弹性体组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于气密层的组合物。所述组合物可包括丁基橡胶、填料、和一实施方案中数均分子量至少４００、另一实施方案中数均分子量低于１０，０００的聚丁烯加工油。所述填料可以是诸如碳酸钙、粘土、云母、氧化硅和硅酸盐、滑石、二氧化钛、淀粉、木粉、炭黑、及其混合物等材料。一实施方案中，１００℃下所述聚丁烯加工油的粘度大于１０ｃＳｔ，基本上不存在环烷油。一实施方案中本发明专利技术固化组合物在６５℃下的透气率为１×１０＃＋［－８］至４．５×１０＃＋［－８］ｃｍ＃＋［３］.ｃｍ／ｃｍ＃＋［２］.ｓｅｃ.ａｔｍ，且具有适合用作内衬或内胎的改进的老化性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及丁基橡胶和/或支化丁基橡胶(“丁基橡胶”)与聚丁烯加工油的组合物，更特别地涉及一种形成气密层如轮胎内衬或内胎的与聚丁烯加工油共混的丁基橡胶组分。
技术介绍
丁基型橡胶(下文中“丁基橡胶”)是为使客车、卡车/公共汽车、和飞机用轮胎内衬和内胎具有最佳空气保持性而选择的弹性体。对于某些应用而言希望改善充气轮胎的空气保持性以提高轮胎的耐久性和价值。特别是在路面条件差的地方导致轮胎的胎圈与轮辋着合的周围漏气，从而降低采用内衬的无内胎轮胎的效用。此外，苛刻的行车条件如路面差、车辆超载和行车时间长可导致内衬或内胎积热，从而导致过早变质。因此，在保持加工性的同时耐热性和空气保持性改善的气密层是很有价值的。丁基和支化(“星形支化”)的丁基橡胶是可配制用于这些特殊应用的异丁烯基弹性体。最终商业配方成分的选择取决于所要求的性能平衡。即，轮胎厂内生胶(预固化的)组合物的加工性能对固化轮胎复合材料或内胎的使用性能是重要的，轮胎如斜交或子午线轮胎的性质及其最终用途(例如飞机、摩托车、自行车、商业或汽车)也是重要的。轮胎和内衬工业持续存在的问题是在不损害理想的低透气率的情况下改善内衬或内胎的加工性能。树脂和油(或“加工助剂”)如环烷族、石蜡族和脂族树脂可用于改善弹性体胶料的加工性能。但在油和树脂存在下提高加工性能以损失透气率为代价，对多种其它性能也有不希望的影响。US4 279 284(Spadone)、US5 964 969(Sandstrom等)和EP0 314416(Mohammed)中公开了聚丁烯和石蜡型加工油。US5 631316(Costemalle等)中公开了石蜡型加工油。WO94/01295(Gursky等)也公开了石蜡和环烷族油和树脂在用于轮胎胎壁的橡胶组合物中的应用，Waddell等在2000年10月18日申请的U.S.S.N.09/691 764(已转让给本专利技术的受让人)公开了可着色的橡胶组合物。包含加工油或树脂的弹性体或粘合剂组合物的其它公开包括US 5 005 625、5 013 793、5162 409、5 178 702、5 234 987、5 234 987、5 242 727、5 397 832、5733 621、5 755 899、EP 0 682 071A1、EP 0 376 558B1、WO 92/16587、和JP11005874、JP05179068A和JO3028244。这些公开都未解决在保持或改善透气率的同时改善用于轮胎、气密层等的弹性体组合物的加工性的问题。虽然添加环烷或石蜡族油和树脂使橡胶组合物的某些加工性能得到改善，但对透气率有不利影响。本领域缺少有适合的加工性能和固化性能如生胶强度、模量、拉伸强度和硬度同时保持丁基橡胶所提供的适当透气率的气密层。本专利技术解决此问题和其它问题。专利技术概述本专利技术涉及一种适用于气密层的组合物，可包括至少一种丁基型橡胶、至少一种填料、和聚丁烯加工油(一实施方案中数均分子量为至少400、另一实施方案中数均分子量低于10,000)。所述填料可以是诸如碳酸钙、粘土、云母、氧化硅和硅酸盐、滑石、二氧化钛、淀粉、木粉(wood flower)、炭黑、及其混合物等材料。一实施方案中，100℃下所述聚丁烯加工油的粘度大于35cSt，基本上不存在环烷油(环烷族、脂族或石蜡族)。一实施方案中本专利技术固化组合物在65℃下的透气率为1×10-8至4.5×10-8cm3-cm/cm2-sec-atm，有适合用作内衬或内胎的改进的老化性能。专利技术详述术语“phr”是每百份橡胶的份数，是本领域常用的度量单位，其中基于100重量份弹性体，相对于主要的弹性体组分度量组合物的组分。本文所用周期表的“族”，采用HAWLEY’S CONDENSEDCHEMICAL DICTIONARY 852(第13版，1997)中的新周期表计族方案。本文所用术语“弹性体”意指符合ASTM D1566定义的任何聚合物或聚合物组合物。本文中术语“弹性体”可与术语“橡胶”互换使用。丁基橡胶适用于本专利技术的弹性体可以是任何不饱和弹性体如丁基型橡胶或支化的丁基型橡胶。适用的弹性体是不饱和丁基橡胶如烯烃或异烯烃和多烯烃的均聚物和共聚物、或多烯烃的均聚物。适用于本专利技术的这些和其它类型的弹性体是公知的，描述在RUBBER TECHNOLOGY209-581(Maurice Morton ed.，Chapman & Hall 1995)、THEVANDERBILT RUBBER HANDBOOK 105-122(Robert F.Ohm ed.，R.T.Vanderbilt Co.，Inc.1990)和Edward Kresge和H.C.Wang，8KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICALTECHNOLOGY 934-955(John Wiley & Sons，Inc.4th ed.1993)中。适用于本专利技术方法和组合物的不饱和弹性体的非限制性例子是丁基型橡胶如异丁烯-异戊二烯共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、天然橡胶、星形支化的丁基橡胶、及其混合物。适用于本专利技术的弹性体可通过本领域已知的任何适合方法制备，本专利技术不受本文中所述弹性体生产方法限制。丁基橡胶通过单体混合物反应制备，所述混合物至少有(1)C4-C12异烯烃单体组分如异丁烯与(2)多烯烃单体组分。一实施方案中所述异烯烃在总单体混合物重量的70至99.5％(重)的范围内，另一实施方案中为85至99.5％(重)。一实施方案中所述多烯烃组分在单体混合物中的存在量为30至0.5％(重)，另一实施方案中为15至0.5％(重)。再另一实施方案中，所述单体混合物的8至0.5％(重)是多烯烃。所述异烯烃是C4-C12化合物，其非限制性实例是诸如异丁烯(isobutylene)、异丁烯(isobutene)、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、1-丁烯、2-丁烯、甲基乙烯基醚、茚、乙烯基三甲基硅烷、己烯、和4-甲基-1-戊烯等化合物。所述多烯烃是C4-C14多烯烃如异戊二烯、丁二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、月桂烯、6，6-二甲基-富烯、己二烯、环戊二烯、和戊间二烯、和EP0 279 456和US5 506 316和5162 425中所公开的其它单体。其它可聚合单体如苯乙烯和二氯苯乙烯也适用于丁基橡胶的均聚或共聚。本专利技术丁基橡胶聚合物之一实施方案是通过95至99.5％(重)异丁烯与0.5至8％(重)、或另一实施方案中0.5至5.0％(重)异戊二烯反应得到的。丁基橡胶及其生产方法详细地描述在例如US2 356 128、3 968 076、4 474 924、4 068 051和5 532 312中。理想的丁基橡胶商品之一例是EXXONTMBUTYL Grades的异丁烯-异戊二烯共聚物，其门尼粘度为32±2至51±5(ML 1+8于125℃下)。理想的丁基型橡胶商品之另一例是VISTANEXTM聚异丁烯橡胶，其粘均分子量为0.9±0.15至2.11±0.23×106。适用于本专利技术的丁基橡胶之另一实施方案是支化或“星形支化”的丁基橡胶。这些橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气密层，通过以下方法形成：使至少一种丁基橡胶、填料、数均分子量至少４００的聚丁烯加工油、和至少一种固化剂组合；然后使所述组合的组分固化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GE琼斯，DS特雷西，WH沃德尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]