一种功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明高分子材料技术领域，涉及一类功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物及其制备方法。

背景技术

C5石油树脂是以裂解制乙烯装置的副产物C5馏分为主要原料，在催化剂存在下聚合，或将其与酸酐类、酚类、芳香烃类化合物进行共聚合而制得的热塑性树脂。C5石油树脂具有良好的增黏性、耐热性、安定性、耐水性、耐酸碱性，主要用于胶黏剂、密封、油墨和涂料等领域，市场需求量大。

C5石油树脂与酚醛树脂、萜烯树脂、古马隆树脂、天然橡胶、合成橡胶等相容性好。但是，由于C5石油树脂的分子结构中缺少极性基团，与极性聚合物相容性较差，因此限制了它的有效利用。此外，C5石油树脂其相对分子质量较小、存在软化点低、热稳定性、强度、耐腐蚀性相对较差等问题，大大限制了C5石油树脂的应用范围。

改性石油树脂既是C5石油树脂的发展方向，又是许多新材料的立足点，目前，石油树脂的改性主要有两类。第一类是在C5石油树脂中加入淡烯烃、芳香族不饱和烃和脂环烃等改性剂，可改善产品的溶解性、色泽和稳定性等；第二类是用带有极性基团的单体进行枝接共聚改性，用以制备专用性强、含功能基团的石油树脂。目前，可用于C5石油树脂改性的单体种类不多，极性或功能性好的C5石油树脂产品种类还较为单一，限制了C5石油树脂的使用范围，对石油副产品的加工利用效率还较低。如何开发并制备出具有极性高、功能性好的改性C5石油树脂，必将极大拓展C5石油树脂的应用领域，具有非常良好应用前景和经济使用价值。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物及其制备方法，通过功能化溶聚丁苯橡胶和C5石油树脂共混、密炼后制得功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物，该方法制备条件温和、工艺简单、产品性能稳定，适合工业化生产。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物，是功能化溶聚丁苯橡胶和C5石油树脂的共混物，以功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物质量为100份计，其中功能化溶聚丁苯橡胶的质量分数为3-40份，其余为C5石油树脂；

所述C5石油树脂是以裂解制乙烯装置的副产物C5馏分为主要原料制得的热塑性树脂；所述C5石油树脂的数均分子量为100-3000；

所述功能化溶聚丁苯橡胶是丁二烯、苯乙烯、含功能基团的二苯基乙烯衍生物的三元共聚物；所述功能化溶聚丁苯橡胶的数均分子量为500-30000；所述三元共聚物中含功能基团的二苯基乙烯衍生物的含量为0.1-10wt％，丁二烯含量为50-90wt％，其余为苯乙烯；

所述含功能基团的二苯基乙烯衍生物包括含硅氧基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物、含胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物、含硅氧基团和胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物中的至少一种。

进一步地，以功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物质量为100份计，其中功能化溶聚丁苯橡胶的质量分数为5-35份，其余为C5石油树脂。

进一步地，所述C5石油树脂的分子量200-2500。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶的数均分子量为10000-15000。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶中含功能基团的二苯基乙烯衍生物的含量为0.5-7wt％，丁二烯含量55-80wt％。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶中含功能基团的二苯基乙烯衍生物的含量为3％-5wt％，丁二烯含量60-70wt％。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶是丁二烯、苯乙烯、含功能基团的二苯基乙烯衍生物的三元共聚物，其玻璃化转变温度为-100℃～-50℃。

进一步地，所述C5石油树脂是以裂解制乙烯装置的副产物C5馏分为主要原料，在催化剂条件下聚合，或将其与酸酐类、酚类、芳香烃类化合物进行共聚合而制得的热塑性树脂。

进一步地，所述C5石油树脂包括脂肪族C5石油树脂、氢化C5石油树脂、混合C5石油树脂中的至少1种。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶三元共聚物的链端或链中含有含硅氧基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物、含胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物、含硅氧基团和胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物单体中的一种。

另一方面，本发明提供一种功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物的制备方法，将功能化溶聚丁苯橡胶和C5石油树脂按照质量比1：(1.5～40)的比例加入密炼机内，设置转矩40-100rpm，在密炼温度80-200℃条件下，密炼时长5-30min，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶和C5石油树脂按照质量比1：(2～30)的比例加入密炼机内，设置转矩40-80rpm，在密炼温度100-180℃条件下，密炼时长10-20min，所述功能化溶聚丁苯橡胶中含功能基团的二苯基乙烯衍生物的含量为5-6wt％，丁二烯含量60-70wt％。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶和C5石油树脂按照质量比1：4的比例加入密炼机内，设置转矩60rpm，在密炼温度120-160℃条件下，密炼时长15min，所述功能化溶聚丁苯橡胶中含功能基团的二苯基乙烯衍生物的含量为5wt％，丁二烯含量70wt％。

进一步地，所述功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物的初粘性在1～15cm。

本发明的有益效果在于：

采用功能化溶聚丁苯橡胶对C5石油树脂改性能显著提高C5石油树脂改性胶料的极性，进而提高其与极性化合物的相容性和分散性，有效改善C5石油树脂的脆性，具有制备工艺简单、性能稳定的优点。利用本发明制备的改性C5石油树脂除具有C5石油树脂的传统优势外，还具有极性强、粘结性好的优点，可广泛应用于黏合剂、涂料、密封、油墨等领域，极大的拓展C5石油树脂的应用领域，同时也有效拓展丁苯橡胶的应用范围。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到；涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。

本发明实施例以核磁共振谱仪和红外光谱仪分析共聚物组成序列分布以及微观结构，以凝胶渗透色谱仪分析共聚物的分子量和分子量分布指数。本发明实施例中的持粘力按照GB/T 4851—1998标准，采用持粘力测试仪进行测定；180°剥离强度按照GB/T2792—1998标准，采用万能剥离机进行测定。

实施例1

功能化溶聚丁苯橡胶(实验室自制)：分子量为30000，其中丁二烯含量为55wt％，含硅氧基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物的含量为3wt％，功能化溶聚丁苯橡胶的玻璃化转变温度为-55℃。C5石油树脂(实验室自制)：分子量为2500。将20份功能化溶聚丁苯橡胶和80份C5石油树脂放入密炼机内，密炼时间为30min，密炼温度为180℃，转矩为40rpm，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。功能化改性的C5石油树脂，其粘持力达到15/h，180°剥离强度0.8kN/m，比未改性的基体树脂材料增加2～3倍。

实施例2

功能化溶聚丁苯橡胶(实验室自制)：分子量为5000，其中丁二烯含量为90wt％，含硅氧基团和胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物的含量为0.1wt％，功能化溶聚丁苯橡胶的玻璃化转变温度为-90℃。C5石油树脂(实验室自制)：分子量为1000。将40份功能化溶聚丁苯橡胶和60份C5石油树脂放入密炼机内，密炼时间为20min，密炼温度为120℃，转矩为60rpm，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。功能化改性的C5石油树脂，其粘持力达到20/h，180°剥离强度1.6kN/m，比未改性的基体树脂材料增加5～6倍。

实施例3

功能化溶聚丁苯橡胶(实验室自制)：分子量为15000，其中丁二烯含量为70wt％，含氨基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物的含量为5wt％，功能化溶聚丁苯橡胶的玻璃化转变温度为-70℃。C5石油树脂(实验室自制)：分子量为2000。将10份功能化溶聚丁苯橡胶和90份C5石油树脂放入密炼机内，密炼时间为20min，密炼温度为140℃，转矩为60rpm，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。功能化改性的C5石油树脂，其粘持力达到13/h，180°剥离强度0.8kN/m，比未改性的基体树脂材料增加2～3倍。

实施例4

功能化溶聚丁苯橡胶(实验室自制)：分子量为15000，其中丁二烯含量为70wt％，含硅氧基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物的含量为5wt％，功能化溶聚丁苯橡胶的玻璃化转变温度为-70℃。C5石油树脂(实验室自制)：分子量为1000。将15份功能化溶聚丁苯橡胶和85份C5石油树脂放入密炼机内，密炼时间为5min，密炼温度为200℃，转矩为60rpm，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。功能化改性的C5石油树脂，其粘持力达到16/h，其180°剥离强度0.8kN/m，比未改性的基体树脂材料增加2～3倍。

实施例5

功能化溶聚丁苯橡胶(实验室自制)：分子量为15000，其中丁二烯含量为70wt％，含胺基基团单体1,1-二苯基乙烯衍生物的含量为5wt％，功能化溶聚丁苯橡胶的玻璃化转变温度为-70℃。C5石油树脂(实验室自制)：分子量为500。将30份功能化溶聚丁苯橡胶和70份C5石油树脂放入密炼机内，密炼时间为15min，密炼温度为200℃，转矩为60rpm，得到功能化溶聚丁苯橡胶改性C5石油树脂组合物。功能化改性的C5石油树脂，其粘持力达到14/h，其180°剥离强度0.8kN/m，比未改性的基体树脂材料增加2～3倍。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。