橡胶组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物，该组合物包括（Ａ）乙烯－具有３－２０个碳原子的α烯烃－非共轭多烯共聚物，（Ｂ）比表面积为５－５００ｍ↑［２］／ｇ（ＢＥＴ吸收量：ＩＳＯ５７９４／１，Ａｎｎｅｘ Ｄ）的细粉状硅酸和／或硅酸盐，（Ｃ）至少一种α，β－不饱和羧酸金属盐，（Ｄ）有机过氧化物，另外可选择性地包括（Ｅ）至少一种选自含硫抗氧剂、酚抗氧剂和胺抗氧剂的抗氧剂，和／或（Ｆ）硫。并且本发明专利技术涉及通过交联上述的组合物所获得的橡胶产品。（*该技术在2022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橡胶组合物，该组合物含有乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物，其具有优异的动态性能，也就是具有较低的tanδ值，以及优异的机械性能、耐热性和耐疲劳性，并且适用于汽车轮胎和橡胶减震器材料。在汽车轮胎方面、胎面和轮胎侧壁特别需要耐候性。但是，迄今还没有能保持优良机械性能、耐疲劳性和动态性能，并且具有耐候性的这样一种常规的二烯型橡胶。迄今为止，人们已经对共混型橡胶组合物进行了各种研究，共混型橡胶组合物包括具有优异的机械性能、耐动态疲劳性和动态性能的二烯型橡胶和具有优良的耐热性和耐候性的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物，如乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物橡胶(EPDM)。然而，乙烯-具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯聚合物具有的动态性能的值与二烯型橡胶所具有的那些值不同，因此目前还没有得到具有均匀物理性能的共混型橡胶组合物。汽车轮胎中的动态性能与是否所用的材料未恶化燃料消耗有关，并且其指数是tanδ(损耗正切值)，tanδ越低，动态性能越好。此时，关于用于汽车的橡胶减震器，随着发动机舱内的温度升高，基于天然橡胶的，也就是基于常规二烯型橡胶的这类橡胶减震器产品实际上难于提供持久的耐疲劳性。同时，急需与二烯型橡胶相当或优于二烯型橡胶的具有良好的耐热性，还具有良好机械强性能、动态性能和耐疲劳性的新型的橡胶材料。通常，为了改进动态性能，需要得到较高的交联密度。但是，在现有技术中，当试图使乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物的动态性能与二烯型橡胶如NR的动态性能相同时，其交联密度变得太高，结果其机械性能如断裂拉伸伸长率变差；因此，不能使其动态性能和物理性能相容。为了解决上述问题，专利技术人进行了认真地研究，并发现通过使用具有良好耐热性的乙烯一具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物、特殊细粉末状硅酸和/或硅酸盐和至少一种α，β-不饱和羧酸金属盐类，通过α，β-不饱和羧酸金属盐增强细粉末硅酸和/或硅酸盐与聚合物即乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物之间的相互作用，进一步通过选择性地配入至少一种选自含硫抗氧剂、酚抗氧剂和胺(胺型)抗氧剂的抗氧剂，和/或硫，并通过用有机过氧化物交联所得到的橡胶组合物，可以改进矛盾关联的动态性能和机械性能，并得到具有优异耐热老化的橡胶产品。从而完成了本专利技术。也就是，本专利技术包括下面的各专利技术。(1)一种组合物，包括(A)100重量份乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物，(B)5-90重量份比表面积为5-500m2/g(BET吸收量ISO5794/l，Annex D)的细粉状硅酸和/或硅酸盐，(C)0.1-20重量份至少一种α，β-不饱和羧酸金属盐类和(D)0.1-15重量份有机过氧化物。(2)上述(1)的组合物，其中组合物含有(E)至少一种选自含硫抗氧剂、酚抗氧剂和胺(胺型)抗氧剂的抗氧剂。(3)上述(1)或(2)的组合物，其中组合物含有(F)硫。(4)上述(1)-(3)的任一组合物，其中组合物(A)乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物的门尼粘度为30-100(MS1+4，160℃)。(5)上述(1)-(4)的任一组合物，其中(C)α，β-不饱和羧酸金属盐是至少一种选自丙烯酸金属盐，甲基丙烯酸金属盐和马来酸金属盐的盐。(6)上述(1)-(5)的任一组合物，其中组合物含有具有至少一个不饱和烃基和至少一个可水解甲硅烷基的(G)化合物，并且其含量为每米2(B)细粉状硅酸和/或硅酸盐的表面积小于8×10-6摩尔。(7)通过交联上述(1)-(6)的组合物所获得的橡胶产品。(8)上述(7)的橡胶产品为橡胶减震器。下面具体地说明由此所得到的本专利技术的组合物和硫化的橡胶。首先，对本专利技术的组合物进行说明。本专利技术的组合物包括乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物、特殊细粉末状硅酸和/或硅酸盐，至少一种α，β-不饱和羧酸金属盐，有机过氧化物和进一步选择性地至少一种选自含硫抗氧剂、酚抗氧剂和胺(胺型)抗氧剂的抗氧剂，和/或硫。乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物从得到能提供优异耐热性和耐候性的硫化模塑橡胶的橡胶组合物考虑，优选用于本专利技术的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物含有(a)衍生自乙烯的单元和(b)衍生自具有3-20个碳原子的α烯烃的单元，其摩尔比为50/50-90/10。更优选上述摩尔比为50/50-80/20。在上述所提到的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物中优选α烯烃是具有3-12个碳原子的α烯烃，并具体地包括丙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，4-甲基-1-戊烯，1-庚烯，1-辛烯，1-壬烯，1-癸烯，1-十一烯，1-十二烯，1-十三烯，1-十四烯，1-十五烯，1-十六烯，1-十七烯，1-十八烯，1-十九烯，1-二十烯，9-甲基-1-癸烯，11-甲基-1-十二烯和12-乙基-1-十四烯。可以单独使用这些α烯烃或以两种或两种以上的混合物形式使用这些α烯烃。在这些α烯烃中，特别优选具有3-8个碳原子的α烯烃，如丙烯，1-丁烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，1-辛烯。在乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物中，作为非共轭多烯具体地包括链状非共轭二烯类如1，4-己二烯，1，6-辛二烯，2-甲基-1，5-己二烯，6-甲基-1，5-庚二烯和7-甲基-1，6-辛二烯；环状非共轭二烯类如环己二烯，二环戊二烯，甲基四氢化茚，5-乙烯基-2-降冰片烯，5-亚乙基-2-降冰片烯，5-亚甲基-2-降冰片烯，5-亚异丙基-2-降冰片烯和6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯；和三烯类如2，3-二亚异丙基-5-降冰片烯，2-亚乙基-3-亚异丙基-5-降冰片烯，2-丙烯基-2，5-降冰片二烯，1，3，7-辛三烯，1，4，9-癸三烯，4，8-二甲基-1，4，8-癸三烯和4-亚乙基-8-甲基-1，7-壬二烯。其中优选使用1，4-己二烯和环状非共轭二烯，特别是5-亚乙基-2-降冰片烯或5-乙烯基-2-降冰片烯，或5-亚乙基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯共同形成所需的四元聚合物。在本专利技术中，当将5-亚乙基-2-降冰片烯或5-乙烯基-2-降冰片烯，或5-亚乙基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯一起用作形成四元共聚物的非共轭多烯时，可以得到耐疲劳性最好的橡胶组合物或硫化橡胶。用于本专利技术的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物具有的碘值，即非共轭多烯含量的指数通常为8-50，优选8-30。用于本专利技术的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物的门尼粘度MS1+4，(160℃)通常为30-100，优选50-80。在本专利技术中，当所使用的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物的门尼粘度MS1+4，(160℃)在上述范围时，得到耐疲劳性与二烯型橡胶相当或优于二烯型橡胶的橡胶组合物或硫化橡胶。在本专利技术中，尽管上述所提到的乙烯—具有3-20个碳原子的α烯烃-非共轭多烯共聚物可以单独用作橡胶成分，但还可以进一步配入其它的橡胶或塑料。例如，可以使用上述的共聚物橡胶和二烯型橡胶的混合物。可例举的二烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，该组合物包括（Ａ）１００重量份乙烯－具有３－２０个碳原子的α烯烃－非共轭多烯共聚物，（Ｂ）５－９０重量份比表面积为５－５００ｍ↑［２］／ｇ（ＢＥＴ吸收量：ＩＳＯ ５７９４／１，Ａｎｎｅｘ Ｄ）的细粉状硅酸和／或硅酸盐，（Ｃ）０．１－２０重量份至少一种α，β－不饱和羧酸金属盐和（Ｄ）０．１－１５重量份有机过氧化物。

【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，野中修一，仲滨秀齐，川崎雅昭，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]