交联聚合物组合物制造技术

一种包含组分Ａ和Ｂ的聚合物组合物，其提供一种交联的网络以便形成一种弹性体膜。所述组分Ａ包括一种高分子量聚合物Ａ１和一种分子量相对较低的共反应剂聚电解质Ａ２，所述Ａ１含有具有羧基和／或羟基的单元，所述Ａ２含有具有羧基和／或羟基的单元。所述组分Ｂ包括一种能够在环境温度或更高温度下与羧基和／或羟基交联的多官能交联剂。该交联剂Ｂ可聚合为高分子量聚合物，在聚合物Ａ１和聚电解质Ａ２之间形成共价交联，和／或捕集或缠绕聚合物Ａ１、Ａ２和Ｂ。该交联反应可以通过使用酸或成酸的催化剂而得到加强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶胶乳组合物，并更具体地涉及一种适于制造无促进剂橡胶产品的交联聚合物组合物。
技术介绍
常规的薄膜橡胶产品，如橡胶手套和避孕套，主要是在高温下(大于212°F(100℃))用硫和化学促进剂对橡胶进行硫化而制成。在硫化工艺中，硫和化学促进剂，如二硫代氨基甲酸盐、秋兰姆、苯并噻唑、胍和亚磺酰胺都用来在橡胶聚合物中引入交联(硫化)以赋予弹性。以硫硫化的橡胶产品的主要缺点是，已知在制造这些产品过程中通常使用的化学促进剂会引起过敏性接触皮炎或IV型皮肤过敏症。因此需要无促进剂的交联橡胶制品。目前可用于制造橡胶产品的，特别是制造橡胶手套的许多胶乳聚合物含有丙烯腈丁二烯(丁腈橡胶)。腈聚合物可能含有可用于交联的官能团，如羧酸酯。在某一已知的技术中，橡胶腈类材料通过多价金属离子非共价地进行交联。然而，非共价交联的腈类聚合物一般没有通过共价键合而交联的那些聚合物牢固。其它已知的橡胶材料使用多异氰酸酯化学交联剂而与聚合物中的官能团共价地反应。然而，这些试剂毒性高，并且是对环境不安全的化学药品。另一种技术通过使用交联剂而试图减轻前述的问题，所述交联剂选自由可用作交联剂的多官能的碳化二亚胺、氮丙啶、环氧树脂、羟乙基酰胺或者锌或锆的胺络合物所组成的组中。这里，羧化的腈通过其羧基官能团而实现其交联。然而，由于与交联剂反应的基础聚合物的缘故，可用的羧基官能团数目有限，所以这种交联效果较差。此外，更不利的是，此固化(curing)工艺要求120°F(48.9℃)至500°F(260℃)的高温。这样高的温度从制造的观点上看，成本高、效率低。因此，需要的是能以经济的方式在缺乏硫和硫化化学促进剂时交联的橡胶聚合物。另外，需要改善制造工艺的效率和交联反应的速率。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案提供一种交联的橡胶胶乳组合物。该组合物包括一种含有具有羧基和羟基官能团中的至少一种官能团的单元的聚合物。该组合物还包括一种与所述聚合物化合形成一种化合物的共反应剂聚电解质。与所述聚合物相比，该共反应剂聚电解质具有较低的分子量，并含有具有羧基和羟基官能团中至少一种官能团的单元。该组合物还包括适时加入所述化合物中的一种多官能交联剂。这种交联剂能够在环境温度(如70°F(21.1℃)和119°F(48.3℃))或更高温度下与羧基或羟基官能团中的至少两个交联，或与至少一个羧基官能团和至少一个羟基官能团交联，从而在该橡胶胶乳中形成一种交联的网络。该交联的橡胶胶乳组合物可以是例如橡胶手套、避孕套或其它弹性橡胶膜产品的形式。该聚合物可以是溶液、乳液(latex)或分散液的形式。同样地，该聚合物和该共反应剂聚电解质可各自为液体形式。该交联剂可以为水溶性，而且与该聚合物相比分子量较低(例如，低于1000)。在某一特定的实施方案中，该组合物进一步包括用于增强多官能交联剂与官能团之间交联的酸或成酸催化剂。该多官能交联剂可以，例如通过在该交联剂的质子化的氮原子与该聚合物的阴离子的羧基和/或羟基官能度之间形成的盐桥，以纯离子方式进行交联。替换地，或者除此而外地，该多官能交联剂可通过开环和聚合与其自身交联而形成也可通过离子方式交联的高分子量聚胺。替换地，或者除此而外地，该多官能交联剂可共价地交联该聚合物和该共反应剂聚电解质的阴离子的羧基和/或羟基官能度，从而通过桥接聚合物和聚电解质链而形成三维交联的网络。替换地，或者除此而外地，该多官能交联剂可在其聚合成更高分子量的形式时缠绕并捕集该聚合物和该共反应剂聚电解质。该聚合物可包括，例如-OH、-SH、-NH、-NH2、-COOH、-SO2NH2、-CONH2、-Cl或-Br官能团中的至少一种官能团，而该共反应剂聚电解质可含有-OH、-SH、-NH、-NH2、-COOH、-SO2NH2、-CONH2、-Cl或-Br官能团中的至少一种官能团，从而使每100重量份的聚合物含有1-30重量份的共反应剂聚电解质。在这样一个实施方案中，该多官能交联剂能够与存在的-OH、-SH、-NH、-NH2、-COOH、-SO2NH2、-CONH2、-Cl或-Br官能团中的至少一种官能团反应。可使该共反应剂聚电解质与该聚合物化合，这样使每100重量份的聚合物含有1至30重量份的共反应剂聚电解质。可将该多官能交联剂添加到该化合物中，使得其为该聚合物的0.1至10重量份。在另一个具体实施方案中，该聚合物是一种合成的聚合物，其包含1-20重量％的该官能团并且分子量高于200000。该共反应剂聚电解质可以是一种合成的聚合物，其包含1-50重量％的该官能团并且分子量为1000至200000。该多官能交联剂可以是，例如多官能的氮丙啶。该聚合物是例如包含一种合成橡胶的含水胶乳橡胶形式，该合成橡胶有连接在丙烯腈丁二烯聚合物、丁二烯聚合物、氯丁二烯聚合物、聚氨酯聚合物或丙烯腈丁二烯聚合物共混物上的羧基和/或羟基官能团。该共反应剂聚电解质可包括，例如一种羧化的和/或羟基化的苯乙烯丁二烯、丁二烯、乙烯丙烯酸类聚电解质，或任何其它的羧化的和/或羟基化的合成聚电解质。添加了多官能交联剂的该化合物可进一步包括以下中的一种或多种填料、蜡、增塑剂、表面活化剂、皂类、抗氧化剂和颜料。可在该组合物使用前，例如1至72小时将该多官能交联剂添加到该化合物中，其添加的水平不超过添加到该化合物中的聚合物重量的约10％。在一个具体实施方案中，在该组合物使用前2至48小时添加该多官能交联剂，并且其添加的水平不超过添加到该化合物中的聚合物重量的约0.1-5％。按照本专利技术的内容，这种组合物的各种特征会显而易见。例如，这种组合物可呈现约10％至70％的拉伸应力保留性能，其中该应力保留性能定义为在100％伸长的状态下经一段预定时间后，起始应力保留的百分率。在一个特例中，该预定时间为约6分钟。本专利技术的另一个实施方案提供了一种用来浸渍成形橡胶制品的方法。该方法包括将包含A1和A2的橡胶胶乳A的溶液、乳液或分散液与交联剂B化合而提供一种橡胶聚合物胶乳浸渍成形组合物。所述A1是一种聚合物，其含有具有羧基和羟基官能团中的至少一种官能团的单元；而所述A2是一种分子量比该聚合物低的共反应剂聚电解质，并且其所含有具有羧基和羟基官能团中的至少一种官能团的单元。所述B是一种能够在环境温度或更高温度下与羧基或羟基官能团中的至少两个交联，或与至少一个羧基官能团和至少一个羟基官能团交联的多官能交联剂。这种方法进一步包括将一种浸渍前驱体浸渍在橡胶聚合物胶乳浸渍成形组合物中，并取出该浸渍前驱体，由此提供浸渍成形的湿胶乳凝胶层。这种方法接着在环境温度或更高温度下固化该浸渍成形的湿胶乳凝胶层，使得可形成一种交联网络并提供一种浸渍成形的干胶乳层。在一个这样的实施方案中，在将该浸渍前驱体浸渍到橡胶聚合物胶乳浸渍成形组合物中之前，这种方法进一步包括使用用于胶乳的化学凝固剂来涂覆浸渍前驱体。所述化学凝固剂可包含，例如一种酸或成酸的催化剂来增强交联。在另一个这样的实施方案中，在固化之前，该方法进一步包括，将该浸渍成形的湿胶乳凝胶层浸渍在水浴中以去除水溶性杂质。该水浴可包含，例如一种酸或成酸的催化剂来增强交联。值得注意的是，此处交联催化剂的添加，可以是凝固剂中所用交联催化剂之外又添加的，或者可以是对凝固剂中所用的交联催化剂的替换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交联的橡胶胶乳组合物，其包含：一种聚合物，其含有具有羧基和羟基官能团中的至少一种官能团的单元；一种共反应剂聚电解质，其与所述聚合物相比具有较低的分子量，且与该聚合物化合以形成一种化合物，并含有具有羧基和羟基官能团中的至少 一种官能团的单元；和　一种向所述化合物适时添加的多官能交联剂，其能够在环境温度或更高温度下与羧基或羟基官能团中的至少两个进行交联，或与至少一个羧基官能团和至少一个羟基官能团交联，从而在该橡胶胶乳中形成交联的网络。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FW佩雷拉，
申请(专利权)人：祥茂企业有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]