被填充硅石的弹性化合物制造技术

本发明专利技术提供一种制备被填充的卤化丁基弹性体的方法，包括将至少一种卤化丁基弹性体同至少一种矿物填料混合，在将所述填料同所述卤化丁基弹性体混合之前，所述矿物填料已同至少一种含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基的有机化合物以及选择性与至少一种硅氮烷化合物反应过，并且可选择用硫或者其它硫化剂体系硫化被填充的弹性体。本发明专利技术具有的优点：（ａ）在制造或者随后使用由所述化合物制造的制品期间没有醇的挥发，（ｂ）其使用硅石作为矿物填料以及一种含羟基和氨基的添加剂作为分散助剂，增强了被填充的卤化丁基弹性体的焦烧安全性，以及（ｃ）同本领域当前公知的类似化合物相比，大大降低了化合物的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被填充硅石的卤化丁基弹性体，特别是溴丁基弹性体(BIIR)。
技术介绍
众所周知，增强填料例如碳黑和硅石可显著改善弹性化合物的强度和疲劳特性。弹性体和填料之间发生的化学相互作用也是公知的。例如，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)之间发生良好的相互作用是由于有大量的碳-碳双键存在于这些共聚物中。丁基弹性体中的碳-碳双键仅为BR或者SBR中的十分之一或者更少，且公知由丁基弹性体制备的化合物很少同碳黑发生相互作用。例如，通过将碳黑同BR和丁基弹性体的组合物混合而制备的化合物导致包含大部分碳黑的BR区域和几乎不包含碳黑的丁基区域。丁基化合物的抗磨强度差也是公知的。加拿大专利申请2,293,149中，公开通过将卤化丁基弹性体和硅石以及特定硅烷组合来制备性能改进大的被填充丁基弹性体组合物是可能的。这些硅烷用作卤化丁基弹性体和填料之间的分散剂和链接剂。然而使用硅烷的一个缺点是，在制备过程中以及可能在使用通过上述方法制备的制品期间存在醇的挥发。此外，硅烷大量增加了所制备制品的成本。共同未决的加拿大专利申请2,339,080中公开被填充的卤化丁基弹性体化合物包括一些有机化合物，该有机化合物含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基，该弹性体化合物增强了卤化丁基弹性体和碳黑以及矿物填料的相互作用，从而改进化合物的特性，例如抗拉强度和抗磨强度(DIN)。共同未决的加拿大申请CA-2,368,363中公开被填充的卤化丁基弹性体合成物，在有机化合物和至少一种硅氮烷化合物存在的情况下，该合成物包括卤化丁基弹性体和至少一种矿物填料，上述有机化合物含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基。然而，所述申请未记载用含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基的有机物和硅氮烷化合物预改性的矿物填料。
技术实现思路
本专利技术提供一种制备合成物方法，该合成物包括卤化丁基弹性体和至少一种矿物填料，在将所述(预反应过的)填料同所述卤化丁基弹性体混合之前，所述矿物填料已经同至少一种有机化合物以及选择性与至少一种硅氮烷化合物反应，所述有机化合物含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基。特别地，本专利技术提供了一种制备所述没有醇挥发的填料组合物的方法，并且同本领域公知的方法相比，大量降低了成本。已发现卤化丁基弹性体同所述预反应过的填料的相互作用被增强，从而导致增强了化合物的特性，例如抗拉强度和抗磨强度(DIN)。这种类型的化合物被认为有助于将硅石分散和链接到卤化弹性体。相应地，在另一方面，本专利技术提供了一种方法，该方法包括将卤化丁基弹性体同至少一种矿物填料混合和硫化制得的、被填充的卤化丁基弹性体，在将所述(预反应过的)填料同所述卤化丁基弹性体混合之前，所述矿物填料已经同至少一种有机化合物和任选地，同至少一种硅氮烷化合物反应过，所述有机化合物含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基。同预反应过的矿物填料(即，所述填料已经同至少一种有机化合物和选择性与至少一种硅氮烷化合物反应过，所述有机化合物含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基)混合的卤化丁基弹性体可为同其它弹性体或弹性化合物混合的混合物。所述卤化丁基弹性体应占任何一种上述混合物的5％以上。优选地，所述卤化丁基弹性体至少占任何一种上述混合物的10％。更优选地，所述卤化丁基弹性体至少占任何一种上述混合物的50％。在大多数情况下，优选不使用混合物，而使用卤化丁基弹性体作为唯一的弹性体。但是，如果使用混合物，其它弹性体例如可以为天然橡胶，聚丁二烯，苯乙烯-丁二烯或者聚氯丁二烯或者是含有一种或多种上述弹性体的弹性体化合物。被填充的卤化丁基弹性体可被硫化(即cured，或译为固化)以获得一种具有改进特性，例如抗磨性，滚动阻力和附着摩擦力(即traction，或译为牵引力，但下文统一使用“附着摩擦力”)的产品。可用硫实现硫化。优选地，硫量在0.3-2.0重量份数/100重量份数橡胶的范围内。还可以0.5-2重量份数的量使用一种活化剂，例如为氧化锌。在硫化之前，还可将其它的组分例如十八酸、抗氧化剂或者催化剂(accelerator，或译为加速剂、促进剂)添加到弹性体中。然后用公知的方法实现硫的硫化。例如，参见“橡胶技术”(“RubberTechnology”)(第3版，Chapman & Hall出版，1995)的第2章“橡胶的合成和硫化”(“The Compounding and Vulcanization of Rubber”)，本文参考引用其所公开的涉及该步骤的内容。还可使用其它公知的硫化卤化丁基弹性体的硫化剂。公知许多化合物可硫化卤化丁基弹性体，例如bis dieneophiles(例如间-苯基-二-马来酰胺，HVA2)、酚醛树脂、胺、氨基酸、过氧化物、氧化锌以及类似物。还可联合使用上述硫化剂。在将本专利技术中被矿物填充的卤化丁基弹性体用硫硫化之前，可将它同其它弹性体或者弹性化合物混合。具体实施方案用于此处的术语“卤化丁基弹性体”指一种氯化和/或溴化丁基弹性体。优选溴化丁基弹性体，本文通过利用这种溴化丁基弹性体的实施例来解释本专利技术。然而，应该理解的是，本专利技术特别延及到氯化丁基弹性体的使用。可通过溴化丁基橡胶(其为异烯烃、通常为异丁烯和一种共聚用单体、通常为C4-C6共轭二烯共聚用单体的共聚物，优选为异戊二烯-(溴化异丁烯-异戊二烯-共聚物BIIR))获得溴化丁基弹性体。然而，可使用不是共轭二烯的共聚用单体，提及的有烷基取代的乙烯基芳香族共聚用单体，例如为C1-C4-烷基取代苯乙烯。商业上可获得的这样一种弹性体的实例是溴化异丁烯甲基苯乙烯共聚物(BIMS)，其中，共聚用单体为对甲基苯乙烯。通常，溴化丁基弹性体包括0.1-10重量百分比的、衍生自二烯(优选为异戊二烯)的重复单元和90-99.9重量百分比的、衍生自异烯烃(优选为异丁烯)的重复单元(基于聚合物中的烃含量)以及0.1-9重量百分比的溴(基于溴化丁基聚合物)。典型的溴化丁基聚合物具有的分子量按照DIN53523(ML1+8，125℃)被表示为门尼粘度，其在25-60的范围内。为用于本专利技术，溴化丁基弹性体优选含有0.5-5重量百分比的、衍生自异戊二烯的重复单元(基于聚合物中的烃含量)和95-99.5重量百分比的、衍生自异丁烯的重复单元(基于聚合物中的烃含量)以及0.2-3重量百分比、优选为0.75-2.3重量百分比的溴(基于溴化丁基聚合物)。可将稳定剂添加到溴化丁基弹性体中。适宜的稳定剂包括硬脂酸钙和受阻酚，优选的使用量在0.5-5重量份数/100重量份数溴化丁基橡胶(phr)的范围内。适宜的溴化丁基弹性体的实例包括可从Bayer公司购买的BayerBromobutyl2030，Bayer Bromobutyl2040(BB2040)，和Bayer BromobutylX2。Bayer BB2040具有的门尼粘度(ML1+8@125℃)为39±4，2.0±0.3wt％的溴含量和约500,000克/摩尔的重量平均分子量。用于本专利技术方法中的溴化丁基弹性体还可为溴化丁基橡胶和一种基于共轭二烯单体的聚合体的接枝共聚物。我们共同未决的加拿大专利申请2,279,085涉及通过将固体溴化丁基橡胶同一种基于共轭二烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备被填充的卤化丁基弹性体的方法，包括将至少一种卤化丁基弹性体同至少一种矿物填料混合，在将所述填料同所述卤化丁基弹性体混合之前，所述矿物填料已同至少一种含有至少一个碱性含氮基团和至少一个羟基的有机化合物和选择性同至少一种硅氮烷化合物反应过。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R雷森德斯，S奥德加尔德，
申请(专利权)人：朗盛公司，
类型：发明
国别省市：CA[]