橡胶组合物制造技术

本发明专利技术提供了特定类型的嵌段互聚物，所述嵌段互聚物可有助于使原本不相容弹性体相容。所述互聚物中的每种嵌段通常与所述弹性体中的每种相容，甚至可混溶。所述组合物包含足够量的所述嵌段互聚物，使得所述组合物的不混溶性水平减小，如一种弹性体在另一种中的较小区域所证实。

Rubber compositions

The present invention provides a specific type of block copolymer which can help to make the original incompatible elastomer compatible. Each block in the copolymer is usually compatible or even miscible with each of the elastomers. The compositions contain sufficient amounts of the block copolymers to reduce the level of immiscibility of the compositions, as confirmed by one elastomer in a smaller area in another.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】橡胶组合物相关专利申请的交叉引用不适用。
技术介绍
橡胶制品(诸如轮胎胎面)通常由含有一种或多种补强材料(诸如例如颗粒炭黑和二氧化硅)的弹性体组合物制成；参见例如TheVanderbiltRubberHandbook,13thed.(1990),pp.603-04(《范德堡橡胶手册》，第13版，1990年，第603-604页)。良好的牵引力和耐磨性为轮胎胎面的首要考虑因素；然而，对机动车辆燃料效率的考虑要求轮胎胎面的滚动阻力最小化，这与轮胎工作期间的滞后性和热积累的降低相关联。这些因素在很大程度上竞争且一定程度相互矛盾：由被设计成提供良好道路牵引力的组合物制成的胎面通常表现出滚动阻力增大，反之亦然。通常对填料、聚合物和添加剂进行选择，以提供这些特性的可接受的折衷或平衡。确保补强填料充分散布于整个弹性体材料中，这不但增强了加工性，还起到改善物理特性的作用。填料的分散可通过增大其与弹性体的相互作用而得到改善。这类尝试的示例包括在存在选择性反应促进剂的情况下进行高温混合、将配混材料的表面氧化、表面接枝以及通常在聚合物的末端处对其进行化学改性。各种弹性体材料通常用于制造硫化橡胶，诸如轮胎部件。除了天然橡胶之外，一些最常采用的包括通常由采用催化剂的工艺制成的高顺式聚丁二烯，以及通常由采用阴离子引发剂的工艺制成的基本上无规的苯乙烯/丁二烯互聚物。可掺入高顺式聚丁二烯中的官能团通常不能掺入阴离子引发的苯乙烯/丁二烯互聚物中，反之亦然。已知用于制造硫化橡胶的某些弹性体材料是不可混溶的。例如，天然橡胶与许多合成聚合物是不可混溶的；参见例如S.Thomasetal.(eds.),NaturalRubberMaterials:Vol.1:BlendsandIPNs,(RoyalSocietyofChemistry,2013)(S.Thomas等人(编辑)，《天然橡胶材料第1卷：共混物和IPN》，英国皇家化学学会，2013年)。聚(丁二烯)也与聚(异戊二烯)为不可混溶的。一些不可混溶的弹性体可通过特殊的物理操作(即，均化)技术在某种程度上减轻其不混溶性；参见例如T.Hashimoto等人在“HomogenizationofImmiscibleRubber/RubberPolymerMixturesbyUniaxialCompression,”Macromolecules,1989,pp.2293-2302(AmericanChemicalSociety；Washington,D.C.)(“通过单轴压缩均化不可混溶的橡胶/橡胶聚合物混合物”，《大分子》，1989年，第2293-2302页(华盛顿哥伦比亚特区美国化学学会))中描述的压缩技术。出于本专利技术的目的，使用标准混合(物理共混)技术不能够可混溶的弹性体被认为为不可混溶的。在需要含有(通常)不相容聚合物的橡胶组合物的情况下，通常使用相容聚合物。许多这类相容剂为A-B嵌段共聚物，其中A嵌段为优先与不相容聚合物中的一者可混溶的，并且B嵌段为优先与另一者可混溶的。例如，美国专利No.6,313,213提出了使用至多5重量份(pbw)的A-B嵌段共聚物来使包括60重量份至90重量份(pbw)的天然橡胶和/或聚异戊二烯和10重量份至35重量份(pbw)的高顺式聚丁二烯的橡胶组合物相容，其中A嵌段为聚(丁二烯)或聚(苯乙烯-丁二烯)，并且B嵌段为聚异戊二烯。任何这类相容剂(其中一部分为与一种组分弹性体可混溶的而另一部分为与另一种组分聚合物可混溶的)都可在橡胶组合物中引入折衷。避免或降低这类折衷的相容剂嵌段互聚物仍然为理想的，特别是提供界面能量显著降低并且弹性体在弹性体中的区域非常小的相容剂嵌段互聚物。
技术实现思路
特定类型的嵌段互聚物、优选共聚物可用于使原本不相容弹性体相容。在一个方面，提供了一种包含至少两种彼此不可混溶的弹性体以及嵌段互聚物的组合物。互聚物中的每种嵌段通常与弹性体中的每种相容，甚至可混溶。该组合物包含足够量的嵌段互聚物，使得该组合物的不混溶性水平减小，如一种弹性体在另一种中的较小区域(即，具有降低的直径的区域)所证实。在相关方面，提供了一种通过将足够量的上述嵌段互聚物添加到至少两种弹性体的不可混溶的共混物来增强组合物的混溶性的方法。前述组合物通常包含两种弹性体，并且嵌段互聚物通常为弹性体共聚物，每种嵌段包括不饱和链节。可将一种或多种颗粒填料添加到前述组合物。前述组合物可用于提供硫化橡胶，特别是但不限于轮胎部件。根据以下具体实施方式，本专利技术的其他方面对于普通技术人员而言将显而易见。为了帮助理解各种实施方案的描述，紧接在下文提供了某些定义(这些定义旨在通篇适用，除非周围文字明确表示相反意思)：“包含”是指包括但不限于术语后面的那些成分或步骤；“由……组成”是指仅包括术语后面的那些成分或步骤以及少量的非活性添加剂或佐剂，或者就工艺而言，仅包括标准分离、纯化和加工步骤；“链节”或“链节单元”是指源自单种反应物分子的聚合物部分(例如，乙烯链节的通式为–CH2CH2–)；“共聚物”是指包括源自两种反应物(通常为单体)的链节单元的聚合物，并且包括无规、嵌段、链段、接枝等共聚物；“互聚物”是指包括源自至少两种反应物(通常为单体)的链节单元的聚合物，并且包括共聚物、三元聚合物、四元聚合物等；“多烯”是指有至少两个双键位于其最长部分或链中的分子，并且具体地包括二烯、三烯等；“弹性体”是指含有源自多烯的至少一些链节的可硫化聚合物；“天然橡胶”是指从植物来源胶乳中分离的弹性体；“丁基橡胶”是指异丁烯和少量异戊二烯的共聚物；“卤化丁基橡胶”是指其中每个链节的平均一个H原子被卤素原子(通常为Br或Cl)取代的丁基橡胶；“EPDM”是指乙烯、丙烯和一种或多种非共轭二烯的互聚物，其中聚合之后的剩余不饱和性存在于互聚物的侧链中；“高顺式聚(丁二烯)”是指由丁二烯链节组成的弹性体，其中至少90摩尔％的丁二烯链节以顺式构型存在，并且不超过5摩尔％的丁二烯链节以乙烯基构型存在；“低顺式聚(丁二烯)”是指由丁二烯链节组成的弹性体，其中不超过40摩尔％的丁二烯链节以顺式构型存在，并且至少5摩尔％的丁二烯链节以乙烯基构型存在；“高乙烯基聚(丁二烯)”是指由丁二烯链节组成的弹性体，其中至少50摩尔％的丁二烯链节以乙烯基构型存在；“低乙烯基聚(丁二烯)”是指由丁二烯链节组成的弹性体，其中不超过20摩尔％的丁二烯链节以乙烯基构型存在；“自由基”是指分子在与另一分子反应之后剩余的部分，不论是因为反应获得还是失去任何原子；“出料温度”是将填充的橡胶组合物(硫化橡胶)从混合设备(例如，Banbury混合器)排到研磨机以便加工成片材的规定上限温度；“门尼粘度”是未硫化的或部分硫化的聚合物(通常为弹性体)的流动阻力的任意0-100比例表示，其通过在限定的温度下测量旋转圆柱形(任选地为锯齿状)腔体中的嵌入式圆柱形金属(任选地为滚花)圆盘或转子所需的扭矩量、圆盘尺寸以及达到平衡的时间来确定；“胶门尼粘度”是在添加任何填料之前未硫化的聚合物的门尼粘度；“复合门尼粘度”是尤其包含未硫化的或部分硫化的聚合物和颗粒填料的组合物的门尼粘度；并且“phr”是指每100pbw橡胶的pbw。具体实施方式从前面部分显而易见的是，该组合物包括使用标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，包含：a)多种弹性体，所述多种弹性体中的每种为与所述其他多种弹性体中的每种不可混溶的，以及b)嵌段互聚物，所述互聚物中的每种嵌段为与所述多种弹性体中的每种可混溶的，所述嵌段互聚物以足够以降低所述弹性体的不混溶性的量存在，如由弹性体在弹性体中的区域尺寸所确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 US 62/347,3881.一种组合物，包含：a)多种弹性体，所述多种弹性体中的每种为与所述其他多种弹性体中的每种不可混溶的，以及b)嵌段互聚物，所述互聚物中的每种嵌段为与所述多种弹性体中的每种可混溶的，所述嵌段互聚物以足够以降低所述弹性体的不混溶性的量存在，如由弹性体在弹性体中的区域尺寸所确定。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述弹性体由两种不可混溶的弹性体组成。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述嵌段互聚物由两种嵌段组成。4.根据权利要求2至3中任一项所述的组合物，其中所述两种不可混溶的弹性体为聚(异戊二烯)和聚(丁二烯)。5.根据权利要求3所述的组合物，其中嵌段的重量比为5:95至95:5。6.根据权利要求3所述的组合物，其中所述嵌段互聚物的第一嵌段为低乙烯基聚(丁二烯)，并且所述嵌段互聚物的第二嵌段为高乙烯基聚(丁二烯)。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述第一嵌段包括不超过20％的呈乙烯基构型的其丁二烯链节。8.根据权利要求6至7中任一项所述的组合物，其中所述第二嵌段包括至少50％的呈乙烯基构型的其丁二烯链节。9.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述嵌段互聚物的重均分子量为30,000道尔顿至1,000,000道尔顿。10.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述嵌段互聚物的至少一个玻璃转变温度在-150℃至50℃的范围内。11.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述组...

【专利技术属性】
技术研发人员：川岛正弘，明道加斯·拉卡艾蒂斯，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：日本,JP