制造橡胶组合物的方法和由该橡胶组合物形成的成形物品技术

一种用于制造可硫化的橡胶组合物的方法包括混合包含EPDM弹性体和烷基酚二硫化物聚合物的第一组合物的同时加热以制造第一遍中间体。将该第一遍中间体与包含硫可交联的天然或合成的橡胶的第二组合物组合以制造第二遍中间体。通过在低于固化温度的温度下混合将该第二遍中间体与固化包组合以制造该可硫化的橡胶组合物。

A method for making a rubber composition and a forming item formed by the rubber composition

A method for manufacturing vulcanized rubber composition includes mixing the first composition containing EPDM elastomer and alkyl phenol two sulfide polymer at the same time to make the first intermediate. The secondary intermediate is combined with the second composition of the natural or synthetic rubber containing sulfur to make the intermediate second times. The second pass intermediates are combined with the curing package to make the vulcanized rubber composition by mixing at a temperature below the curing temperature.

【技术实现步骤摘要】
制造橡胶组合物的方法和由该橡胶组合物形成的成形物品
本公开涉及制造橡胶组合物的方法和由该橡胶组合物形成的成形物品。更具体地，本公开描述了不加蜡使用聚合物的组合产生耐臭氧性的弹性体配制品。
技术介绍
引言耐臭氧性在北美的汽车应用中正变成更普遍的要求并且在欧洲已经基本上是强制性的。尚未可行的是具有机械地组装的自由橡胶零件或单侧结合零件(用还具有臭氧保护的天然橡胶制造的)。将耐臭氧性逐渐灌输在天然橡胶中的传统方法是将微晶蜡共混物加入到橡胶中。在运行中，蜡起霜或渗出到橡胶的表面上并且提供了对臭氧的阻隔。在橡胶的表面上的蜡还引起它具有低的摩擦系数。结果是，随时间的推移，机械地组装的橡胶零件具有滑出位置或脱离的倾向。到目前为止，需要耐臭氧性的任何零件必须被化学地结合到所有表面上以防止当在应用中时滑出或掉出其位置。因此，在天然橡胶中产生耐臭氧性的传统化学手段对于例如在噪声、振动、和不平顺性(NVH)减少产品中使用的所有类型的零件是不可行的。提供具有耐臭氧性和合适的弹性体特性的天然橡胶零件将是进展。
技术实现思路
对臭氧侵蚀的耐受性通过将天然橡胶与固有地耐臭氧侵蚀的聚合物共混而在橡胶零件中增加。此类聚合物包括具有饱和聚合物主链的那些，因为已知臭氧侵蚀聚合物链的不饱和度。EPDM聚合物不容易与天然橡胶混溶并且以显著较慢的速率硫化。当该EPDM聚合物首先借助于反应性混合程序在制备橡胶组合物的密炼机中改性时，这些障碍被克服并且获得了耐臭氧的天然橡胶配制品。获得了具有合适的耐臭氧性的组合物，这些组合物具有少量的EPDM(例如少于35％、或优选地约25％，其中百分比相对于该组合物中的橡胶的总量)，具有最小的至不存在的物理特性(对耐久性来说)和性能的减小。因此生产耐臭氧的橡胶零件，这些橡胶零件不具有由现有技术使用蜡作为臭氧处理引起的低的摩擦系数的缺点。本披露的传授内容的适用性的另外领域从在下文中提供的详细说明、权利要求书和附图将变得明显，其中贯穿附图的数个视图，相似的参考数字指的是相似的特征。应该理解，详细说明(包括披露的实施例和其中引用的附图)本质上仅仅是示例性的，旨在用于仅仅说明的目的，并且不旨在限制本披露的范围、其应用或用途。具体实施方式在一个实施例中，成形物品由含有EPDM和二烯橡胶的固化的橡胶组合物形成。该物品具有大于0.1、并且优选地约0.5或更高的摩擦系数。在一些实施例中，高的摩擦系数产生自在该成形物品中不存在蜡。也就是说，耐臭氧性不是通过加入蜡作为添加剂获得的。在优选的实施例中，成形物品给出了在根据ASTM-D1149的耐臭氧性测试上的合格分数。例如，成形物品当在40℃下经受50pphm(每1亿的份数)的臭氧持续72小时时给出了通过。在其他实施例中，耐臭氧性是在40℃下在200pphm的臭氧浓度下持续最高达144小时的通过。成形物品是通过固化共混物以制造耐臭氧的橡胶组合物的方法制造的。在该方法中，将热量施加到共混物中，该共混物包含预处理过的EPDM聚合物、未固化的二烯橡胶以及包含元素硫的固化包。该未固化的二烯橡胶是在主链上具有不饱和度的烯烃共聚物，并且包括天然橡胶、合成的异戊二烯橡胶、合成的聚氯丁二烯橡胶、以及其他二烯聚合物和共聚物。该预处理过的EPDM聚合物是通过使EPDM聚合物与含硫有机聚合物反应制备的，在不同实施例中，该含硫有机聚合物包括聚(烷基酚二硫化物)。已经发现，通过明智的选择反应参数(时间和温度)，通过与含硫有机聚合物反应的预处理改进了该EPDM和在主链上具有不饱和度的未固化的聚合物的相容性。由于在该EPDM与该未固化的二烯橡胶之间的相容性，共固化的组合物展现可归因于该EPDM聚合物的高的耐臭氧性，连同没有该固化的二烯橡胶的物理特性的减少。在其他实施例中，提供了用于制造可硫化的橡胶组合物的方法。以常规的方式通过模制并且施加热量以固化该可硫化的橡胶组合物中的EPDM和二烯橡胶来固化该可硫化的橡胶组合物。用于制造该可硫化的橡胶组合物的方法包括混合含有EPDM弹性体和促进剂的第一组合物的同时加热以制造第一遍(pass)中间体。该促进剂是含硫有机聚合物并且在示例性实施例中是烷基酚二硫化物聚合物。然后将该第一遍中间体与含有硫可交联的天然或合成的橡胶的第二组合物组合以制造第二遍中间体。最后，通过在低于固化温度的温度下混合所有成分将该第二遍中间体与固化包组合以制造该可硫化的橡胶配制品。在不同实施例中，该固化包含有元素硫和活化剂如氧化锌(ZnO)。在加入该固化包之前，可以提高混合温度以增加预处理过的EPDM弹性体和该天然或合成的橡胶的共混物的均匀性。在加入该固化包之后，然而，小心保持该温度低于在其下显著固化发生的温度。结果是，该方法提供了未固化或可硫化的橡胶组合物，该橡胶组合物含有少量的未固化的EPDM和大量的未固化的天然或合成的橡胶，后者特征为在全碳主链上的不饱和度。因此在不同实施例中，本传授内容提供了一种制造可硫化的橡胶组合物(即，可以被硫化或固化以生产模制物品的弹性体的未固化的共混物)的方法。这些传授内容还提供了一种固化EPDM和未固化的二烯聚合物的共混物以制造耐臭氧的橡胶组合物的方法。最后，这些传授内容提供了成形物品，这些成形物品含有被固化至这样的程度的EPDM和二烯橡胶的混合物，即，使得耐臭氧性在该共混物中增强并且物理特性被维持在将由该二烯橡胶自身获得的物理特性。特别地，这些固化的橡胶组合物具有不由于表面上存在起霜蜡而降低的“正常的”摩擦系数。在典型的安装中，该固化的橡胶成形物品的摩擦系数是在0.5至0.8或0.6至0.7的范围内。通过在描述的配制品和方法中将该天然橡胶和EPDM聚合物共混，耐臭氧性可以被逐渐灌输在最终橡胶零件中，对物理特性和性能有最小的损害或没有损害。例如，在超过典型的要求如在40℃下50pphm臭氧浓度持续72小时下，用EPDM的天然(或合成)橡胶的25％聚合物替换足以逐渐灌输耐臭氧性。某些结果表明了在40℃下在200pphm的臭氧浓度下持续最高达144小时的耐臭氧性。在其他产品类型(如轮胎)中，已经要求最小35％的EPDM以满足更低水平的耐臭氧性。因为该EPDM聚合物倾向于比天然橡胶更昂贵，所以在本传授内容中的EPDM的较低负载量(例如，该总橡胶的25重量百分比)是财务效益。在另一个优点中，现在可以提供机械地组装的橡胶零件耐臭氧性。提供耐臭氧性的蜡的当前工业标准使用可引起机械地组装的零件在组装或使用期间移动出它们适当的位置。本传授内容允许在这些橡胶零件中存在抵抗臭氧的保护，但是因为高的摩擦系数，所以它们不必须被化学地结合到周围部件上。有利地，所描述的天然和合成的橡胶与EPDM化合物的共混物可以使用典型的标准程序在注射和其他模制工艺中加工，而没有可辨别的与标准天然橡胶化合物的不同。所描述的程序可以在许多包括不同的填充剂、化学改性剂和固化体系的配制品的变体上使用。在以下说明中提供了成形物品、可固化的(可硫化的)橡胶组合物以及用于制造它们的方法的不同实施例的另外细节。要理解的是，在一个实施例或方面中描述的参数可以与在其他方面中描述的参数混合并且匹配以提供新描述的实施例。固化和未固化的聚合物贯穿本说明书，在固化与未固化的聚合物、弹性体、橡胶以及类似物之间进行了区分。这是承认弹性体以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造可硫化的橡胶组合物的方法，该方法包括：混合包含EPDM弹性体和烷基酚二硫化物聚合物的第一组合物的同时加热以制造第一遍中间体；将该第一遍中间体与包含硫可交联的天然或合成的橡胶的第二组合物组合以制造第二遍中间体；并且通过在低于固化温度的温度下混合将该第二遍中间体和固化包组合以制造该可硫化的橡胶配制品。

【技术特征摘要】
2016.09.01 US 62/382,332;2017.08.02 US 15/666,9481.一种用于制造可硫化的橡胶组合物的方法，该方法包括：混合包含EPDM弹性体和烷基酚二硫化物聚合物的第一组合物的同时加热以制造第一遍中间体；将该第一遍中间体与包含硫可交联的天然或合成的橡胶的第二组合物组合以制造第二遍中间体；并且通过在低于固化温度的温度下混合将该第二遍中间体和固化包组合以制造该可硫化的橡胶配制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中该固化包包含元素硫和ZnO。3.根据权利要求1所述的方法，其中该第一组合物、该第二组合物、或两者包含选自炭黑和二氧化硅的填充剂。4.根据权利要求1所述的方法，其中该第二组合物包含天然橡胶。5.根据权利要求1所述的方法，其中该第一组合物进一步包含硫供体。6.根据权利要求5所述的方法，其中该硫供体是己内酰胺二硫化物。7.根据权利要求1所述的方法，其中该烷基酚二硫化物聚合物是聚(叔丁基酚二硫化物)。8.根据权利要求1所述的方法，其中该烷基酚二硫化物聚合物是聚(叔戊基酚二硫化物)。9.根据权利要求1所述的方法，其中将该第一组合物加热至高于该烷基酚二硫化物聚合物的熔点的温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中将该第一组合物在165℃下加热持续超过一分钟并且小于5分钟。11.一种方法，该方法包括通过根据权利要求1所述的方法制造可硫化的橡胶组合物，并且将温度条件施加持续足以固化该可硫化的橡胶组合物的时间。12.一种固化共混物以制造耐臭氧的橡胶组合物的方法，该方法包括将热量施加到共混物中，该共混物包含预处理过的EPDM聚合物、未固化的二烯橡胶聚合物以及包含元素硫的固化包，其中该未固化的橡胶聚合物是在主链上具有不饱和度的烯烃共聚物，并且其中该预处理过的EPDM聚合物是通过与含硫有机聚合物反应制备的。13.根据权利要求12所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍尼特·皮拉斯基，乔舒亚·R·古森斯，
申请(专利权)人：普尔曼公司，
类型：发明
国别省市：美国,US