二氧化硅填充的弹性体胶料制造技术

本发明专利技术提供了一种制备经填充的卤化丁基弹性体的方法，该方法包括对卤化丁基弹性体、矿物质填充剂和低聚多羟基化合物或低聚多羟基化合物与含至少一个羟基基团、至少一个含碱性胺基的官能基团的添加剂的混合物进行混炼，以及对获得的经填充的弹性体混合物进行硫化。本发明专利技术还涉及通过所述方法制得的、改进了焦烧安全性的经填充的弹性体组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及二氧化硅填充的卤化丁基弹性体如溴化丁基弹性体(BIIR)。此外，本专利技术还涉及改进了焦烧安全性的溴化丁基弹性体。
技术介绍
大家知道，补强填充剂如炭黑和二氧化硅能大大地提高弹性体胶料的强度性能和疲劳性能。大家还知道，弹性体与填充剂之间会发生化学作用。例如，炭黑与高度不饱和弹性体如聚丁二烯(BR)、苯乙烯丁二烯共聚物(SBR)之间会发生有益的相互作用，这是因为这些共聚物中存在有大量的碳-碳双键。丁基弹性体中碳-碳双键可能只有BR或SBR中的十分之一或以下，因而已知由丁基弹性体制的胶料与炭黑之间缺乏良好的相互作用。例如，通过将炭黑与BR和丁基弹性体的组合相混炼制成的胶料会形成包含大部分炭黑的BR区域和包含极少量炭黑的丁基弹性体区域。众所周知，这种丁基胶料的耐磨性能很差。加拿大专利申请2293149指出，通过使卤化丁基弹性体与二氧化硅和特定的硅烷相混合可制得具有改进性能的填充丁基弹性体组合物。硅烷在卤化丁基弹性体与填充剂之间起分散剂和键合剂的作用。然而，采用硅烷的一个缺点是在制造过程中以及按这种方法制得的制品在使用期间会逐渐形成醇。此外，采用硅烷还会大大地增加所得制造制品的成本。共同待审的加拿大专利申请2339080公开了具有至少一个含氮碱性基团和至少一个羟基基团的化合物能增进卤化丁基弹性体与炭黑、矿物填充剂之间的相互作用，从而改进胶料的性能如拉伸强度和耐磨性(DIN)。共同待审的加拿大专利申请2368363公开了包含卤化丁基弹性体，至少一种矿物质填充剂和至少一种硅氮烷化合物的经填充的卤化丁基弹性体化组合物。然而正在研究用于由二氧化硅填充的丁基胶料中的其它加工助剂。
技术实现思路
本专利技术提供了包含卤化丁基弹性体，至少一种矿物质填充剂和至少一种低聚多羟基化合物或至少一种低聚多羟基化合物与含至少一个羟基基团、至少一个具有碱性胺基的官能基团的添加剂的混合物的组合物。本专利技术还提供了一种制备经二氧化硅补强的、具有改进的焦烧安全性的弹性体胶料的方法，该方法包括对卤化丁基弹性体、至少一种二氧化硅矿物质填充剂和至少一种低聚多羟基化合物或至少一种低聚多羟基化合物与含至少一个羟基基团、至少一个具有碱性胺基的官能基团的添加剂的混合物进行混炼，以及对获得的经填充的卤化丁基弹性体混合物进行硫化。已出乎意料地发现，低聚多羟基化合物能增进卤化丁基弹性体与矿物质填充剂的相互作用，从而得到提高了胶料的性能如拉伸强度和耐磨性能(DIN)，同时还改进了焦烧安全性的效果。此外，还发现，低聚多羟基化合物与含至少一个羟基基团、一个含碱性胺的官能基团的添加剂的混合物能增进卤化丁基弹性体与矿物质填充剂间的相互作用，从而提高了胶料的性能如拉伸强度和耐磨性能(DIN)。附图说明图1是对照的填充弹性体胶料与根据本专利技术填充胶料的门尼焦烧的图示。图2是对照的填充弹性体胶料与根据本专利技术填充胶料的DIN磨损体积损耗的图示。具体实施例方式本文所用术语“卤化丁基弹性体”是指氯化或溴化丁基弹性体。溴化丁基弹性体是优选的，并通过实施例以溴化丁基弹性体为例对本专利技术进行说明。然而大家都知道，本专利技术也延伸到氯化丁基弹性体的应用。适用于本专利技术的卤化丁基弹性体包括(但不受此限制)溴化丁基弹性体。此类弹性体可通过丁基橡胶的溴化来制得，丁基橡胶是异烯烃(通常是异丁烯)与共聚单体(通常是C4-C6共轭二烯烃，优选异戊二烯)的共聚物。也可采用除共轭二烯外的共聚单体，如烷基取代的乙烯基芳族共聚单体，包括C1-C4烷基取代的苯乙烯。可商购的卤化丁基弹性体的实例是溴化异丁烯甲基苯乙烯共聚物(BIMS)，其中共聚单体是对甲基苯乙烯。溴化丁基弹性体可包含0.1-10重量％，优选0.5-5重量％衍生自二烯烃(优选异戊二烯)的重复单元，90-99.9重量％，优选95-99.5重量％衍生自异烯烃(优选异丁烯)的重复单元(以聚合物烃含量计)，以及0.1-9重量％，优选0.5-2.5重量％，更优选0.75-2.3重量％的溴(以溴化丁基聚合物计)。通常，溴化丁基聚合物的分子量以门尼粘度(根据DIN(德国工业标准)53523(ML1+8，125℃)表示为25-60。可向溴化丁基弹性体添加稳定剂。适用的稳定剂包括硬脂酸钙和环氧化大豆油，优选的使用量为0.5-5重量份(以每100重量份溴化丁基橡胶(phr)计)。适用的溴化丁基弹性体实例包括Bayer Bromobutyl 2030、BayerBromobutyl 2040(BB2040)和Bayer Bromobutyl X2(购自LanxessCorporation)。Bayer BB2040的门尼粘度(ML1+8@125℃)为39±4，溴含量为2.0±0.3重量％，近似分子量为500000克/摩尔。用于本专利技术方法中的溴化丁基弹性体也可以是溴化丁基橡胶与基于共轭二烯烃单体的聚合物的接枝共聚物。共同待审的加拿大专利申请2279085涉及制备这种接枝共聚物的方法，该方法使固态溴化丁基橡胶与包含一些C-S-(S)n-C键(其中n为1-7整数)的基于共轭二烯烃单体的固态聚合物相混合，混合温度高于50℃，并经足够的时间引发接枝反应制备该接枝共聚物。接枝共聚物中的溴化丁基弹性体可以是上述任何一种丁基弹性体。可接枝在共聚物中的共轭二烯烃通常具有下述结构式 式中R为氢原子或含1-8个碳原子的烷基基团，R1与R11可以是相同或不相同的，并可选自氢原子或1-4个碳原子的烷基。适用的共轭二烯烃包括1，3-丁二烯、异戊二烯、2-甲基-1，3-戊二烯、4-丁基-1，3-戊二烯、2，3-二甲基-1，3-戊二烯、1，3-己二烯、1，3-辛二烯、2，3-二丁基-1，3-戊二烯、2-乙基-1，3-戊二烯、2-乙基-1，3-丁二烯等。包含4-8个碳原子的共轭二烯烃单体是优选的，而1，3-丁二烯与异戊二烯更优选。基于共轭二烯烃单体的聚合物可以是均聚物，或是两种或多种共轭二烯烃单体的共聚物，或是与乙烯基芳族单体的共聚物。可任选地采用的乙烯基芳族单体应该是可与采用的共轭二烯烃单体进行共聚合的。通常，可采用任何已知的，能与有机碱金属引发剂聚合的乙烯基芳族单体。这类乙烯基芳族单体通常包含8-20个碳原子，优选8-14个碳原子。适用的乙烯基芳族单体的实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、各种烷基苯乙烯，包括对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、4-乙烯基甲苯等。优选苯乙烯与1，3-丁二烯单独进行共聚合或是与1，3-丁二烯、异戊二烯进行三元共聚合。根据本专利技术，卤化丁基弹性体可单独使用也可与其它弹性体结合使用，例如BR 聚丁二烯；ABR丁二烯/丙烯酸C1-C4烷基酯共聚物；CR 氯丁橡胶；IR 聚异戊二烯；SBR苯乙烯/丁二烯共聚物，苯乙烯含量为1-60重量％，优选20-50重量％；IIR异丁烯/异戊二烯共聚物；NBR丁二烯/丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为5-60重量％，优选10-40重量％；HNBR部分氢化或完全氢化的NBR；或EPDM乙烯/丙烯/二烯共聚物。根据本专利技术的填充剂由微粒状矿物质构成，适用的填充剂包括二氧化硅、硅酸盐、白土(如膨润土)、石膏、氧化铝、二氧化钛、滑石等以及它们的混合物。适用的填充剂的其它实例包括-高度分散的二氧化硅，例如通过硅酸盐溶液沉淀或卤化硅的火焰水解制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备填充的卤化丁基弹性体的方法，该方法包括：　　　　混炼下列成分　　　　（ａ）至少一种卤化丁基弹性体，　　　　（ｂ）至少一种矿物质填充剂，以及　　　　（ｃ）至少一种低聚多羟基化合物或低聚多羟基化合物与含至少一个羟基和至少一个含碱性胺基的官能团的添加剂的混合物，以及　　　　硫化得到的填充卤化丁基弹性体混合物。

【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：R雷森德斯，K库尔巴巴，
申请(专利权)人：兰科瑟斯有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]