本发明专利技术公开了一种具有弹性体和每百份弹性体20至100份的纤维微浆的母料组合物，其中所述微浆具有纤维，所述纤维具有如通过激光衍射所测量的20至200微米的体积加权平均纤维长度，如通过核磁共振所测量的30至600平方米/克的相对比表面积，并且所述纤维选自芳族聚酰胺、芳族共聚酰胺、聚丙烯腈和聚唑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1.
本专利技术涉及包含弹性体和纤维微浆的母料。2.相关领域说明对位芳族聚酰胺纸浆诸如纸浆是通过将纱切成短纱、随后在水中机械研磨以部分粉碎纤维而制造的原纤化的纤维产品。这导致表面积的大幅增加，因为具有低至0.1微米(μm)直径的原纤附接到主纤维表面，其直径通常为12微米。如果纸浆将要高度分散在不同基质中，则纸浆必须保持潮湿以防止原纤化结构塌缩。美国专利5,084,136和5,171,402描述了此类对位芳族聚酰胺纸浆。对位芳族聚酰胺纤维产品可以根据注册商标购自E.I.Du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE(DuPont)。例如，将这些纸浆用作弹性体复合物中的填料以改变它们的拉伸特性。最大的应用是在天然橡胶中用于轮胎强化。将潮湿的纸浆分散到水中并与弹性体胶乳混合，随后凝聚以获得浓缩母料。包含对位芳族聚酰胺纤维纸浆和弹性体的示例性母料可以商品名DuPont工程化弹性体(EE)从E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，DE)商购获得。EE母料含有高度分散状态的纸浆，其可配混到批量弹性体中以获得期望水平的纸浆改性。EE的合适的合并是1F722、1F724、1F723、1F735、1F1234、1F819、1F770和F1598。在轮胎增强材料中，使各种橡胶组分经受不同的应变水平。当前，EE受限于暴露于较低应变水平的那些组分。EE-橡胶复合物通常示出比具有显著屈服点的纯橡胶更高的初始模量。在该上下文中，术语“屈服点”描述了在约20至100％应变范围内在测得的应力下的不连续性，其中拉伸曲线的斜率快速下降，在一些情况下接近平台。该屈服点与纤维和橡胶之间的粘附性损失相关联。授予Causa等人的美国专利5,576,104描述了如何在加工成短纤维并且用作弹性体中的纤维增强材料时，发现部分取向的纱(POY)展示在弹性体中的减小的裂纹扩展。POY增强的弹性体可用于轮胎中以替换帘线增强的组分，并且例如，可用于轮胎的胎面基部中，避免对覆盖层的需要。在一个实施方案中，已发现，纤维增强弹性体的特性可通过使用部分取向的纤维和原纤化纸浆纤维(诸如成浆高模量刚性棒状液晶纤维)的混合物作为纤维增强材料来优化。授予Levit的美国专利8,211,272公开了包含间位芳族聚酰胺沉析纤维的对位芳族聚酰胺纸浆，其用作产品中的增强材料，所述产品包括例如摩擦材料、液体密封材料和纸材。本专利技术还涉及用于制备此类纸浆的方法。授予Benko的美国专利申请公布2001/0006086提出了用于轮胎中的弹性体制剂，其在成分中包含芳族聚酰胺纸浆和弹性体。授予Kelly的美国专利申请公布US 2003/0114641 A1公开了由对位芳族聚酰胺纤维和纸浆制成的微浆，其用作涂料组合物中的触变胶和增强材料。附图说明图1是天然橡胶中纸浆和微浆的代表性应力/伸长百分比曲线的图。图2是合成橡胶中纸浆和微浆的代表性应力/伸长百分比曲线的图。图3是合成橡胶中纸浆和包含PVP的微浆的代表性应力/伸长百分比曲线的图。具体实施方式需要可增强轮胎组件和其它橡胶产品同时允许其经历更高的应力或应变水平的纸浆。申请人已出人意料地发现包含下文描述的微浆的母料在硫化橡胶复合物中提供前所未有的增强从而提供比现有技术的EE-橡胶复合物令人惊奇地更高的应变水平。通常，微浆-橡胶复合物示出比纯硫化橡胶复合物更高的初始模量，并且不存在现有技术的EE-橡胶复合物的特征性屈服点。母料本专利技术的母料组合物包含弹性体和每百份弹性体1至100份的纤维微浆。微浆微浆包含具有如通过激光衍射所测量的20至200微米的体积加权平均纤维长度并具有如通过核磁共振所测量的30至600平方米/克，优选地40至500平方米/克的相对比表面积。在一些实施方案中，微浆的相对比表面积为40至250平方米/克，优选地50至150平方米/克。在其它实施方案中，相对比表面积为250至500平方米/克，优选地300至400平方米/克。优选地，微浆纤维具有20至100微米，更优选地40至100微米的体积加权平均纤维长度。在一些实施方案中，纸浆是从未干燥的微浆，其由用水饱和的湿初生纤维制成并且从未干燥。纤维微浆通过将纤维切成短纱或絮状物然后在水中湿磨以将纤维完全粉碎成其组分原纤来制备。任选地，短纱或絮状物可首先转化成纸浆以有助于湿磨过程。纤维呈连续长丝的形式。为了本文的目的，术语“长丝”被定义为相对柔韧、宏观上均匀的并且在其垂直于其长度的其横截面积上具有高的长宽比的主体。长丝横截面可以是任何形状，但是通常是圆形的或豆形的。在卷装中旋绕到线轴上的复丝包含多根连续长丝。在本公开的上下文中，术语长丝和纤维可互换使用。纤维材料的其它合适的形式为短纤纱、非织造织物、或短切纱股线。可将多根长丝或纱组合以形成帘线。这些术语是纺织纤维领域中为人们所熟知的。微浆的纤维可以是芳族聚酰胺、芳族共聚酰胺、聚唑、或聚丙烯腈。由于具有优异的拉伸强度和模量，所以优选的芳族聚酰胺是对位芳族聚酰胺。如本文所用，术语对位芳族聚酰胺长丝是指由对位芳族聚酰胺聚合物制成的长丝。术语“芳族聚酰胺”是指其中至少85％的酰胺键(-CONH-)直接连接到两个芳族环的聚酰胺。合适的对位芳族聚酰胺纤维以及它们的特性在Man-Made Fibres-Science and Technology，第2卷(Interscience Publishers，1968年)的标题为“Fibre-Forming Aromatic Polyamides”的章节中(第297页，W.Black等人)中有所描述。芳族聚酰胺纤维以及它们的生产在美国专利3,767,756、4,172,938、3,869,429、3,869,430、3,819,587、3,673,143、3,354,127和3,094,511中也有所公开。由于对位芳族聚酰胺纤维的原纤形态，所以它们尤其适于制造纸浆和微浆。一种优选的对位芳族聚酰胺是被称为PPD-T的聚(对苯二甲酰对苯二胺)。所谓PPD-T，是指由对苯二胺与对苯二甲酰氯的等摩尔比聚合反应产生的均聚物，以及由少量其它二胺与对苯二胺结合、少量其它二酰氯与对苯二甲酰氯结合所得的共聚物。作为一般原则，其它二胺和其它二酰氯的使用量可至多多达对苯二胺或对苯二甲酰氯的约10摩尔％，或者可能略高，前提条件是仅其它二胺和二酰氯不具有干扰聚合反应的反应性基团。PPD-T也指由其它芳族二胺与其它芳族二酰氯例如2，6-萘亚甲基酰氯或氯对苯二甲酰氯或二氯对苯二甲酰氯或3，4′-二氨基二苯醚结合所得的共聚物。添加剂可与芳族聚酰胺一起使用，并且已发现，至多多达10重量％或更多的其它聚合物材料可与芳族聚酰胺共混。可使用共聚物，所述共聚物具有多达10％或更多的其它二胺(替代了芳族聚酰胺的二胺)或者多达10％或更多的其它二酰氯(替代了芳族聚酰胺的二酰氯)。包含作为添加剂的聚合物材料的对位芳族聚酰胺纤维由两种组分在溶液中(通常在硫酸中)的共混物纺成，所以在所述情况下，聚合物材料必须是在硫酸中可溶且稳定的。可与对位芳族聚酰胺共混的聚合物材料的示例包括聚(1-乙烯基-2-吡咯烷酮)和共聚物，脂环族聚酰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种母料组合物，其包含弹性体和每百份弹性体20至100份的纤维微浆，其中所述微浆：(i)包含纤维，所述纤维具有如通过激光衍射所测量的20至200微米的体积加权平均纤维长度，(ii)具有如通过核磁共振所测量的30至600平方米/克的相对比表面积，并且(iii)包含选自下列的纤维：芳族聚酰胺、芳族共聚酰胺、聚丙烯腈和聚唑。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 US 61/945243;2014.07.16 US 62/0252221.一种母料组合物，其包含弹性体和每百份弹性体20至100份的纤维微浆，其中所述微浆：(i)包含纤维，所述纤维具有如通过激光衍射所测量的20至200微米的体积加权平均纤维长度，(ii)具有如通过核磁共振所测量的30至600平方米/克的相对比表面积，并且(iii)包含选自下列的纤维：芳族聚酰胺、芳族共聚酰胺、聚丙烯腈和聚唑。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述微浆的相对比表面积为40至250平方米/克。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述纤维具有20至100微米的体积平均纤维长度。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述芳族聚酰胺为对位芳族聚酰胺。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述弹性体选自天然橡胶、合成天然橡胶和合成橡胶。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述弹性体还包含炭黑或二氧化硅。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述微浆为从未干燥的微浆。8.根据权利要求2所述的组合物，其中所述微浆的相对比表面积为250至500平方米/克。9.根据权利要求3所述的组合物，其中所述纤维具有40至100微米的体积加...
【专利技术属性】
技术研发人员：MF蒂斯勒，JS多内伊，GP拉詹德兰，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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