具有自由基硫化的橡胶混合物的弹性体产品制造技术

本发明专利技术涉及一种弹性体产品，尤其涉及一种传动带，其中所述弹性体产品包含自由基硫化的橡胶混合物。为了生产出具有长的寿命、并且能以环境友好的方式进行制造的弹性体产品，尤其是传动带，则所述橡胶混合物包含至少０．１到５０ｐｈｒ的羧酸，以及至少０．１到５０ｐｈｒ的作为共活化剂的金属凝结剂，其中所述羧酸至少是不饱和的、并且在共轭双键的端位上具有至少一个烯丙型氢原子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自由基硫化的橡胶混合物的弹性体产品 本专利技术涉及一种弹性体产品，它包含一种自由基交联的橡胶混合物。必须经受高动态负荷的弹性体产品，例如传动带、输送带或柔性 管， 一定要满足耐磨损性、弹性模量、拉伸强度、抗撕裂强度、抗老 化性、低温下的柔性、抗热量积蓄以及耐化学性和耐油性方面的高要 求。对传动带在运行中的额外要求包括产生低的噪音以及在髙温下保 持所希望的机械特性。总体而言，所提到的特性应该有助于使弹性体 产品具有长的使用寿 命。为了满足这些高要求，尤其是就耐热性而言的高要求，自由基交 联的(即过氧化物交联的)橡胶混合物被用于多种弹性体产品，尤其 是用于传动带。这些自由基交联的橡胶混合物基于(例如)氢化丁腈橡胶(HNBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)和/或乙烯-丙烯橡胶(EPM)。 为了增加交联密度并且为了改进由自由基交联的橡胶混合物所形成 的硫化产品的特性，进一步已知的是将活性助齐l」/共活化剂(例如三 烯丙基化合物或反应性的丙烯酸酯衍生物)加入到混合物中。作为活 性助剂，例如，提出了a,(3-不饱和羧酸的金属盐，诸如丙烯酸或甲基 丙烯酸的锌盐。例如，在欧洲专利公开0 866 834 Bl中描述了具有长的使用寿命 的传动带，这些传动带基于EPDM禾B/或EPM、并且包含32到100 phr 的至少一种a,(5-不饱和羧酸金属盐，优选二丙烯酸锌。欧洲专利公开1 205 515 Al披露了 1到30phr的至少一种a，(5-不 饱和羧酸金属盐(尤其是二甲基丙烯酸锌)在传动带中的乙烯-a-烯 烃橡胶混合物(例如EPDM和EPM)中的用途。日本专利公开2981575 B2披露的传动带包含一种过氧化物交联 的橡胶混合物，该橡胶混合物基于一种饱和的橡胶(例如EPM)、且 包含短纤维以及烯属不饱和羧酸的金属盐。在此公开文件中还进一步说明了除直接使用烯属不饱和羧酸的金属盐之外，这些盐甚至还可以 在该混合物中生成，其中将合适的金属盐(例如碳酸盐类)、氧化物 或氢氧化物、以及烯属不饱和羧酸加入到混合物中，并在此反应生成 相应的烯属不饱和羧酸金属盐。因此，本专利技术的一个目的是提供弹性体产品，尤其是传动带，其 包含自由基交联的橡胶混合物，并且其特征在于长的使用寿命以及环 境友好的生产方式。根据本专利技术由包含以下组分的橡胶混合物实现了这个目的，所述 组分为-0.1到50phr (重量份，基于100重量份的在该混合物中的全 部橡胶而言)的至少一种羧酸，该羧酸是至少为a,p-不饱和且Y,S-不 饱和的、并且在共轭双键的端位上具有至少一个烯丙型氢原子；以及-0.1到50phr的作为共活化剂的至少一种金属盐。在本说明书中所使用的单位phr (份/100份橡胶，以重量计)是 制备混合物时常用的量值单位。各物质的重量份配比总是基于100重 量份的存在于该混合物中的全部橡胶的总质量而言的。据发现，通过向未交联的橡胶混合物(该未交联的橡胶混合物一 旦发生自由基交联便成为弹性体产品)中，提供至少一种羧酸以及至 少一种金属盐，便可以获得尤其髙的交联度、从而可以获得增强型弹 性体产品，其中所述羧酸是至少为oc,p-不饱和且Y,5-不饱和的，并且 在共轭双键的端位上具有至少一个烯丙型氢原子。这种增强效果产生 了尤其高的耐磨性。对于改进交联度来说，看起来关键之处在于羧酸具有由至少两个 共轭双键构成的体系，其中该体系具有吸引电子的羧酸基团。这使得 位于共轭双键端位的烯丙位上的氢原子尤其活泼。在自由基交联中， 当在过氧化物辅助下形成交联键时，羧酸看上去是优选以这种方式直 接与聚合物链成键，随后才与金属盐发生反应的。重要的是，当将这种特定的羧酸和所述金属盐加入到橡胶混合物 中时，该羧酸和金属盐处于未反应的状态。当使用这种特定羧酸的金 属盐时，却未能看到增强效果，这可能是因为在盐的存在下，不再能够发生羧酸与聚合物的预反应。仅仅是烯属不饱和的(无共轭双键存 在)羧酸金属盐的使用不会在所有情况下均产生非常好的增强效果， 这是因为仅仅是不饱和的羧酸有可能不具有足够的活性、并且对环境 也是不利的。此外，对于含有给定量的这种特定羧酸以及所述金属盐的自由基 交联橡胶混合物而言，其显著之处在于具有较小的压缩永久变形，即 较小的蠕变。这使得由这些混合物形成的弹性体产品在使用寿命内显 示出较小的表面几何形状的改变，因此这些产品在整个使用寿命内的 性能得到改善。对于含有所述量的这种特定羧酸以及金属盐的自由基交联的橡 胶混合物而言，其额外的优点为其显示出高的动态耐用性，因此含 有这些橡胶混合物的弹性体产品在(例如)被用作传动带时能够很好 地经受住长时间的动态使用。此外，这些橡胶混合物具有优异的强度 以及应力值。由于这种特定的羧酸以及所述金属盐能够很容易地被分散在橡 胶基质中，因此用于本专利技术弹性体产品的橡胶混合物可以毫无困难地 进行混合。当橡胶混合物含有10到40 phr的至少一种羧酸时，可以使交联 度得到特别大的提高，其中所述羧酸是至少为a,P-不饱和且Y,S-不饱和的、并且其在共轭双键体系的端位上具有至少一个烯丙型氢原子。 可以单独使用一种羧酸。但是也可以在混合物中使用若干种该类型的羧酸。所有具有如下特征的羧酸均可使用，该特征为存在至少两个位于羧酸基团的a,p位以及Y,S位上的共轭双键，并且在共轭双键体系的 端位上具有烯丙型氢原子。因此，也可以使用具有三个或更多个共轭双键的羧酸。而根据本专利技术一种优选的实施方案，羧酸为2，4-己二烯酸。尤其 优选的是反式,反式-2,4-己二烯酸(山梨酸)，该酸在市场上可以以较 低的成本大量获得，并且在生态上是安全的。它作为防腐剂的用途是 已知的。山梨酸可以很好地混合到橡胶混合物中，并且均匀地分散于混合物中，从而使弹性体产品具有尤其出色的动态特性。在引入山梨 酸时，不会形成具有刺激性或毒性的挥发性气体，因此不必为了这种 混合物的生产而特别提供通风系统。用于弹性体产品的橡胶混合物包含0.1到50 phr、优选5到40 phr 的至少一种金属盐。也可以在混合物中使用若干种金属盐。例如，可以将金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸盐用作金属 盐。就交联度而言，金属氧化物以及金属碳酸盐已表明是非常有效的， 因此优选使用金属氧化物以及金属碳酸盐。例如，金属盐可含有镁、钡、钙、锂、钠、钾、铅、锡等。优选 使用锌盐，尤其是氧化锌，它们在交联中是尤其活跃的。为了进一步提高交联度、并且获得具有尤其高的耐磨性以及可动 态工作的弹性体产品，经显示使用活性氧化锌是有利的。活性氧化锌 具有大的比表面积。虽然标准的氧化锌或"zinkweiss"具有高达10 m2/g 的BET表面积(例如Grillo公司的"zinkweiss HARZSIEGEL "的 BET表面积为约4.7 m2/g，或者"zinkweiss Rotsiegel"的BET表面积 为约4.5m"g)，但是活性氧化锌的BET表面积髙于20m"g。例如， 可从LANXESS公司获得商品名为"活性氧化锌"的活性氧化锌(BET 表面积为约45 m2/g)，或可从BrUggemann公司获得商品名为"氧化 锌RAC"的活性氧化锌(BET表面积为约69m2/g)。 一般来说，这 些活性氧化锌是通过在溶液中的沉淀反应而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性体产品，其含有自由基交联的橡胶混合物，其中所述橡胶混合物包含：　－０．１到５０ｐｈｒ（重量份，基于１００重量份的在该混合物中的全部橡胶而言）的至少一种羧酸，该羧酸是至少为α，β－不饱和且γ，δ－不饱和的、并且在共轭双键的端位上 具有至少一个烯丙型氢原子；以及　－０．１到５０ｐｈｒ的作为共活化剂的至少一种金属盐。

【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：赖因哈德特韦斯，米夏埃尔韦尔，卡尔弗里德里希格吕塞尔，
申请(专利权)人：康蒂泰克驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]