填充的弹性体胶料制造技术

本发明专利技术提供制备填充卤代丁基弹性体的方法，该方法包括混合卤代丁基弹性体、矿物填料和甲硅烷化添加剂。本发明专利技术还提供含有矿物填料和甲硅烷化添加剂的填充的卤代丁基弹性体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及填充的卤代丁基弹性体，例如溴代丁基弹性体(BIIR)。
技术介绍
已知增强填料，例如碳黑和氧化硅极大地改进弹性体胶料的强度与疲劳性能。还已知在弹性体和填料之间发生化学相互作用。例如，在碳黑和高度不饱和弹性体，例如聚丁二烯(BR)和苯乙烯丁二烯共聚物(SBR)之间产生良好的相互作用，这是因为在这些共聚物内存在许多碳碳双键。丁基弹性体可具有仅仅1/10或者更少的存在于BR或SBR内的碳碳双键，和已知由丁基弹性体制造的胶料与碳黑的相互作用差。例如，通过混合碳黑与BR和丁基弹性体的结合物制备的胶料导致含有大多数碳黑的BR区域，和含有非常少碳黑的丁基区域。还已知丁基胶料具有差的耐磨性。加拿大专利申请2293149表明，通过结合卤代丁基弹性体与氧化硅和特定的硅烷，可产生具有改进的性能的填充的丁基弹性体组合物。这些硅烷在卤代丁基弹性体和填料之间起到分散和粘合剂的作用。然而，使用硅烷的一个缺点是在制造工艺过程中和潜在地在使用通过这一工艺生产的制造制品的用途过程中醇的释放。另外，硅烷显著增加所得制造制品的成本。共同待审的加拿大专利申请2339080公开了含有具有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基的一些有机化合物的填充的卤代丁基弹性体胶料提高卤代丁基弹性体与碳黑和矿物填料之间的相互作用，从而导致改进的胶料性能，例如拉伸强度和磨耗性(DIN)。美国专利No.6706804公开了制备填充的卤代丁基弹性体的方法，该方法包括混合至少一种卤代丁基弹性体，至少一种矿物填料，和至少一种硅氮烷化合物或者硅氮烷化合物与含有至少一个羟基和至少一个具有碱性胺基的官能团的添加剂的混合物，并固化所得填充的卤代丁基弹性体混合物。
技术实现思路
本专利技术提供制备组合物的方法，所述组合物含有卤代丁基弹性体、至少一种矿物填料，和由含有至少一个羟基和含有碱性胺官能团的化合物衍生的至少一种甲硅烷化添加剂。该添加剂任选地可含有通过亚甲基桥(它可以被支化)隔开的伯醇基和胺基。本专利技术还提供填充的卤代丁基弹性体组合物，其包括卤代丁基弹性体，至少一种矿物填料，和由含有至少一个羟基和含有碱性胺的官能团的化合物衍生的至少一种甲硅烷化添加剂。令人惊奇的是，已发现，可在没有使用低闪点硅氮烷化合物的情况下，通过合适地选择甲硅烷化添加剂，平衡卤代丁基弹性体之间的物理性能。因此，本专利技术还提供一种方法，该方法包括在至少一种甲硅烷化添加剂存在下，混合卤代丁基弹性体与至少一种矿物填料，并固化所得填充的卤代丁基弹性体。根据本专利技术，所得填充的卤代丁基弹性体具有改进的性能。附图说明图1说明了填充的卤代丁基弹性体的应力应变曲线。图2说明了填充的卤代丁基弹性体的门尼焦烧值的曲线。具体实施例方式此处所使用的措辞“卤代丁基弹性体”是指氯化或溴化丁基弹性体。优选溴化丁基弹性体，和作为实例，通过参考溴代丁基弹性体说明本专利技术。然而，应当理解，本专利技术延伸到使用氯化丁基弹性体的应用。适合于在本专利技术中使用的卤代丁基弹性体包括，但不限于，溴化丁基弹性体。可通过溴化丁基橡胶来获得这种弹性体，所述丁基橡胶是异烯烃，通常是异丁烯，和共聚单体的共聚物，所述共聚单体通常是C4-C6共轭二烯烃，优选异戊二烯和溴化异丁烯-异戊二烯共聚物(BIIR)。可使用除了共轭二烯烃以外的共聚单体，例如烷基取代的乙烯基芳族共聚单体(它包括C1-C4烷基取代的苯乙烯)。可商购的卤代丁基弹性体的实例是其中共聚单体为对甲基苯乙烯的溴化异丁烯甲基苯乙烯共聚物(BIMS)。溴化丁基弹性体典型地含有基于聚合物中的烃含量，范围为0.1-10重量％，优选0.5-5重量％衍生于二烯烃，优选异戊二烯的重复单元，和范围为90-99.9wt％，优选95-99.5wt％衍生于异烯烃，优选异丁烯的重复单元，和基于溴代丁基聚合物，范围为0.1-9wt％，优选0.75-2.3wt％，和更优选0.75-2.3wt％的溴。典型的溴代丁基聚合物的分子量(根据DIN 53523，用门尼粘度(在125℃下，ML 1+8)来表达)范围为25-60。可将稳定剂加入到溴化丁基弹性体中。合适的稳定剂包括硬脂酸钙和环氧化大豆油，优选以每100重量份溴化丁基橡胶(phr)计，范围为0.5-5重量份的用量使用。合适的溴化丁基弹性体的实例包括商购于LANXESS Corporation的LANXESS Bromobutyl 2030，LANXESS Bromobutyl 2040(BB2040)，和LANXESS Bromobutyl X2。BB2040的门尼粘度(在125℃下，ML 1+8)为39±4，溴含量为2.0±0.3wt％，和大致分子量为500000g/mol。在本专利技术方法中使用的溴化丁基弹性体也可以是溴化丁基橡胶和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涉及通过混合固体溴化丁基橡胶与基于共轭二烯烃单体的固体聚合物制备这种接枝共聚物的方法，所述共轭二烯烃单体还包括一些C-S-(S)n-C键，其中n是整数1-7，其中在大于50℃的温度下进行混合足以引起接枝的时间。接枝共聚物中的溴代丁基弹性体可以是以上所述的任何一种。可引入到接枝共聚物内的共轭二烯烃通常具有下述结构式 其中R是氢原子或含有1-8个碳原子的烷基，和其中R1与R11可以相同或不同，且选自氢原子或含有1-4个碳原子的烷基。合适的共轭二烯烃包括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-丁二烯和类似物。优选含有4-8个碳原子的共轭二烯烃单体，更优选1，3-丁二烯和异戊二烯。基于共轭二烯烃单体的聚合物可以是均聚物，或者两种或更多种共轭二烯烃单体的共聚物，或者与乙烯基芳族单体的共聚物。可任选地使用的乙烯基芳族单体应当可与所使用的共轭二烯烃单体共聚。一般地，可使用已知采用有机碱金属引发剂聚合的任何乙烯基芳族单体。这种乙烯基芳族单体通常含有范围为8-20个碳原子，优选8-14个碳原子。合适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，其中包括对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯，1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、4-乙烯基甲苯和类似物。对于单独与1，3-丁二烯共聚或者与1，3-丁二烯和异戊二烯三元聚合来说，优选苯乙烯。根据本专利技术，可单独或者结合另一弹性体，例如下述使用卤代丁基弹性体BR-聚丁二烯ABR-丁二烯/丙烯酸C1-C4烷酯共聚物；CR-聚氯丁二烯IR-聚异戊二烯SBR-苯乙烯含量为1-60％，优选20-50wt％的苯乙烯/丁二烯共聚物IIR-异丁烯/异戊二烯共聚物NBR-丙烯腈含量为5-60％，优选10-40wt％的丁二烯/丙烯腈共聚物HNBR-部分氢化或完全氢化的NBR；或者 EPDM-乙烯/丙烯/二烯烃共聚物本专利技术的填料由矿物颗粒组成，合适的填料包括氧化硅、硅酸盐、粘土(例如，硼润土)、石膏、氧化铝、二氧化钛、滑石和类似物；及其混合物。合适的填料的进一步的实例包括-比表面积为5-1000，优选20-400m2/g(BET比表面积)，和初级粒度为10-400nm的高度分散的氧化硅，它例如通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备填充的卤代丁基弹性体的方法，该方法包括：混合（ａ）至少一种卤代丁基弹性体，（ｂ）至少一种矿物填料，和（ｃ）至少一种甲硅烷化添加剂，其中该添加剂衍生于含有至少一个羟基的和含有碱性胺的官能团的化合物， 和硫化所得填充的卤代丁基弹性体混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R雷森迪斯，JN希基，
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]