热塑性弹性体及其制备方法技术

揭示了一种用于弹性体组合物如热固性弹性体或热塑性弹性体的催化剂体系。所述催化剂体系包括至少一种酚酯树脂和至少一种选自非过渡金属卤化物和纳米粘土的其它组分，假如组分是纳米粘土时，酚醛树脂是溴化的。任选地，所述催化剂体系可包括至少一种酸或至少一种卤化氢净化剂，或两者都有。所述催化剂体系避免了使用含锡物质，减少了环境问题。文中还揭示了弹性体以及在催化剂体系存在下该弹性体的制备，包括制备白色的弹性体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制备弹性体组合物的催化剂体系。
技术介绍
在过去的几十年中，聚合物的使用改变了世界。聚合物科学迅速发展，从聚合物物理学的四个方面制造了数千种不同的热塑性和热固性产品热塑性塑料、热塑性弹性体、热固性塑料和热固性弹性体。任何聚合物的大规模生产不可能只停留在目前的工艺条件下。降低成本、提高产率、产生性能更好成本更低的产物都促进着聚合物科学工业的发展。对于弹性体来说情况是一样的。
技术实现思路
在制备弹性体组合物的领域中需要一种能减少此类组合物的工艺过程时间又不会有害于此类组合物的性能的催化剂体系本专利技术通过提供一种能减少反应时间又使组合物具有相当或改进的性能的新催化剂体系，来解决本领域的这一问题。本专利技术的一个方面是一种用于制备弹性体组合物的催化剂体系，其包括至少一种酚醛树脂、至少一种选自非过渡金属氯化物和纳米粘土(nanoclay)的组分、任选的至少一种酸和任选的至少一种卤化氢净化剂，其中当组分是纳米粘土时，酚醛树脂是溴化的。较佳地，当组分是非过渡金属卤化物时，酚醛树脂是非溴化的。较佳地，非过渡金属卤化物是氯化物。本专利技术的另一个方面是可使用上述催化剂体系制备的热塑性弹性体。本专利技术的另一个方面是使用上述催化剂体系制备弹性体组合物的方法。本专利技术的一个优点是避免了使用含锡催化剂体系来制备弹性体，减少了环保问题。本专利技术的另一个优点是能够产生白色弹性体。通过公开以下本专利技术的实施方式和许多实施例，本专利技术催化剂体系的特点和优点及其用途将会是显而易见的。具体实施例方式定义“弹性体组合物”一般是表现为热塑性弹性体或热固性弹性体的组合物，是热塑性弹性体还是热固性弹性体取决于硬段和软段的比例、热塑相对弹性体相的比例和/或交联的程度。除了表现出上述这样的形状外，弹性体组合物也保留有弹性或橡胶性质。“热塑性弹性体”(TPE)一般是能够以与常规热塑性材料相同的方式进行加工处理和循环，而又在其使用温度时与弹性体或橡胶具有相似性质和操作性能的聚合物或聚合物的掺混物。值得注意的，塑料和弹性橡胶的掺混物(或合金)，在热塑性弹性体的生产中变得日益重要，特别是在各种应用中用于取代热固性橡胶或柔性聚氯乙烯(PVC)。“热塑性硫化橡胶”(TPV)是一类热塑性弹性体，其中弹性体相是部分或完全交联、硫化或固化的，使得该TPV可以与常规热塑性材料相同的方式进行加工处理和循环，而又在其使用温度时保持着与硫化弹性体或橡胶相似的性质和操作性能。TPV在生产高性能热塑性弹性体方面变得日益重要，特别是在各种应用中取代热固性橡胶。“动态交联”或“动态硫化”是一个工艺过程，其中，至少一种弹性体和用于弹性体的固化剂在弹性体的固化过程中被充分地捏和和/或混合。术语“动态”是指，与可硫化组合物在固化步骤中是不动的(相对位置固定)的“静态”硫化相反，组合物在固化步骤中承受剪切力。当掺混物含有适当比例的热塑性组分和弹性体组分时，通过使用动态硫化，很容易得到热塑性(热塑性弹性体)组合物。动态硫化的例子描述在美国专利第3,037,954、3,806,558、4,104,210、4,116,914、4,130,535、4,141,863、4141,878、4,173,556、4,207,404、4,271,0494、287,324、4,288,570、4,299,931、4,311,628和4,338,413中。催化剂体系在大部分实施方式中，本专利技术的催化剂体系包括至少一种酚醛树脂、至少一种非过渡金属卤化物和任选的至少一种酸。本专利技术的催化剂体系还可以包括其它合适的组分。例如，至少一种卤化氢净化剂(例如，锌化合物，诸如氧化锌)可优选用在某些应用中。而且，在某些实施方式中，通过在催化剂体系中使用纳米粘土，非过渡金属卤化物可省去。这些组分的每一个都详细描述在下文中。酚醛树脂任何合适的酚醛树脂或它们的组合物可使用在本专利技术的催化剂体系中。酚醛树脂可以是卤代的或非卤代的，但优选酚醛树脂是非溴化的，因为当使用非溴化的酚醛树脂时，本专利技术的优点可更清楚地加以说明。有利地，当使用非溴化树脂时，对使用该催化剂体系制备的组合物的颜色和气味的有害影响最小化。实际上，其基色与所需应用相一致或易于与之相适应的弹性体组合物是所希望的。当使用本专利技术的催化剂体系时，可以促进此类弹性体组合物的制备。合适的酚醛树脂可通过本领域技术人员所掌握的各种方法来得到。例如，它们可通过卤素取代的苯酚、C1-C10烷基取代的苯酚(优选在对位取代)或未取代的苯酚与醛(优选甲醛)在碱性介质中缩合来制备，或者通过双官能酚二醇的缩合来制备。合适的酚醛树脂也可以通过烷基取代的苯酚的卤化来制备。对于某些应用，优选使用带有羟甲基的酚醛树脂。这样的酚醛树脂包括含有最多10个、优选不超过3个苯环的聚酚。带有羟甲基的酚醛树脂可通过本领域技术人员所掌握的各种方法来得到。例如，合适的不含卤素而带有羟甲基的酚醛树脂可通过未取代的苯酚、C1-C12烷基对位取代的苯酚或卤素取代的苯酚与醛(优选甲醛)在碱性介质中缩合来制备，或通过酚二醇的缩合来制备。特别优选的酚醛树脂衍生自被C4-C12烷基(优选叔烷基)在对位取代的二羟甲基苯酚。这些酚醛树脂的例子描述在美国专利第2,972,600、3,093,613、3,287,440、3,709,840、3,211,804和4,555,552中。特别优选的是被C5-C10烷基在对位取代的二羟甲基苯酚。许多合适的酚醛树脂是可以从市场上购得的。此类酚醛树脂的例子包括那些以商品名SP-1045、SP-1045和SP-1056(所有这些都可以购自Schenectady International Inc.；Schenectady，纽约)以及Bakelite 6438K(Bakelite AG；Iserlohn，德国)出售的酚醛树脂。其它的公司，包括SovereignChemical Company(Akron，OH)and Ashland Specialty Chemical Company(Dublin，OH，使用商品名ArofeneTM)也提供酚醛树脂。卤化物本专利技术的催化剂体系可使用任何合适的卤化物或它们的组合物。当与酚醛树脂结合使用时，卤化物可以激活催化剂体系所作用的弹性体组合物的固化。本专利技术优选使用非过渡金属卤化物。一般地，当过渡金属卤化物用在催化剂体系中时，它们需要有其它的化合物(例如氧化锌)存在使其在原位上形成卤化物(例如，氯化锌)。而将非过渡金属卤化物用于本专利技术的催化体系中时不存在这种情况。只要卤化物不包含有明显腐蚀性元素，该卤化物也适用于本专利技术。例如，含有如汞、锡(例如，锡(II))或铅之类的重金属的卤化物如果以相当多的量存在时，会导致腐蚀问题。腐蚀可以对用于制备热塑性弹性体的加工处理设备造成非常广泛和非常严重的破坏。腐蚀性元素也会带来环境问题，这就需要从时间上和金钱上予以充分考虑。因此，卤化物优选基本上不含有此类重金属。特别优选的是非过渡金属卤化物。这些卤化物包括无机金属而不是过渡金属(即，过渡金属是原子序数大于20的元素周期表中族III、IV、V和VI的金属)。这些卤化物的有效使用在以前是未知的。因此，本专利技术提供使用非过渡金属卤化物的许多有益之处，其中之一就是扩宽了制剂的范围。无机金属卤化物可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于弹性体组合物制备的催化剂体系，所述催化剂体系包括：　　　　至少一种酚醛树脂；　　　　至少一种选自非过渡金属卤化物和纳米粘土的组分；　　　　任选地，至少一种酸；以及　　　　任选地，至少一种卤化氢净化剂；　　　　其中，当所述组分是纳米粘土时，酚醛树脂是溴化的。

【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：AM艾杜，傅增力，RW阿瓦基扬，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]