具有低迟滞的弹性体产品的制造方法技术

本发明专利技术涉及到一种具有低迟滞的制造弹性体制品，例如橡胶制品，的方法。该方法包括至少以下步骤：提供弹性体材料组合物，所述弹性体材料组合物包括弹性体材料，硫和过氧化物；及在一选定的反应温度下硫化所述组合物，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃之间。该组合物显示了一个较低的迟滞与良好的撕裂强度，特别是在低温下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种具有低迟滞(hysteresis)的弹性体产品的制造方法，其能降低弹性体产品的迟滞。本专利技术还涉及一种具有低迟滞弹性体产品，特别是弹性扰流板(spoiler)和轮胎，其是通过本专利技术的方法制备得到的。迟滞涉及弹性体产品的一种属性，即从因负载而发生形变后返回到原来的形状的能力。在重大的迟滞的情况下的，能量在负载-卸载循环中作为热量损失，这由于许多原因是不希望发生的。例如，轮胎的滚动阻力涉及到阻止轮胎和路面之间发生相对运动的力。当轮胎在车辆的重量下旋转时，它经受着变形和复原的反复循环。当轮胎中的橡胶表现出迟滞现象时，轮胎将会把迟滞能量在负载-卸载循环中以热量的形式耗散。归因于橡胶的粘弹性特性，迟滞是与滚动阻力相关的能量损耗的主要原因。在汽车工业，弹性扰流板最近被引入，用以作为调节气流，增加车辆的空气动力学及提高燃油效率的设备。例如，US7,055,891B2中描述了一种用于扰流板的柔性空气导向装置。该扰流板包括表现出迟滞的橡胶组件。因此，由于所使用的橡胶的粘弹性特性，能量被流失。在弹性体产品，例如轮胎侧壁或弹性扰流板中的迟滞通常是不希望出现的，且在弹性体产品的粘弹性应尽可能地低。因此，有必要开发一种具有低迟滞的弹性体产品的制造方法，特别是低于公知的弹性体产品的迟滞水平。已知的硫化弹性体组合物的方法通常是往弹性体中添加含硫化合物，以实现在弹性体聚合物链中的不饱和键之间的含硫交联，或添加过氧化物以获得链之间的碳-碳交联。后者不需要用到链中的不饱和键。在轮胎的硫化过程中，典型的硫化循环包括将弹性体轮胎组合物保持在压力下约10分钟，反应温度为160℃至170℃的。本专利技术的目的是开发一种具有低迟滞的弹性体产品的制造方法，特别是低于公知的弹性体产品的迟滞水平。本专利技术的目的是通过一种制造具有低迟滞的弹性体产物的方法得以实现，该方法包括如下步骤：a)提供弹性体材料组合物，所述弹性体材料组合物包括弹性体材料，硫和过氧化物；及b)选择一种反应温度，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃之间；c)在所述反应温度下硫化所述组合物。根据步骤b)中的硫和过氧化物选择反应温度，并且在该反应温度硫化该组合物，这样可以得到与由公知的方法得到的弹性体产品相比具有较低迟滞的弹性体产品。根据本专利技术的方法中所选择的反应温度通常会比在已知的基于过氧化物固化循环中使用的温度要低。据信，低的迟滞可能是部分由于这样一个事实，即所选择的相对低的反应温度下首先启动一个硫的硫化反应，从而产生链和多硫网络之间的含硫的交联，由此延迟或至少减慢过氧化物硫化反应，在相同的反应温度下，其仅在后期开始。其结果是，产生了一个不同于已知网络的弹性体交联的网络，并且产生相对低的迟滞水平。如果本专利技术的弹性体组合物，即包括硫和过氧化物的弹性体组合物，在一个高于当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃的反应温度被固化，则机械强度和撕裂强度都被观察到降低。这被认为是由于这样的事实，即该硫硫化反应和过氧化物硫化反应之间会非常干扰，并产生较少的最佳交联的网络。本专利技术的方法允许同时实现低水平的迟滞和良好的机械强度和撕裂强度。选择一个高于该交联在该组合物形成时的温度的反应温度是容易完成的。事实上，在该交联形成在组合物中的最低温度是合理的(工业的观点来说)，可以通过执行一个流变试验而获得时间量，在该实验中，未硫化的弹性体组合物在恒定的温度和所需的扭矩被剪切，以保持固定的剪切力或随时间监测的剪切速率。转矩最初将由于该组合物的加热而减少，但将随后由于硫化而急剧地上升，这是因为粘度和组合物后模量因增加交联的结果而上升。当扭矩在合理的时间内观察到上升时发生硫化。请注意，在这样的测试里的焦烧时间(scorch time)被定义为，直到扭矩水平从最小值上升2个单位以上经过的时间。如果焦烧时间太有限而过早焦化发生，部分交联的组合物不能很好地在模制产品中流动。这当然是不希望发生的。在本专利技术提供的方法中，硫化步骤c)的反应温度优选要低于传统方法中的硫化温度。本专利技术采用较低温度所带来的额外优点是，能够得到更好的焦烧安全性(Scorch safety)。焦烧安全性被定义为防止过早硫化的阻力，过早硫化将损害组合物的流变性质。对于本领域技术人员来说，过氧化物的半衰期是公知的，其定义为，在弹性体组合物中，在一定的反应温度下，分解过氧化物的初始量的一半所需要的时间。半衰期随着反应温度减少，其对于一个给定的过氧化物和反应温度，其半衰期可以从过氧化物的供应商处获得。在本文中，用于数值范围的术语“之间”并不包括所指示范围的端点。在本专利技术优选的实施例中，一种方法被提供，其中，所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加30℃之间。更为优选的，所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加20℃之间。在本专利技术更为优选的实施例中，一种方法被提供，其中，选择的所述反应温度高于当所述组合物内部形成含硫的交联时的温度。优选的，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃之间。更为优选的，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加30℃之间，更为优选为加20℃之间。为进一步提高该方法的效率，减少硫化过程所需时间，固化剂，例如加速器和活化剂，特别是用于过氧化物引发硫化反应的固化剂，优选添加在本专利技术的方法中，根据本专利技术的方法的一个实施例中，固化剂被加入到弹性材料组合物中，其中所述过氧化物和所述固化剂的比例为1重量份过氧化物比0.5～1.5重量份固化剂，更优选为1重量份过氧化物比1.2～1.3重量份固化剂。在一个实施例中，所述固化剂选自含有马来酰亚胺，(甲基)丙烯酸酯，烯丙基基团及其组合的有机分子。有机分子的例子适合作为固化剂是二甲基丙烯酸乙二醇酯(ethylene dimethacrylate)，对苯二甲酸二丙烯酯(diallylterephthalate)，二乙烯基苯，三烯丙基异氰脲酸酯(triallylisocyanura本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有低迟滞的弹性体产物的方法，包括以下步骤：a)提供弹性体材料组合物，所述弹性体材料组合物包括弹性体材料，硫和过氧化物；及b)选择一种反应温度，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃之间；c)在所述反应温度下硫化所述组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.23 NL 20098681.一种制造具有低迟滞的弹性体产物的方法，包括以下步骤：
a)提供弹性体材料组合物，所述弹性体材料组合物包括弹性体材料，硫和
过氧化物；及
b)选择一种反应温度，所述反应温度高于当所述组合物内部形成交联时的
温度，且所述反应温度在当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度和当所述
过氧化物的半衰期为1小时时的温度加50℃之间；
c)在所述反应温度下硫化所述组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应温度在当所述过氧
化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度
加30℃之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反应温度在当所述过氧
化物的半衰期为1小时时的温度和当所述过氧化物的半衰期为1小时时的温度
加20℃之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，选择的所述反应温
度高于当所述组合物内部形成含硫的交联时的温度。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述弹性材料组合
物还包括用于使所述过氧化物引发硫化反应的固化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述过氧化物和所述固化剂
的比例为1重量份过氧化物比0.5～1.5重量份固化剂，更优选为1重量份过氧化
物比1.2～1.3重量份固化剂。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述固化剂为含有马来
...

【专利技术属性】
技术研发人员：LP·A·E·M·瑞威坎普，G·尼杰曼，
申请(专利权)人：阿波罗轮胎全球研发公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL