橡胶组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种包括乙烯－３－１２个碳原子的α－烯烃－非共轭聚烯烃共聚物橡胶橡胶、特定的烷氧基硅烷化合物橡胶组合物、特定的聚硅氧烷和特定的细粉状硅酸和／或硅酸盐；还涉及硫化该橡胶组合物的方法，和涉及通过该硫化方法制得的橡胶制品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含有乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶的橡胶组合物，它在动态特性方面是卓越的，即，它具有低介质损耗角正切δ(tanδ)，且在耐热性与耐疲劳性方面也是卓越的，它适用于汽车轮胎和橡胶隔震材料。
技术介绍
二烯烃型橡胶，诸如天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBS)和丁二烯橡胶(BR)，被人们认为在耐动态疲劳性与动态特性方面是卓越的橡胶，并且它在汽车轮胎和橡胶隔震材料方面被用作原料橡胶。然而，近年来，使用橡胶产品的环境已经发生很大的改变，且对橡胶产品的耐热性与耐天候老化性方面提出改进的要求。就汽车轮胎、鞋底和轮胎侧壁而言，特别要求耐天候老化性。然而，迄今未有这样的保持卓越地耐疲劳性和常规的二烯烃型橡胶所提供的动态特性和还具有好的耐天候老化性的橡胶。迄今对包含二烯烃型橡胶(它具有卓越的耐动态疲劳性与动态特性)和乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶，诸如具有卓越的耐热性与耐天候老化性的乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物橡胶(EPDM)的掺合物型橡胶组合物已进行过种种研究。然而，乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶所具有的动态特性的级别与二烯烃型橡胶所具有的动态特性的级别是不同的，以致迄今未能得到显示均匀物理性质的掺合物型橡胶组合物。汽车轮胎的动态特性是与所用的材料是否使燃料消耗变得更坏有关的，并且是低介质损耗角正切δ(损失正切)的指标，低介质损耗角正切δ越低动态特性就越好。其时，就汽车的橡胶隔震装置产品而言，随着发动机室内部温度更进一步的升高，使基于天然橡胶(即，惯用的二烯烃型橡胶)的这样橡胶隔震装置产品成为很难提供实际上应忍受的耐疲劳性。因此，新橡胶材料的出现是人们所希望的，这种新橡胶材料具有卓越的耐热性和还具有相当或超过二烯烃型橡胶所具有的动态特性与耐疲劳性。一般说，为了提高耐疲劳性，材料必须具有缓和力的机制。为此，材料必须显示出交联为多硫状态而不是单硫状态，且还必须具有适度的交联密度。另一方面，提高动态特性必须要更高的交联密度。在现有技术中，当试图对于二烯型橡胶诸如NR平衡乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶的动态特性时，交联密度变得太高，结果机械性能，诸如断裂拉伸伸长率变劣；因此它不可能使动态特性与物理性质相容。
技术实现思路
本专利技术的是为了解决现有技术的上述问题。其目的是提供一种这样的橡胶组合物，它具有与二烯烃型橡胶诸如天然橡胶相当的耐疲劳性、机械性能和动态特性，并且还具有卓越的耐热性和耐天候老化性。专利技术人最早开始研究解决上述问题并发现通过使用具有好的耐热性的乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶、特定的烷氧基硅烷化合物、特定的聚硅氧烷、还有特定的细粉状硅酸和/或硅酸盐，和通过增强细粉状硅酸和/或硅酸盐与聚合物(即，乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶)之间的相互作用，通过烷氧基硅烷化合物和聚硅氧烷，有可能同时提高动态特性与机械性能(此二种性能本是自相矛盾的)。于是，实现了本专利技术。即，本专利技术包括下列各专利技术。(1)一种橡胶组合物，包括一种乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯共聚物橡胶；至少一种的具有式的烷氧基硅烷化合物 其中，R为具有1-4个碳原子的烷基，R1为具有1-4个碳原子的烷基或苯基，n为0、1或2，R2为具有1-6个碳原子的二价的线型或支化烃基，R3为具有6-12个碳原子的亚芳基，m和p的每一个为0或1，条件是m和p不能同时为0，q为1或2，如果q为1的话B为-SCN或-SH，如果q为2的话B为-Sx-(此处x为2-8的一个整数)，或者是式的烷氧基硅烷化合物 其中，R为具有1-4个碳原子的烷基，R1为具有1-4个碳原子的烷基或苯基，n为0、1或2，R4为具有2-20个碳原子的一价的线型或支化的不饱和烃基或为在端部被丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基取代的一价的C2-20烃基；至少一种的具有数均分子量为为200-300000的线形、环状或支化的聚硅氧烷，它具有一个式的烷氧基甲硅烷基；≡Si-OR5 (此处，R5为取代或未取代的、具有1-18个碳原子的一价烃基)并在主链中具有至少一个的由式表示的硅氧烷结构单元 其中，R6为具有1-18个碳原子的烷基、苯基或具有2-20个碳原子的一价的线型或支化的不饱和烃基，R5为如上所规定，或由式表示的硅氧烷结构单元 其中，R7为在端部被烷氧基甲硅烷基取代的C1-18烃基，R6为如上所规定；和具有比表面积为5-500m2/g(BET吸附量ISO 5794/1，附件D)的细粉状硅酸和/或硅酸盐。(2)根据上述(1)的橡胶组合物，其中该橡胶组合物含有，以每100重量份的乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶计，为5-90重量份的细粉状硅酸和/或硅酸盐，和其中由上式或所代表的烷氧基硅烷化合物是以这样的量被使用的，以致使烷氧基硅烷化合物的烷氧基甲硅烷基，在细粉状硅酸和/或硅酸盐的每1平方米比表面积上，是以0.1×10-6摩尔到13.5×10-6摩尔被使用的。(3)根据上述(1)和(2)的橡胶组合物，其中该橡胶组合物还含有具有比表面积为5-90m2/g的炭黑和/或具有比表面积为1-30m2/g的无机填料，炭黑和/或无机填料的量，相对于每100重量份的乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶，分别为0.1-60重量份和/或0.1-100重量份。(4)根据上述(1)-(3)的任一种橡胶组合物，其中乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶含有(a)由乙烯衍生的单元和(b)由具有3-12个碳原子的α-烯烃衍生的单元，(a)和(b)之摩尔比为50/50-90/10。(5)根据上述(1)-(4)的任一种橡胶组合物，其中乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶显示的碘值为8-50。(6)根据上述(1)-(5)的任一种橡胶组合物，其中乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶具有门尼粘度(MS1+4，160℃)为30-100。(7)根据上述(1)-(6)的任一种橡胶组合物，其中该橡胶组合物还含其他的橡胶或塑料。(8)一种硫化上述(1)-(7)的任一种橡胶组合物的方法，其特征在于该橡胶组合物在100-270℃下，根据加热温度的不同而被加热1-150分钟。(9)由上述(8)中所提出的硫化方法生产的橡胶制品。(10)根据上述(9)的橡胶制品品，其中该制品品为刮水板或橡胶隔震装置。在下文中将本专利技术的橡胶组合物和由其获得的硫化橡胶作详细的说明。首先，对本专利技术的橡胶组合物进行解释。本专利技术的橡胶组合物包括乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶、特定的烷氧基硅烷化合物、特定的聚硅氧烷、还有特定的细粉状硅酸和/或硅酸盐。乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶在本专利技术中使用的乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶含有(a)由乙烯衍生的单元和(b)由具有3-12个碳原子的α-烯烃衍生的单元，(a)和(b)之摩尔比为50/50-90/10。从获得的橡胶组合物看，它能提供具有卓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，包括：一种乙烯－３－１２个碳原子的α－烯烃－非共轭聚烯烃共聚物橡胶；至少一种的具有式［１］的烷氧基硅烷化合物：［（ＲＯ）↓［２－ｎ］－＊－（Ｒ↑［２］）↓［ｍ］－（Ｒ↑［３］）↓［ｐ］］↓［ｑ］ ［Ｂ］ ［１］ 其中，Ｒ为具有１－４个碳原子的烷基，Ｒ↑［１］为具有１－４个碳原子的烷基或苯基，ｎ为０、１或２，Ｒ↑［２］为具有１－６个碳原子的二价的线型或支化烃基，Ｒ↑［３］为具有６－１２个碳原子的亚芳基，ｍ和ｐ的每一个为０或１，条件是ｍ和ｐ不能同时为０，ｑ为１或２，如果ｑ为１的话Ｂ为－ＳＣＮ或－ＳＨ，如果ｑ为２的话Ｂ为－Ｓｘ－（此处ｘ为２－８的一个整数），或者是式［２］化合物：（ＲＯ）↓［２－ｎ］－＊－Ｒ↑［４］ ［２］其中，Ｒ为具有１－４个碳原子的烷基，Ｒ↑［１］为具有１－４ 个碳原子的烷基或苯基，ｎ为０、１或２，Ｒ↑［４］为具有２－２０个碳原子的一价的线型或支化的不饱和烃基或为在端部被丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基取代的一价的Ｃ↓［２－２０］烃基；至少一种的具有数均分子量为为２００－３０００００的线形、环状或支 化的聚硅氧烷，它具有一个式［３］的烷氧基甲硅烷基；≡Ｓｉ－ＯＲ↑［５］ ［３］（此处，Ｒ↑［５］为取代或未取代的、具有１－１８个碳原子的一价烃基），并在主链中具有至少一个的由式［４］表示的硅氧烷结构单元：＊＊＊ ［４］其中， Ｒ↑［６］为具有１－１８个碳原子的烷基、苯基或具有２－２０个碳原子的一价的线型或支化的不饱和烃基，Ｒ↑［５］为如上所规定，或由式［４’］表示的硅氧烷结构单元：＊＊＊ ［４’］其中，Ｒ↑［７］为在端部被烷氧基甲硅烷基取代的Ｃ↓［１－１ ８］烃基，Ｒ↑［６］为如上所规定；和具有比表面积为５－５００ｍ↑［２］／ｇ（ＢＥＴ吸附量：ＩＳＯ ５７９７／１，附件Ｄ）的细粉状硅酸和／或硅酸盐。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松永慎也，仲滨秀齐，川崎雅昭，石川和宪，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，横滨橡胶株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]