
上述聚丁二烯接枝着色剂的制备方法如下：
将着色剂加入支口烧瓶中，加入四氢呋喃溶解，升温至70～80℃，滴加SOCl2进行酰氯化化反应；N2保护下，以吡啶为缚酸剂，甲苯为溶剂，将端羟基聚丁二烯与进行酯化反应，得到聚丁二烯接枝着色剂。
所述着色剂具有以下所示结构：
所述着色剂、SOCl2与端羟基聚丁二烯的摩尔比为1:1:10。
所述抗滴落剂为含氟聚合。
所述的抗氧剂为选自受阻酚类或亚磷酸酯类中的一种或几种。
所述的其他助剂为空心玻璃微珠或实心玻璃微球。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供了一种有色聚丁二烯材料，通过在聚丁二烯分子链上接枝着色剂，使聚丁二烯分子具有颜色，解决了胶料需要在高温高压等复杂条件下混炼上色的问题，通过在聚丁二烯分子链上接枝着色剂，着色剂分子上的大量的氰基和羧基与抗氧剂上的羟基或酯基相互作用，两者具有协同增效的作用，使聚丁二烯材料的着色效果和抗氧化效果更佳。
(2)本发明提供了一种有色聚丁二烯材料，着色剂分子与共价键的形式与聚丁二烯结合，克服了将着色剂以物理混合方法添加入聚丁二烯基材，不存在着色剂与聚合物相容性差和阻燃剂易流失问题，且得到的聚合物材料具有持久的颜色。
附图说明
图1为聚丁二烯接枝着色剂的核磁氢谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
将着色剂(5.0mmol)和20ml无水四氢呋喃THF加入反应器中，待反应温度升到70℃后，缓慢滴加SOCl2(5.0mmol)，滴加完毕反应2h，结束反应后，减压蒸馏除去SOCl2和THF，得到着色剂酰氯化产物。
将端羟基聚丁二烯(50.0mmol)加入到50ml Schlenk瓶中，抽充氮气三次后，N2保护下，一次性注射器加入30ml无水甲苯，升温至70℃，待端羟基聚丁二烯完全溶解后注射入1ml吡啶，搅拌30min后，滴加上述溶解于甲苯的着色剂酰氯化产物，升温至80℃继续反应3h，产物冷却到室温，经甲苯/甲醇不断溶解/沉淀循环两次后，真空45℃下烘干至恒重，得到聚丁二烯接枝着色剂，产率为75.2％。
实施例2
将100质量份聚丁二烯接枝着色剂，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到有色聚丁二烯材料。
实施例3
将80质量份聚丁二烯接枝着色剂，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到有色聚丁二烯材料。
实施例4
将60质量份聚丁二烯接枝着色剂，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到有色聚丁二烯材料。
对比例1
将100质量份聚丁二烯，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到聚丁二烯材料。
对比例2
将80质量份聚丁二烯，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到聚丁二烯材料。
对比例3
将60质量份聚丁二烯，10质量份抗滴落剂，2质量份复合抗氧剂，3质量份其他助剂在混合机中，25℃下以每分钟600转的转速混合20分钟，混合好的物料通过挤出机在230℃下挤出、冷却、干燥、切粒、得到聚丁二烯材料。
抗氧化测试：利用DSC-Q10型差示扫描量热仪进行测试，动态DSC试验条件：氮气流量30mL/min，氧气流量20mL/min，升温速率20℃/min，记录100-400℃的数据。试验开始时先通入氮气，当温度达到设定温度100℃时，系统自动转换成氧气，开始记录100-400℃时热量与温度的关系。
着色性能测试：依据ASTMG154测试QUV紫外测试。
热氧老化颜色测试：采用GB/T11186.2-11186.3的规定将老化后的样板与未老化的样板进行比色。
表1为聚丁二烯的着色性能测试结果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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