弹性体复合材料共混物、用于制备其的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开包含分散于包括天然橡胶和丁苯橡胶的共混物的弹性体中的炭黑的湿混合弹性体复合材料。当该湿混合弹性体复合材料使用CTV方法1加工时，硫化的湿混合弹性体复合材料呈现这样的电阻率：A)具有满足方程式ln(电阻率)≥-0.1(负载)+x的自然对数，其中x为14，或B)为具有相同组成且使用对比的CTV方法1制备的硫化的干混合弹性体复合材料的电阻率的至少2.9倍大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含弹性体共混物的弹性体复合材料以及制造这样的复合材料的方法。
技术介绍
许多具有商业意义的产品由其中颗粒填料分散于多种合成弹性体、天然橡胶或弹性体共混物的任一种中的弹性体组合物形成。例如，炭黑广泛地用作天然橡胶和其它弹性体中的增强剂。通常制造母料(母炼胶,masterbatch),即,填料、弹性体和多种任选的添加剂例如增量油的预混合物。炭黑母料是使用不同级别的市售炭黑制备的，所述不同级别的市售炭黑在每单位重量的表面积和结构两方面都不同，所述结构描述了通过一次炭黑颗粒彼此的融合形成的炭黑聚集体的尺寸和复杂性。许多具有商业意义的产品由炭黑颗粒填料分散于天然橡胶中的这样的弹性体组合物形成。这样的产品包括例如汽车轮胎，其中，不同的弹性体组合物可用于胎面部分、侧壁、线膜层(金属线脱脂，wire skim)和胎体。其它产品包括例如发动机支架衬套、传送带、风档刮水器等。存在多种用于制造母料的方法。在美国专利No. 6，048，923 (其内容引入本文中作为参考)中公开的一种方法中，将包含弹性体胶乳的第一流体的连续流进料至凝固反应器的混合区。将包含炭黑浆料的第二流体的连续流在压力下进料至所述混合区以与所述弹性体胶乳形成混合物。所述两种流体的混合是充分高能的以使得所述弹性体胶乳与所述炭黑在所述凝固反应器的排放端之前基本上完全凝固。如美国专利No. 6，929，783中所公开的，可随后将凝固物(coagulum)进料至脱水挤出机。对于一些应用，期望采用弹性体的共混物以使母料和/或母料的硫化橡胶产物的机械性质最优化。弹性体的共混物可通过将两种聚合物干混在一起而制造。可选择地，共混物可通过使弹性体胶乳的混合物共凝固(参见例如美国专利No. 4，271，213)或者通过从弹性体胶乳与含有第二聚合物的溶液的混合物收取聚合物共混物(参见例如美国专利No. 5，753，742)而制造。然而，这些参考文献无一公开将填料与两种或更多种弹性体组合的湿母料方法。相反地，可将通过这些方法制造的聚合物共混物与填料干混以形成母料。然而，干混可降低聚合物分子量并使聚合物性质退化。美国专利No. 6，521，691公开了一种湿母料方法,其中可将两种聚合物乳液和填料浆料组合且然后凝固以形成母料。类似地，美国专利6，800, 126公开了可将炭黑聚集体与油和低分子量弹性体胶乳共混以形成预共混物，该预共混物可与基于二烯的弹性体的乳液组合。然后从该混合物收取所述弹性体和所述炭黑的复合材料。美国专利No. 4，578,411公开了一种方法，其中将弹性体胶乳、弹性体溶液和填料组合，之后收取所述两种弹性体与所述填料的复合材料。然而，这些参考文献中的所有都将填料与弹性体的组合和胶乳的凝固作为单独的处理步骤公开。在这两个处理阶段之间，填料可在乳液中絮凝以损害其在最终复合材料中的均匀分布。美国专利No. 6，048, 923公开了一种湿母料方法，其中，随着将填料浆料引入到弹、性体胶乳，凝固接着发生，导致填料在弹性体复合材料内较好的分散。不需要凝固剂以形成该“湿混合”弹性体复合材料。所述‘923专利公开了弹性体胶乳的共混物可与填料浆料组合以形成凝固物。然而，由于天然橡胶胶乳基本上为生物材料，其含有许多溶解的物质例如镁、钾、磷酸根和硫酸根离子，脂肪酸，氨基酸，碳水化合物，肽等。含水载体的高离子强度可导致天然橡胶胶乳与其组合的合成胶乳在将填料浆料引入到弹性体胶乳共混物中之前凝固。这样的合成胶乳据称与天然橡胶胶乳不相容。尽管有可能通过向合成胶乳或天然胶乳中的任一种添加表面活性剂使所述两种胶乳相容，但额外的表面活性剂使所述胶乳更难以凝固且使最终橡胶产品中表面活性剂的浓度增大。因此，期望具有一种制造结合有材料共混物的弹性体复合材料母料的方法，其不易遭受早期凝固的问题，但其仍导致填料在弹性体内均匀的分散。
技术实现思路
在一个实施方式中，湿混合弹性体复合材料包含分散于包括天然橡胶和丁苯橡胶的共混物的弹性体中的炭黑。当所述湿混合弹性体复合材料使用CTV方法I加工时，硫化的湿混合弹性体复合材料呈现这样的电阻率:A)具有满足方程式In (电阻率)3-0. I (负载)+x的自然对数，其中X为14，或B)为具有相同组成且使用对比的CTV方法I制备的硫化的干混合弹性体复合材料的电阻率的至少2. 9倍大。在另一实施方式中，硫化的湿混合弹性体复合材料包含分散于弹性体中的炭黑。所述弹性体包括天然橡胶和丁苯橡胶的共混物。所述硫化的湿混合弹性体复合材料呈现这样的T300/T100之比其比具有与所述硫化的湿混合弹性体复合材料相同的组成的硫化的干混合弹性体复合材料的T300/T100之比大至少18%。所述弹性体复合材料可包含天然橡胶和相对于总的橡胶含量的约f约36重量％的丁苯橡胶，例如约2(Γ约36重量％的丁苯橡胶。所述弹性体复合材料可呈现小于O. 1%未分散面积的粗粒分散(macrodispersion)。在另一实施方式中，用于制备弹性体复合材料的方法包括将包含第一弹性体胶乳的第一流体的连续流进料至凝固反应器的混合区，将包含第二弹性体胶乳的第二流体的连续流进料至所述混合区，将包含颗粒填料浆料的第三流体的连续流进料至所述混合区，让所述第一弹性体胶乳和所述第二弹性体胶乳与所述颗粒填料混凝(凝固，coagulate)，和从所述凝固反应器的排放端排放凝固的湿混合弹性体复合材料流。所述第一弹性体胶乳可包括天然橡胶胶乳，且所述第二弹性体胶乳可包括合成弹性体胶乳。所述颗粒填料可包括炭黑。所述第一流体和所述第二流体可与所述第三流体组合以形成混合物，并且所述第一流体和所述第二流体可基本上同时与所述第三流体组合。在另一实施方式中，通过包括如下的方法制备弹性体复合材料将包含第一弹性体胶乳的第一流体的连续流进料至凝固反应器的混合区，将包含第二弹性体胶乳的第二流体的连续流进料至所述混合区，将包含颗粒填料衆料的第三流体的连续流进料至所述混合区，让所述第一弹性体胶乳和所述第二弹性体胶乳与所述颗粒填料混凝，和从所述凝固反应器的排放端排放凝固的湿混合弹性体复合材料流。 所述第一弹性体胶乳可包括天然橡胶胶乳，且所述第二弹性体胶乳可包括合成弹性体胶乳。所述颗粒填料可包括炭黑。所述第一流体和所述第二流体可与所述第三流体组合以形成混合物，并且所述第一流体和所述第二流体可基本上同时与所述第三流体组合。可选择地，所述第一流体和所述第三流体可组合以形成混合物，且所述第二流体可与所述混合物组合。所述第一弹性体胶乳和所述第二弹性体胶乳可为不相容的。应当理解在前的总的描述和下列详细描述两者都仅是示例性的和解释性的且意在提供对所要求保护的本专利技术的进一步解释。附图说明参照附图的几幅图描述本专利技术，其中，图I为根据本专利技术的示例性实施方式的用于制造弹性体复合材料共混物的装置的示意图。图2A和2B为根据本专利技术的示例性实施方式的用于将第二弹性体胶乳注入凝固物中的装置的示意图。图3为图2A和2B中所示的装置的顶视图的示意图。图4为图解用于电阻率测试的样品的构造的示意图。图5为将根据本专利技术的示例性实施方式制造的硫化的弹性体复合材料共混物(三角形，数字表示相对于总的橡胶的丁苯橡胶的重量比例)与经由湿母料方法由天然橡胶胶乳制造的硫化的弹性体复合材料(菱形)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：章绚，王婷，MD莫里斯，
申请(专利权)人：卡博特公司，
类型：发明
国别省市：