宽分布丁基橡胶的制备方法与流程

1.本发明涉及一种宽分布丁基橡胶的制备方法，具体的说涉及一种异戊二烯/苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物接枝聚异丁烯制备宽分布丁基橡胶的方法。


背景技术：

2.众所周知，丁基橡胶(butyl rubber，简称iir)是由异丁烯和少量异戊二烯，采用阳离子聚合共聚而成的。丁基橡胶自20世纪40年代由美国 exxon公司实现工业化以来距今已有七十多年的历史，由于其具有优异的气密性、阻尼性、耐热老化性、耐臭氧和耐气候性等特性，因而被广泛应用于制造车用轮胎的内胎、气密层、硫化胶囊和医用药塞等领域，成为最重要的合成橡胶品种之一。
3.然而，丁基橡胶分子链主要是由碳碳单键组成，双键数目少，取代基甲基呈对称排列，存在着结晶度高，分子链的柔顺性差，应力松地速率慢，硫化速度慢，粘着性较差，与其它通用橡胶相容性不好等缺点，这样丁基橡胶在加工过程中容易出现过度流动及变形。因此如何实现丁基橡胶物理机械性能和加工性能的平衡已成为制备高性能丁基橡胶材料的瓶颈。
4.近些年，研究人员发现一种由高分子量的接枝结构和低分子量的线形结构组成的具有独特的三维网状结构的星型支化丁基橡胶即具有优良的粘弹性能，同时又具有高的生胶强度和快的应力松弛速率，在加工过程中可以保持低的熔体粘度，同时又能得到高分子量的聚合物，实现物理机械性能和加工性能的平衡统一。因此星型支化结构已成为未来丁基橡胶研究领域的热点之一。
5.现有技术中，有关星型支化丁基橡胶的合成主要采用先核后臂法、先臂后核法和核臂同时法的方法来制备。如：us5395885公开了一种星型支化聚合物，以聚异丁烯为臂，聚二乙烯苯(pdvb)为核，烷基氯化铝和水的络合物为引发剂，氯甲烷为稀释剂，在-90℃～-100℃条件下通过先臂后核法合成出星型支化的聚异丁烯-聚二乙烯苯聚合物。cn 107344982 a公开了一种生产宽/双峰分子量分布丁基橡胶的方法，该方法包括：第一步将异丁烯和异戊二烯的摩尔比为97:3至99:1混合随后与稀释剂(一氯甲烷)混合后得到单体料流，而后将引发剂(氯化铝体系和hcl/氯化烷基铝的络合物)和稀释剂(一氯甲烷)混合后得到引发剂料流，最后将单体料流和引发剂料流混合并送入第一环管反应器区中，在温度为-98℃至-96℃，压力为0.3至 0.4mpa，聚合反应5-10min后，得到第一部分丁基橡胶淤浆；第二步将第一部分丁基橡胶淤浆送入第二环管反应器区，在温度为-92℃至-90℃，压力为 0.1至0.2mpa，聚合反应5-10min后，最终得到宽/双峰分子量分布的丁基橡胶淤浆；第三步将宽/双峰分子量分布的丁基橡胶淤浆与水接触，脱除未反应单体和稀释剂得到胶粒水，然后对胶粒水进行脱水和干燥，得到分子量分布(mw/mn)至少为5.0的宽/双峰分子量分布的丁基橡胶。cn1427851a公开了一种宽分子量分布的丁基橡胶的制备方法。该方法使用混合催化剂体系 (包括大量的内化二烷基铝，少量的二卤化一烷基铝和微量的铝氧烷组成的混合物)，得到分子量分布大于3.5，最高达7.6的宽分布丁基橡胶。cn101353403b公开了一种
星形支化聚异丁烯或丁基橡胶的制备方法，该方法采用末端含有硅氯基团的聚苯乙烯/异戊二烯嵌段共聚物或未端含有硅氯基团的聚苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物作为正离子聚合的引发一接枝剂，在0～
-ꢀ
100℃温度条件下，一氯甲烷/环已烷v:v比为20～80/80～20混合溶剂的正离子聚合体系中直接参与正离子聚合，通过硅氯基团的引发正离子聚合，通过不饱和链参与接枝反应制备出星形支化的聚异丁烯或丁基橡胶产品。 cn01817708.5提供了一种往异烯烃单休与二烯烃单体混合物中加入多烯烃交联剂如二乙烯基苯)和链转移剂(如2,4,1-三甲基-1-戊烯)，通过多烯烃交联剂制备星形支化聚合物。cn88108392.57公开了一种采用盐酸化的聚苯乙烯
ꢀ-
异戊二烯共聚物作为多官能团引发剂或采用聚苯乙烯一丁二烯或聚苯乙烯
-ꢀ
异戊二烯作为接枝剂，制得梳型结构的星形接枝丁基橡胶。cn 107793535a提供了一种丁基橡胶，该丁基橡胶的分子量为90万至260万, log(mw)>6，且含衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元。us3780002提出了一种采用元素周期表中第ii族或第iii族的金属卤化物与元素周期表中第iv族金属的四卤化物组成复合引发剂,如将aicl3与tic14复合使用,或将a1c13与snc14复合使用，使其中每一种引发剂都可以独立地引发阳离子聚合，在常规的丁某橡胶聚合条件下合成得到分子量分布指数mw/mn在5.0以上的丁基橡胶。
6.cn 101353386a公开了一种用于星形支化聚异丁烯或丁基橡胶正离子聚合的引发体系，该引发体系是由引发-接枝剂、共引发剂、亲核试剂组成，用于引发乙烯基单体进行均聚、嵌段共聚、星形聚合、接枝共聚，所得的聚合物呈现明显的双峰分布。puskas(catalysts for manufacture of iirwith bimodal molecular weight distribution：us，5194538[p].1993-3-16.) 采用均苯三酸为原料合成了具有三臂结构的引发剂三枯基醇，然后采用三枯基醇/三氯化铝引发体系在-120℃～-50℃条件下惰性有机溶剂中引发异丁烯和异戊二烯共聚，合成了具有双峰分子量分布的星型支化丁基橡胶。wieland 等(synthesis of new graft copolymers containing polyisobutylene byacombination of the 1,1-diphenylethylene techniqueand cationicpolymerization[j].polymer science：polymer chemistry，2002，40：3725
-ꢀ
3733.)采用自由基聚合的方法，在1,2-二苯乙烯(dpe)存在下，合成了含有4-氯甲基苯乙烯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三元的大分子引发剂 p(mma-b-st-co-cms)，再用此大分子引发剂引发异丁烯与异戊二烯的阳离子聚合，从而成功的制备了多臂星形丁基橡胶。伍一波等(davang s h，etal.skid resistant coatings for aircraft carrier decks[j].coat technol，1980， 52(671)：65-69.)通过活性阴离子聚合制备了聚(异戊二烯－苯乙烯)嵌段共聚物作为接枝剂，在2-氯-2,4,4-三甲基戊烷/四氯化钛/质子捕捉剂的引发体系中，通过活性碳阳离子聚合制备了呈现明显双峰的星型支化丁基橡胶。


技术实现要素：

[0007]
本发明目的在于提供一种宽分布丁基橡胶的制备方法。该发明首先以烷基锂为引发剂，以烃类作为溶剂，反应单体由异戊二烯、苯乙烯和丁二烯组成，合成出一种宽乙烯基分布、无规渐变段长链段[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]n，然后通过三卤硅烷偶联剂制备出具有三臂结构的星型共聚物[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]n y作为接枝剂与异丁烯和异戊二烯在路易斯酸和质子酸复配的催化体系下，采用阳离子聚合制备出宽分布的丁基橡胶。该宽分布
丁基橡胶不仅很好地解决了丁基橡胶在加工过程中应力松驰速率慢和挤出胀大的问题，而且还保持了丁基橡胶足够的生胶强度和良好的气密性，实现了丁基橡胶物理机械性能和加工性能的平衡。
[0008]
本发明所述的百分数均是指质量百分数。
[0009]
本发明所述支化星型丁基橡胶的制备在反应釜中进行，具体的制备过程包括如下步骤：
[0010]
(1)接枝剂的制备：以反应单体总质量的百分之百计，首先在带有夹套的15l不锈钢聚合釜中，通氩气置换2～4次，向聚合釜中依次加入 100～200％溶剂，异戊二烯10～25％，结构调节剂0.05～0.3％，引发剂，反应为变温聚合，在50min～70min内，温度从40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段，此时异戊二烯单体转化率达到100％；然后再向聚合釜中依次加入苯乙烯20～30％，结构调节剂0.05～0.1％，升温至60℃～70℃，反应 30min～50min，形成-ir-ps-链段，此时苯乙烯单体转化率达到100％；其次再向聚合釜中依次加入100～200％溶剂，结构调节剂0.05～0.2％，引发剂，升温至70℃～80℃，将苯乙烯30～45％和1，3-丁二烯10～20％搅拌混合 10min～20min，反应为变速聚合，以连续注入的方式加入聚合釜中，在 50min～80min内反应，初始加料速度>10.0％混合物/min，加料速度降低幅度依反应时间来定，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入1，3-丁二烯1～5％进行封端，反应10min～30min直至无游离单体存在时为止，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至80℃～90℃，加入偶联剂进行偶联反应，反应时间为50min～70min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得具有三臂结构的接枝剂。
[0011]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：以反应单体总质量的百分之百计，首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3～5次，向聚合釜中加入 200～300％稀释剂/溶剂v：v比为60～40/40～60混合溶剂，接枝剂3～9％，搅拌溶解10～30min，直到接枝剂完全溶解；然后降温至-75℃～-85℃时，再依次加入稀释剂100～200％，异丁烯85～95％，异戊二烯1～5％，搅拌混合至聚合体系温度降到-100℃～-90℃时，然后将稀释剂10～30％和共引发剂 0.05～2.5％在-95℃～-85℃条件下，混合陈化20～30min后，一起加入到聚合体系里搅拌反应1.0～3.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。
[0012]
本发明所述的接枝剂是一种异戊二烯、苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物([
-ꢀ
ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny)，其结构通式如式i所示:
[0013][0014]
其中y是硅，bu为叔丁基；ir为异戊二烯宽乙烯基分布的均聚物段，其1，2-结构含量为20～25％；ps为苯乙烯均聚物段；sb为苯乙烯和丁二烯的无规段；(s
→
b)为苯乙烯和丁二烯的渐变段；b为封端丁二烯， n＝1～4；所述三臂星型聚合物中异戊二烯含量为10～15％、苯乙烯含量为 50～75％、丁二烯含量为15～20％；所述三臂星型聚合物数均分子量
(mn)为 80000～130000，分子量分布(mw/mn)为7.23～11.15。
[0015]
本发明所述的结构调节剂是一种极性有机化合物在聚合体系中产生溶剂化效应，能够调节苯乙烯与丁二烯的竞聚率，使两者无规共聚。这类极性有机化合物选自二乙二醇二甲醚(2g)、四氢呋喃(thf)、乙醚、乙基甲醚、苯甲醚、二苯醚、乙二醇二甲醚(dme)、三乙胺中的一种，优选四氢呋喃 (thf)。
[0016]
本发明所述的引发剂是一种烃基单锂化合物，即rli，其中r是含有 1～20个碳原子的饱和脂肪族烃基、脂环族烃基、芳烃基或者上述基团的复合基。这种烃基单锂化合物选自正丁基锂、仲丁基锂、甲基丁基锂、苯基丁基锂、萘锂、环己基锂、十二烷基锂中的一种，优选正丁基锂。有机锂的加入量由设计的聚合物的分子量决定。
[0017]
本发明所用的偶联剂为三卤硅烷偶联剂选自叔丁基三氯硅烷，叔丁基三溴硅烷中的一种，优选叔丁基三氯硅烷。其用量依引发剂的量而定，偶联剂用量与有机锂的摩尔比为0.5～3.0。
[0018]
本发明所述的稀释剂是一种卤代烷烃，其中卤代烷烃中的卤素原子可以为氯、溴或氟；卤代烷烃中的碳原子数为c1-c4。这种卤代烷选自一氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯丙烷、七氯丙烷、一氟甲烷、二氟甲烷、四氟乙烷、六氟化碳、氟丁烷中的一种，优选一氯甲烷。
[0019]
本发明所述的共引发剂为烷基卤化铝和质子酸按不同比例复配组成。烷基卤化铝选自一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、二氯甲基铝、倍半乙基氯化铝、倍半异丁基氯化铝、二氯正丙基铝、二氯异丙基铝、二甲基氯化铝和乙基氯化铝中的至少一种，优选倍半乙基氯化铝。质子酸选自hci、hf、 hbr、h2so4、h2co3、h3po4和hno3中的一种，优选hci。其中共引发剂总加入量为0.08～2.0％，质子酸与烷基卤化铝的摩尔比为0.01:1～0.1:1。
[0020]
本发明所述聚合反应都在无氧、无水，最好在惰性气体环境中进行。聚合和溶解过程都在烃类溶剂中完成，本发明所述的溶剂是一种烃类溶剂，其中就包括直链烷烃、芳烃和环烷烃，这种烃类溶剂选自戊烷、己烷、辛烷、庚烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯和乙苯中的一种，优选环己烷。
[0021]
本发明首先采用以烷基锂为引发剂，以烃类作为溶剂，以具有一定极性的有机物为结构调节剂，反应单体由异戊二烯、苯乙烯和丁二烯组成，通过引发剂两次加入，采用变温和变速聚合，而后经三卤硅烷偶联剂偶合制备出具有三臂结构的共聚物[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]
n
y，最后将这种三臂结构的星型共聚物与异丁烯和异戊二烯在烷基卤化铝和质子酸复配的催化体系下，通过阳离子聚合制备出具有宽分子量分布的丁基橡胶(见附图1)。本发明采用变温聚合，导致ir链段的乙烯基分布变宽，明显地提高链段的柔顺性，能够获得快的应力松弛速率；采用变速聚合，导致聚合反应速度不断变化，从而得到具有一定长度的、高无规性、渐变的链段-sb/(s
→
b)-。这种链段能够明显地破坏分子链的规整性，使得分子量分布明显地变宽。
[0022]
另外，本发明将三种不同微观结构的链段组合在一个大分子链上形成一种三臂星型结构，这样可以使得不同链段的性能和三臂结构的特性有机地结合在一起并协同发挥作用，利用ir链段中的乙烯基宽分布、-sb/(s
→
b)-链段中的无规渐变性和三臂结构可以使丁基橡胶的分子量分布明显地变宽，保证了丁基橡胶能够获得良好的粘弹性能，具备快的应力松弛速率，改善了丁基橡胶的加工性能；同时-ps-和-sb/(s
→
b)-链段中含有大量的苯
环，避免了因丁基橡胶分子量分布变宽而导致强度和气密性的下降，保证了丁基橡胶具有高的强度和良好的气密性。
[0023]
因此，本分明研发一种宽分子量分布的丁基橡胶即具有快的应力松弛速率和优良的粘弹性能，同时又具有高的生胶强度和气密性，解决了丁基橡胶的加工性差和物理机械性能好的这对矛盾关系问题，使得丁基橡胶的性能得到更为全面的提升，实现物理机械性能和加工性能的平衡。本发明所提供宽分布丁基橡胶的制备方法具有工艺流程短，产品加工性能好，适合工业化生产等特点。
附图说明
[0024]
图1为1#-丁基橡胶iir301的样品与2#-实施例1的样品的gpc谱图的对比。
具体实施方式
[0025]
列举以下实施例和对比例来说明本发明的发明效果，但是本发明的保护范围并不仅限于这些实施例和对比例中。实施例中所用的原料均采用工业聚合级，经纯化后使用，无其它特别要求。
[0026]
原料来源：
[0027]
苯乙烯、丁二烯，
ꢀꢀꢀꢀ
聚合级
ꢀꢀꢀꢀꢀ
中国石油兰州石化公司
[0028]
异丁烯、异戊二烯，
ꢀꢀꢀ
聚合级
ꢀꢀꢀꢀ
浙江信汇新材料股份有限公司
[0029]
正丁基锂，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纯度为98％ 南京通联化工有限公司
[0030]
叔丁基三氯硅烷
ꢀꢀꢀ
纯度为99％ 上海吉来德新材料有限公司
[0031]
倍半乙基氯化铝，
ꢀꢀꢀꢀ
纯度为98％ 百灵威科技有限公司
[0032]
其它试剂均为市售工业品
[0033]
分析测试方法：
[0034]
分子量及其分布的测定：采用美国waters公司生产的2414凝胶渗透色谱仪(gpc)测定。以聚苯乙烯标样为校正曲线，流动相为四氢呋喃，柱温为40℃，样品浓度为1mg/ml，进样量为50μl，洗脱时间为40min，流速为1ml
·
min-1。
[0035]
门尼粘度和应力松弛的测定：采用台湾地区高铁公司生产的gt-7080-s2型门尼
[0036]
粘度仪测定。参照gb/t1232.1-2000的方法在125℃(1 8)条件下采用大转子测定，门尼松弛时间为120s。
[0037]
气密性的测定：采用自动化气密性测试仪，依据iso 2782:1995测定透气数，
[0038]
测试气体为n2，测试温度为23℃，测试样片为8cm直径圆形海片，厚度为1mm。
[0039]
拉伸强度：执行标准gb/t528-2009中方法。
[0040]
实施例1
[0041]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换2次，向聚合釜中依次加入1650g环己烷，165g异戊二烯，2.3g thf，升温至40℃，加入21.2mmo1正丁基锂开始反应，在50min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 305g苯乙烯，1.1g thf，升温至60℃，反应30min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1590g环己烷，1.5g thf，17.6mmo1正丁基锂，升温至70℃，然后将450g苯乙烯和160g1，3-丁二烯搅拌混合10min，在 50min内，以初始加料速度65g混合物/
min，加料速度降低幅度为每分钟下降2g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入21g丁二烯，进行封端反应10min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至80℃，加入21.5mmo1叔丁基三氯硅烷，反应50min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为81350，mw/mn为7.59)。
[0042]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷590g，环己烷425g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂15.5g，搅拌溶解10min，然后降温至-75℃时，再依次加入一氯甲烷516g，异丁烯425g，异戊二烯12g，搅拌混合至聚合体系温度降到-90℃时，然后将一氯甲烷110g，倍半乙基氯化铝2.12g和 hcl 0.083g在-85℃条件下，混合后陈化20min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应1.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0043]
实施例2
[0044]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入1720g环己烷，186g异戊二烯，2.9g thf，升温至40℃，加入23.2mmo1正丁基锂开始反应，在55min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 325g苯乙烯，1.5g thf，升温至65℃，反应35min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1690g环己烷，1.9g thf，19.2mmo1正丁基锂，升温至72℃，然后将510g苯乙烯和180g1，3-丁二烯搅拌混合15min，在 60min内，以初始加料速度70g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降3g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入25g丁二烯，进行封端反应15min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至82℃，加入26.1mmo1叔丁基三氯硅烷，反应55min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为87350，mw/mn为8.69)。
[0045]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷625g，环己烷575g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂23.1g，搅拌溶解15min，然后降温至-78℃时，再依次加入一氯甲烷626g，异丁烯432g，异戊二烯15g，搅拌混合至聚合体系温度降到-92℃时，然后将一氯甲烷120g，倍半乙基氯化铝3.52g和 hcl 0.095g在-87℃条件下，混合后陈化22min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应1.5hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0046]
实施例3
[0047]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入1890g环己烷，226g异戊二烯，3.2g thf，升温至40℃，加入26.9mmo1正丁基锂开始反应，在60min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 363g苯乙烯，1.9g thf，升温至70℃，反应40min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1750g环己烷，2.3g thf，20.2mmo1正丁基锂，升温至74℃，然后将550g苯乙烯和210g1，3-丁二烯搅拌混合15min，在 65min内，以初始加料速度70g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降3g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；
而后再向聚合釜中加入32g丁二烯，进行封端反应20min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至85℃，加入36.8mmo1叔丁基三氯硅烷，反应60min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为103350，mw/mn为9.83)。
[0048]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷615g，环己烷689g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂30.1g，搅拌溶解20min，然后降温至-79℃时，再依次加入一氯甲烷642g，异丁烯441g，异戊二烯19g，搅拌混合至聚合体系温度降到-94℃时，然后将一氯甲烷130g，倍半乙基氯化铝4.16g和 hcl 0.135g在-87℃条件下，混合后陈化25min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应2.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0049]
实施例4
[0050]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入2140g环己烷，256g异戊二烯，3.9g thf，升温至40℃，加入28.2mmo1正丁基锂开始反应，在65min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 385g苯乙烯，2.3g thf，升温至70℃，反应45min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1820g环己烷，2.8g thf，22.6mmo1正丁基锂，升温至75℃，然后将580g苯乙烯和230g1，3-丁二烯搅拌混合17min，在 70min内，以初始加料速度75g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降4g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入39g丁二烯，进行封端反应23min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至87℃，加入42.8mmo1叔丁基三氯硅烷，反应63min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为117250，mw/mn为10.56)。
[0051]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷627g，环己烷729g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂35.7g，搅拌溶解23min，然后降温至-80℃时，再依次加入一氯甲烷686g，异丁烯452g，异戊二烯21g，搅拌混合至聚合体系温度降到-95℃时，然后将一氯甲烷130g，倍半乙基氯化铝5.13g和 hcl 0.178g在-90℃条件下，混合后陈化27min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应2.3hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0052]
实施例5
[0053]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入2360g环己烷，289g异戊二烯，4.6g thf，升温至40℃，加入30.2mmo1正丁基锂开始反应，在67min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 392g苯乙烯，3.6g thf，升温至70℃，反应47min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1930g环己烷，3.1g thf，25.6mmo1正丁基锂，升温至77℃，然后将620g苯乙烯和250g1，3-丁二烯搅拌混合20min，在 77min内，以初始加料速度75g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降4g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入41g丁二烯，进行封端反应25min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链
段；最后升温至89℃，加入58.1mmo1叔丁基三氯硅烷，反应65min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为124550，mw/mn为10.79)。
[0054]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷642g，环己烷756g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂40.5g，搅拌溶解25min，然后降温至-80℃时，再依次加入一氯甲烷693g，异丁烯469g，异戊二烯23g，搅拌混合至聚合体系温度降到-95℃时，然后将一氯甲烷150g，倍半乙基氯化铝6.75g和 hcl 0.218g在-90℃条件下，混合后陈化29min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应2.7hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0055]
实施例6
[0056]
(1)接枝剂的制备：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换4次，向聚合釜中依次加入2560g环己烷，310g异戊二烯，5.6g thf，升温至40℃，加入35.2mmo1正丁基锂开始反应，在70min内反应温度从 40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入 416g苯乙烯，4.6g thf，升温至70℃，反应50min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入2140g环己烷，3.9g thf，27.6mmo1正丁基锂，升温至80℃，然后将650g苯乙烯和270g1，3-丁二烯搅拌混合20min，在 80min内，以初始加料速度80g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降5g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入50g丁二烯，进行封端反应30min后，形成-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至90℃，加入72.1mmo1叔丁基三氯硅溴，反应70min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为129550，mw/mn为11.09)。
[0057]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换5次，向聚合釜中加入一氯甲烷662g，环己烷816g，[-ir
-ꢀ
ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂44.5g，搅拌溶解30min，然后降温至-85℃时，再依次加入一氯甲烷703g，异丁烯475g，异戊二烯25g，搅拌混合至聚合体系温度降到-97℃时，然后将一氯甲烷170g，倍半乙基氯化铝7.32g和 hcl 0.368g在-95℃条件下，混合后陈化30min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应3.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0058]
对比例1
[0059]
(1)接枝剂的制备：其它条件与实施例1相同，不同之处在于：异戊二烯单体不采用变温聚合，在40℃恒温条件下反应，即：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换2次，向聚合釜中依次加入1650g环己烷，165g异戊二烯，2.3g thf，升温至40℃，加入21.2mmo1正丁基锂开始反应，反应50min，形成ir1链段；然后再向聚合釜中依次加入305g苯乙烯，1.1g thf，升温至60℃，反应30min，形成-ir1-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1590g环己烷，1.5g thf，17.6mmo1正丁基锂，升温至 70℃，然后将450g苯乙烯和160g1，3-丁二烯搅拌混合10min，在50min 内，以初始加料速度65g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降2g 混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入21g丁二烯，进行封端反应10min后，形成-ir1-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至80℃，加
入21.5mmo1叔丁基三氯硅烷，反应50min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir1-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为80350，mw/mn为4.59)。
[0060]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例1相同，不同之处在于：合成过程中不加入[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，而是加入[-ir1-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷590g，环己烷425g，[-ir1-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂15.5g，搅拌溶解10min，然后降温至-75℃时，再依次加入一氯甲烷516g，异丁烯425g，异戊二烯12g，搅拌混合至聚合体系温度降到-90℃时，然后将一氯甲烷110g，倍半乙基氯化铝2.12g和hcl 0.083g在-85℃条件下，混合后陈化20min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应1.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0061]
对比例2
[0062]
(1)接枝剂的制备：其它条件与实施例2相同，不同之处在于：苯乙烯和1，3-丁二烯混合物的以初始加料速度70g混合物/min匀速加入聚合釜中，即：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入1720g环己烷，186g异戊二烯，2.9g thf，升温至40℃，加入23.2mmo1正丁基锂开始反应，在55min内反应温度从40℃逐渐升至 60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入325g苯乙烯， 1.5g thf，升温至65℃，反应35min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1690g环己烷，1.9g thf，19.2mmo1正丁基锂，升温至72℃，然后将510g苯乙烯和180g1，3-丁二烯搅拌混合15min，在60min内，以加料速度70g混合物/min匀速加入聚合釜中，形成无规、渐变段-sb1/(s
→ꢀ
b)1-链段；而后再向聚合釜中加入25g丁二烯，进行封端反应15min后，形成-ir-ps-sb1/(s
→
b)1-b-链段；最后升温至82℃，加入26.1mmo1叔丁基三氯硅烷，反应55min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps-sb1/(s
→
b)1-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为 79350，mw/mn为5.25)。
[0063]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例2相同，不同之处在于：合成过程中不加入[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，而是加入[-ir-ps
-ꢀ
sb1/(s
→
b)1-b-]ny接枝剂，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷625g，环己烷575g，[-ir-ps
-ꢀ
sb1/(s
→
b)1-b-]ny接枝剂23.1g，搅拌溶解15min，然后降温至-78℃时，再依次加入一氯甲烷626g，异丁烯432g，异戊二烯15g，搅拌混合至聚合体系温度降到-92℃时，然后将一氯甲烷120g，倍半乙基氯化铝3.52g和 hcl 0.095g在-87℃条件下，混合后陈化22min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应1.5hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0064]
对比例3
[0065]
(1)接枝剂的制备：其它条件与实施例3相同，不同之处在于：异戊二烯单变温聚合，不是在60min内反应温度从40℃逐渐升至60℃，而是在 60min内反应温度从40℃逐渐升至50℃，即：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入1890g环己烷，226g 异戊二烯，3.2g thf，升温至40℃，加入26.9mmo1正丁基锂开始反应，在 60min内反应温度从40℃逐渐升至50℃，形成宽分布的ir2链段；然后再向聚合釜中依次加入363g苯乙烯，1.9g thf，升温至70℃，反应40min，形成-ir2-ps-链段，其次再向聚合釜中
依次加入1750g环己烷，2.3g thf， 20.2mmo1正丁基锂，升温至74℃，然后将550g苯乙烯和210g1，3-丁二烯搅拌混合15min，在65min内，以初始加料速度70g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降3g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入32g丁二烯，进行封端反应20min后，形成
-ꢀ
ir2-ps-sb/(s
→
b)-b-链段；最后升温至85℃，加入36.8mmo1叔丁基三氯硅烷，反应60min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir2-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为 92350，mw/mn为6.13)。
[0066]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例3相同，不同之处在于：合成过程中不加入[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，而是加入[-ir2-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷615g，环己烷689g，[-ir2-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂30.1g，搅拌溶解20min，然后降温至-79℃时，再依次加入一氯甲烷642g，异丁烯441g，异戊二烯19g，搅拌混合至聚合体系温度降到-94℃时，然后将一氯甲烷130g，倍半乙基氯化铝4.16g和hcl 0.135g在-87℃条件下，混合后陈化25min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应2.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0067]
对比例4
[0068]
(1)接枝剂的制备：其它条件与实施例4相同，不同之处在于：苯乙烯和1，3-丁二烯混合物不连续注入到聚合釜中，而是一次加入，即：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入2140g环己烷，256g异戊二烯，3.9g thf，升温至40℃，加入28.2mmo1 正丁基锂开始反应，在65min内反应温度从40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入385g苯乙烯，2.3g thf，升温至 70℃，反应45min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1820g环己烷，2.8g thf，22.6mmo1正丁基锂，升温至75℃，然后将580g苯乙烯和230g1，3-丁二烯搅拌混合17min，一起加入到聚合釜中反应70min，形成-sbr-链段；而后再向聚合釜中加入39g丁二烯，进行封端反应23min 后，形成-ir-ps-sbr-b-链段；最后升温至87℃，加入42.8mmo1叔丁基三氯硅烷，反应63min，反应完成后用水处理偶联后的反应混合物，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps-sbr-b-]ny三臂结构的接枝剂(mn为87250， mw/mn为3.18)。
[0069]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例4相同，不同之处在于：合成过程中不加入[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，而是加入[-ir-ps
-ꢀ
sbr-b-]ny接枝剂，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷627g，环己烷729g，[-ir-ps-sbr-b-]ny 接枝剂35.7g，搅拌溶解23min，然后降温至-80℃时，再依次加入一氯甲烷 686g，异丁烯452g，异戊二烯21g，搅拌混合至聚合体系温度降到-95℃时，然后将一氯甲烷130g，倍半乙基氯化铝5.13g和hcl 0.178g在-90℃条件下，混合后陈化27min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应2.3hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0070]
对比例5
[0071]
(1)接枝剂的制备：其它条件与实施例5相同，不同之处在于：合成过程中不加入偶联剂叔丁基三氯硅烷，即：首先在带有夹套的15l不锈钢反应釜中，通氩气置换3次，向聚合釜中依次加入2360g环己烷，289g异戊二烯，4.6g thf，升温至40℃，加入30.2mmo1正丁基锂
开始反应，在 67min内反应温度从40℃逐渐升至60℃，形成宽分布的ir链段；然后再向聚合釜中依次加入392g苯乙烯，3.6g thf，升温至70℃，反应47min，形成-ir-ps-链段，其次再向聚合釜中依次加入1930g环己烷，3.1g thf， 25.6mmo1正丁基锂，升温至77℃，然后将620g苯乙烯和250g1，3-丁二烯搅拌混合20min，在77min内，以初始加料速度75g混合物/min，加料速度降低幅度为每分钟下降4g混合物，形成无规、长的渐变段-sb/(s
→
b)-链段；而后再向聚合釜中加入41g丁二烯，进行封端反应25min后，胶液经湿法凝聚、烘干，制得[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]n的接枝剂(mn为44230， mw/mn为2.13)。
[0072]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例5相同，不同之处在于：合成过程中不加入[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂，而是加入[-ir-ps
-ꢀ
sb/(s
→
b)-b-]n接枝剂，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换3次，向聚合釜中加入一氯甲烷642g，环己烷756g，[-ir-ps-sb/(s
ꢀ→
b)-b-]n接枝剂40.5g，搅拌溶解25min，然后降温至-80℃时，再依次加入一氯甲烷693g，异丁烯469g，异戊二烯23g，搅拌混合至聚合体系温度降到-95℃时，然后将一氯甲烷150g，倍半乙基氯化铝6.75g和hcl 0.218g 在-90℃条件下，混合后陈化29min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应 2.7hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表1。
[0073]
对比例6
[0074]
(1)接枝剂的制备：同实施例6。
[0075]
(2)宽分布丁基橡胶的制备：其它条件与实施例6相同，不同之处在于合成过程中[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂的加入量为7.6g，即：首先在带有夹套的4l不锈钢反应釜中，通氮气置换5次，向聚合釜中加入一氯甲烷662g，环己烷816g，[-ir-ps-sb/(s
→
b)-b-]ny接枝剂7.6g，搅拌溶解 30min，然后降温至-85℃时，再依次加入一氯甲烷703g，异丁烯475g，异戊二烯25g，搅拌混合至聚合体系温度降到-97℃时，然后将一氯甲烷 170g，倍半乙基氯化铝7.32g和hcl 0.368g在-95℃条件下，混合后陈化 30min，然后一起加入到聚合体系里搅拌反应3.0hr后，出料凝聚，洗涤，干燥得到宽分布丁基橡胶产品。取样分析：制成标准试样，测试性能见表 1。
[0076]
表1宽分布丁基橡胶的性能
[0077][0078]
由表1可知：本发明宽分布丁基橡胶即具有宽的分子量分布和低的门尼松弛面积，表现出良好的加工性(应力松弛曲线下的面积越小，则混炼加工能耗就越低)，同时又具有良好的气密性和高的拉伸强度。
[0079]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。