多糖-弹性体母料组合物制造技术

本文公开了多糖‑弹性体母料组合物以及用于制备所述母料组合物的方法。一种方法包括以下步骤：a)将i)多糖水分散体或ii)碱性多糖水溶液与含有橡胶组分的橡胶胶乳溶液混合以形成混合物。所述方法进一步包括以下步骤：b)使在步骤a)中获得的混合物凝结以产生凝结块；以及c)使在步骤b)中获得的凝结块干燥。所述母料组合物可用于制备含橡胶的制品。

Polysaccharide elastomer masterbatch composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多糖-弹性体母料组合物相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月30日提交的名称为“Polysaccharide-ElastomerMasterbatchCompositions[多糖-弹性体母料组合物]”的美国临时申请号62/527,369的优先权和权益，所述临时申请的公开内容通过引用以其全文并入本文。
本公开涉及多糖-弹性体母料，以及制备所述母料的方法。所述多糖-弹性体母料可用于制备橡胶组合物，例如可用于制造制品诸如轮胎、皮带、密封件、鞋类、涂料、膜或粘合剂的组合物。
技术介绍
通常用颗粒诸如炭黑和二氧化硅来强化橡胶组合物，以改善性能特征同时还降低成本。这类橡胶组合物由于具有优异的静态和动态机械特性、物理特性和热特性而广泛地用于从轮胎到皮带再到鞋类的各种应用。用可再生填料诸如纤维素纤维或酶促产生的多糖代替或补充橡胶组合物中的炭黑越来越引人关注。除了可再生性以外，这类材料还可以提供与由油气产生炭黑这一过程相关联的环境足迹相比改善的环境足迹，并且可以减少用填料加工橡胶的能量消耗。例如，提供低滚动阻力、高湿牵引力和长寿命的橡胶组合物引起了轮胎制造商的关注。可以通过更好的可加工性、更轻的重量、降低的成本以及包含可再生成分实现能量节省而不影响性能的橡胶组合物也引起了大量关注。对可以代替橡胶组合物中的现用成分同时提供改善的特性(诸如滚动阻力降低)的可再生材料的需求日益增长。对制备含有可再生材料的橡胶组合物的方法(包括制备含有非常少量的水或基本上不含水的橡胶-多糖组合物的方法)的需求日益增长。对制备橡胶-多糖母料组合物的方法的需求日益增长。
技术实现思路
本文公开了生产多糖-弹性体母料组合物的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：a)将i)多糖水分散体，或ii)碱性多糖水溶液与含有橡胶组分的橡胶胶乳溶液以及任选的絮凝剂混合以形成混合物。在一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：b)使在步骤a)中获得的混合物凝结以产生凝结块；以及c)使在步骤b)中获得的凝结块干燥，任选地同时对所述凝结块施加机械压力。在一个实施例中，步骤b)使混合物凝结包括将无机盐添加到混合物中。在另一个实施例中，步骤b)使混合物凝结包括将酸添加到混合物中。在另一个实施例中，混合步骤进一步包括添加填料。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括添加偶联剂。在一个实施例中，多糖水分散体或碱性多糖水溶液的多糖包括：i)聚α-1，3-葡聚糖；ii)聚α-1，3-1，6-葡聚糖；iii)水不溶性α-(1，3-葡聚糖)聚合物，其具有90％或更多的α-1，3-糖苷键、小于1重量％的α-1，3，6-糖苷支化点以及55至10,000的数均聚合度；或者iv)聚α-1，3-葡聚糖酯化合物，其由结构I表示：其中(A)n是至少6；(B)每个R独立地是-H或包含-CO-Cx-COOH的第一基团，其中所述第一基团的-Cx-部分包含2至6个碳原子的链；以及(C)所述化合物具有约0.001至约3的该第一基团的取代度。多糖水分散体的多糖可以是湿饼、胶体分散体、沉析纤维、干粉或其组合的形式。在一个实施例中，橡胶胶乳溶液的橡胶组分包含至少一种基于二烯的硫可硫化或过氧化物可硫化弹性体，该弹性体具有低于-30℃的Tg，如通过动态力学分析所测定。在另一个实施例中，弹性体包括天然橡胶、合成聚异戊二烯、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯丙烯二烯单体橡胶、氢化丁腈橡胶、聚丁二烯或氯丁橡胶。本文还公开了根据本文公开的方法生产的多糖-弹性体母料组合物，以及使用所述多糖-弹性体母料组合物生产的制品。在一个实施例中，根据本文公开的方法生产多糖-弹性体母料组合物，其中基于多糖和橡胶组分的重量，所述母料组合物包含约20重量百分比至约80重量百分比的多糖。在一些实施例中，所述制品是轮胎、皮带、密封件、鞋类、阀、管、垫子、衬垫、涂料、膜或粘合剂。具体实施方式在本文中引用的所有专利、专利申请和出版物均通过引用以其全文并入本文。如本文所用，术语“实施例”或“公开”并不意指限制性的，而是通常适用于权利要求中限定的或本文描述的任何实施例。这些术语在本文中可互换使用。在本公开中，使用了许多术语和缩写。除非另有特别说明，否则适用以下定义。在元素或组分前的冠词“一个”、“一种”和“所述”关于所述元素或组分的实例(即，出现)的数量旨在是非限制性的。在此，“一个”、“一种”和“所述”应当理解为包括一个/种或至少一个/种，并且除非所述数量明显意指单数，否则所述元素或组分的单数词语形式还包括复数。术语“包含”意指存在如权利要求中所提及的陈述特征、整数、步骤或组分，而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组分或其组。术语“包含”旨在包括由术语“基本上由......组成”和“由......组成”所涵盖的实施例。类似地，术语“基本上由......组成”旨在包括由术语“由......组成”所涵盖的实施例。在存在的情况下，所有范围是包含端值的和可组合的。例如，当列举范围“1至5”时，所列举的范围应当解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。如本文与数值结合所用的，术语“约”是指数值的+/-0.5的范围，除非所述术语在上下文中另有具体定义。例如，短语“约6的pH值”是指pH值为5.5至6.5，除非所述pH值另有具体定义。在本说明书全文中给出的每一最大数值限度旨在包括每一较低数值限度，如同此类较低数值限度在本文中明确写出一样。在本说明书全文中给出的每一最小数值限度将包括每一较高数值限度，如同此类较高数值限度在本文中明确写出一样。在本说明书全文中给出的每一数值范围将包括落入此类较宽数值范围内的每一较窄数值范围，如同此类较窄数值范围在本文中全部明确写出一样。通过阅读下列详细描述，本领域的普通技术人员将更容易了解本公开的特征和优点。应当理解，为清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本公开的某些特征也可在单个元素中以组合方式提供。相反，为简洁起见，在单独实施例的上下文中描述的本公开的各个特征也可单独提供或以任何子组合方式提供。此外，除非上下文具体地另外说明，否则对单数的提及也可包括复数(例如，“一个”和“一种”可指一个/种或多个/种)。除非另有明确指示，否则本申请中指定的各个范围内的数值的使用被陈述为近似值，如同所述范围内的最小值和最大值二者前面都有词语“约”。以这种方式，可以使用高于和低于所述范围的轻微变化来实现与这些范围内的值基本上相同的结果。而且，这些范围的公开旨在作为包括最小值与最大值之间的每个值的连续范围。如本文所用：术语“橡胶”、“橡胶组分”和“弹性体”可互换使用，除非另有明确指示。术语“橡胶混配料”、“混配橡胶”和“橡胶组合物”可互换使用，是指“与各种成分和材料共混或混合的橡胶”。术语“固化”和“硫化”可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产多糖-弹性体母料组合物的方法，包括以下步骤：/na)将/ni)多糖水分散体，或/nii)碱性多糖水溶液/n与含有橡胶组分的橡胶胶乳溶液以及任选的絮凝剂混合以形成混合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 US 62/5273691.一种生产多糖-弹性体母料组合物的方法，包括以下步骤：
a)将
i)多糖水分散体，或
ii)碱性多糖水溶液
与含有橡胶组分的橡胶胶乳溶液以及任选的絮凝剂混合以形成混合物。


2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
b)使在步骤a)中获得的混合物凝结以产生凝结块；以及
c)使在步骤b)中获得的凝结块干燥，任选地同时对所述凝结块施加机械压力。


3.如权利要求2所述的方法，其中步骤b)使所述混合物凝结进一步包括将无机盐添加到所述混合物中，其中所述无机盐包括LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、Al2(SO4)3、锌盐、硫酸钠、硫酸钾、磷酸三钠、磷酸三钾、焦磷酸钾、硼酸钠或其组合。


4.如权利要求2所述的方法，其中步骤b)使所述混合物凝结进一步包括将酸添加到所述混合物中，其中所述酸包括乙酸、硫酸、硝酸、硼酸、甲酸、有机酸或其组合。


5.如权利要求2所述的方法，其中所述多糖水分散体或所述碱性多糖水溶液的多糖包括：
i)聚α-1，3-葡聚糖；
ii)聚α-1，3-1，6-葡聚糖；
iii)水不溶性α-(1，3-葡聚糖)聚合物，其具有90％或更多的α-1，3-糖苷键、小于1重量％的α-1，3，6-糖苷支化点以及55至10,000的数均聚合度；或者
iv)聚α-1，3-葡聚糖酯化合物，其由结构I表示：



其中
(A)n是至少6；
(B)每个R独立地是-H或包含-CO-Cx-COOH的第一基团，其中所述第一基团的-Cx-部分包含2至6个碳原子的链；以及
(C)所述化合物具有约0.001至约3的该第一基团的取代度。


6.如权利要求2所述的方法，其中所述多糖水分散体的多糖是湿饼、胶体分散体、沉析纤维、干粉或其组合的形式。


7.如权利要求2所述的方法，其中所述橡胶组分包含至少一种基于二烯的硫可硫化或过氧化物可硫化弹性体，所述弹性体具有低于-30℃的Tg，如通过动态力学分析所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N贝哈图，JS唐尼，CP朗格斯，TH梅孔宁，
申请(专利权)人：杜邦工业生物科学美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US