变性淀粉衍生物作为弹性体组合物用滞后降低添加剂的用途制造技术

本发明专利技术涉及变性淀粉衍生物在弹性体组合物中作为滞后降低添加剂的用途和含这些衍生物的弹性体组合物。

Use of modified starch derivatives as elastomeric compositions with hysteresis reducing additives

The present invention relates to the use of modified starch derivatives as Elastomeric Lag compositions in elastomeric compositions and elastomeric compositions containing these derivatives.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变性淀粉衍生物作为弹性体组合物用滞后降低添加剂的用途本专利技术涉及变性淀粉衍生物在弹性体组合物中作为滞后降低添加剂的用途和含有所述添加剂的弹性体组合物。迄今为止弹性体构成了广泛用于生产许多制造制品的一类聚合物，所述制造制品例如包装，轮胎，膨胀产品，抗振动装置，悬浮体，防滑垫，回弹组件，鞋类，绝缘材料和电力电缆用鞘，用于各种应用的管材，传送带，其特征在于当施加力时变形和当移除力时恢复其起始形状的能力。然而，若进行反复的力/恢复循环，则弹性体逐渐倾向于改变其行为，逐渐丧失其完全恢复它们起始形状的能力。这一现象(称为滞后)导致性能逐渐丧失，就时间和用途二者而言，这限制了使用它们制造的制品的使用寿命。因此需要改进弹性体的性能和尤其降低其滞后现象，以便延长使用这些产品制造的制品的使用寿命。在弹性体组合物部门中，长时间已知可使用复合或塑化形式的淀粉作为填料。由于它可容易获得且成本相对低，因此事实上淀粉表现得单独或与例如炭黑，氧化硅，高岭土，云母，滑石或氧化钛结合具有用作填料的理想特征。然而，自然界中获得的淀粉(所谓的天然淀粉)具有有限的稳定性能，当暴露于热和机械应力下时，这意味着它不可能有效地用作填料。若在制备弹性体组合物过程中添加，则天然淀粉事实上经历了降解现象。它的粒状结构也使得它难以分散，从而产生不均匀的形貌，这损害了含有它的弹性体组合物的性能。为了克服天然淀粉在弹性体组合物内分散的有限稳定性和难度，已知可使用复合或塑化形式的淀粉与聚合物，例如聚(乙烯乙烯醇)或聚(乙烯丙烯酸)。例如，US5,672,639描述了一种弹性体组合物，它含有包含用塑化聚合物(EVOH)塑化的淀粉的低熔点复合材料。根据US5,672,639，在加工弹性体组合物段的过程中使用低熔点复合材料允许它熔融并合适地混合。现已令人惊奇地发现，由于其低粘度和它在弹性体内均匀分散的能力，相对于100份弹性体(phr)，可在弹性体组合物中使用3至70份，优选3至50份，和更优选5至30份变性且交联淀粉作为滞后降低添加剂，从而维持并最终改进已经已知的淀粉-基填料的性能，尤其弹性体组合物内的滞后现象。本专利技术涉及一种组合物，它包含：i.一种弹性体；ii.3至70phr，优选3至50phr和更优选5至30phr的本专利技术的变性交联淀粉作为滞后降低添加剂。对于本专利技术的目的来说，变性淀粉是指基本上丧失其天然粒状结构的任何种类的淀粉。关于淀粉的天然粒状结构，它可有利地通过相衬光学显微术来鉴别。在本专利技术一个特别优选的实施方案中，变性淀粉是完全丧失其天然粒状结构的淀粉，也称为“完全变性淀粉”。可借助在单一段内或者在若干段内的方法，获得本专利技术的变性交联淀粉。第一方法包括在单一段内制备变性交联淀粉。根据这一方法，使淀粉变性并同时与至少一种交联剂混合。或者，可在具有若干段的方法中发生变性交联淀粉的制备，其中首先使淀粉变性和随后与至少一种交联剂混合。可用于制备本专利技术的变性交联淀粉的淀粉优选选自天然淀粉，例如玉米淀粉，土豆淀粉，大米淀粉，和木薯淀粉，和物理或化学改性的淀粉，例如淀粉乙氧化物，淀粉乙酸酯或淀粉羟丙基化物，淀粉氧化物，糊精化淀粉，糊精及其混合物。优选地，制备变性交联淀粉所使用的淀粉是天然淀粉。有利地，在能确保适合于破坏淀粉天然粒状结构的温度，压力和剪切力条件的任何设备内进行淀粉的变性。获得淀粉完全变性的合适条件例如描述于专利EP-0118240和EP-0327505中。有利地，通过挤出工艺，在110至250℃，优选130-180℃的温度下，和0.1至7MPa,优选0.3-6MPa的压力下，优选在这一挤出过程中提供大于0.1kWh/kg的比能，进行淀粉的变性。优选相对于淀粉的重量，在1至40wt％选自水和具有2-22个碳原子的多元醇中的一种或多种增塑剂存在下，发生淀粉的变性。关于水，它也可以是天然存在于淀粉内的水。在多元醇当中，优选的那些是具有1-20个羟基含有2-6个碳原子的多元醇，它们的醚，硫醚和有机与无机酯。多元醇的实例是甘油，二甘油，聚甘油，季戊四醇，聚甘油乙氧化物，乙二醇，聚乙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，新戊二醇，山梨醇单乙酸酯，山梨醇二乙酸酯，山梨醇单乙氧化物，山梨醇二乙氧化物及其混合物。在优选的实施方案中，在甘油或含甘油的增塑剂的混合物，更优选含2至90wt％甘油的混合物存在下使淀粉变性。优选地，本专利技术的变性交联淀粉包含相对于淀粉的重量，1至40wt％的增塑剂。在淀粉的变性过程中，还优选添加选自有机酸，无机酸，例如硫酸，和酶，优选淀粉酶中的一种或多种淀粉解聚剂。事实上令人惊奇地发现，如此获得的变性交联淀粉具有较低的粘度，且可因此更加容易地分散在弹性体内。优选地，相对于淀粉，将用量为0.1-10wt％的用作解聚剂的有机酸加入到淀粉中，且有利地该有机酸选自柠檬酸，马来酸，乳酸，草酸，葡萄酸，及其混合物，更优选柠檬酸。关于无机酸，这些有利地相对于淀粉，以0.1-10wt％的用量添加。优选地，本专利技术的变性交联淀粉包括相对于淀粉的重量，0.1至5wt％的解聚剂。关于交联剂，这些优选选自二醛和多醛，酸酐及其混合物。关于二醛和多醛，这些优选的是戊二醛，乙二醛及其混合物，在这些中尤其优选乙二醛。在尤其优选的实施方案中，可相对于淀粉的重量，在0.1至5wt％交联剂，更优选乙二醛存在下，获得本专利技术的变性交联淀粉。有利地在制备该变性淀粉的温度下，混合所述交联剂与淀粉。优选地，本专利技术的变性且交联的淀粉包含相对于淀粉的重量，0.1至3wt％的一种或多种交联剂。在变性过程中，或者在以上所述的若干段中的制备方法情况下，也可添加分散剂，表面活性剂，消泡剂，悬浮剂，增稠剂和防腐剂。在优选的实施方案中，可通过相对于淀粉的重量，在1-40wt％一种或多种增塑剂，优选包含相对于增塑剂的总重量，至少2-90wt％甘油的增塑剂存在下，和相对于淀粉的重量，在0.1-5wt％至少一种交联剂，优选乙二醛存在下，在110至250℃，优选130-180℃的温度下，挤出至少一种淀粉，获得本专利技术的变性交联淀粉。也可在淀粉变性之后添加交联剂。在另一优选的实施方案中，可因此通过提供下述段的方法，获得本专利技术的变性交联淀粉：a.相对于天然淀粉的重量，在1-40wt％一种或多种增塑剂，优选包含相对于增塑剂的总重量，至少2-90wt％甘油的增塑剂存在下，在110至250℃，优选130-180℃的温度下，挤出至少一种天然淀粉，b.优选在与a段相同的条件下，引起在a段中的淀粉和挤出的增塑剂与相对于淀粉重量，0.1-5wt％至少一种交联剂，优选乙二醛反应。本专利技术的变性且交联的淀粉的特征在于使得它尤其适合于在弹性体组合物中用作滞后降低添加剂的性能。特别地，本专利技术的变性交联淀粉证明在纳米颗粒或纳米颗粒的聚集体内分散的能力。本专利技术还涉及包含下述组分的组合物：iii.至少一种弹性体；iv.3至70phr，优选3至50phr，和更优选5至30phr至少一种本专利技术的变性淀粉衍生物作为滞后降低添加剂。关于弹性体，这些包括天然橡胶(NR)和合成橡胶二者。合成橡胶的实例是二烯烃基橡胶，例如共轭乙烯基芳烃-二烯烃无规共聚物(例如，SBR，苯乙烯/丁二烯橡胶)和二烯烃均聚物(例如，聚丁二烯，异戊二烯)，乙烯-丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变性且交联的淀粉在弹性体组合物中作为滞后降低添加剂的用途。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.19 IT MI2014A0021891.一种变性且交联的淀粉在弹性体组合物中作为滞后降低添加剂的用途。2.权利要求1的变性且交联的淀粉的用途，其中相对于100份弹性体，添加用量为3-70份(phr)的所述变性且交联的淀粉。3.权利要求1-2任何一项的变性且交联的淀粉的用途，其中通过使淀粉变性和与此同时与至少一种交联剂混合的工艺，可获得所述变性且交联的淀粉。4.权利要求1-2任何一项的变性且交联的淀粉的用途，其中通过首先使淀粉变性，然后与至少一种交联剂混合的工艺，可获得所述变性且交联的淀粉。5.权利要求1-4任何一项的变性且交联的淀粉的用途，其中所述变性且交联的淀粉包含相对于淀粉重量，1-40wt％选自水和具有2-22个碳原子的多元醇中的一种或多种增塑剂。6.权利要求1-5任何一项的变性且交联的淀粉的用途，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·巴斯蒂奥利，L·卡普兹，P·马基斯特拉里，S·盖斯缇加西亚，
申请(专利权)人：诺瓦蒙特股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT