橡胶混合物制造技术

技术编号:5324167 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种橡胶混合物,其包含至少一种橡胶和至少一种低PAH含量的炭黑,其中该低PAH含量的炭黑具有(A)17-75mg/g的碘值,(B)17-64m2/g的STSA表面积,(C)碘值:STSA表面积之比>1.06mg/m2,(D)60-160ml/100g的OAN数,(E)40-110ml/100g的COAN数,(F)大于100nm的众数,以及(G)苯并(a)芘含量<2ppm。该橡胶混合物可以用来生产工业橡胶物品和轮胎。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种橡胶混合物
技术介绍
通常,橡胶混合物包含增强填料来提高由其生产的弹性体产品的机械性能。工 业生产的炭黑通常用作增强填料。工业上,炭黑是通过在控制的工艺条件下在高温下分 解烃生产的。在这些条件下,在炭黑的表面上形成了痕量的多环芳烃(“polyaromatic hydrocarbons",也被称为 PAH)。一些PAH对健康具有潜在的危险。尽管炭黑中的PAH紧紧地粘在炭黑表面上,因 此不具有生物有效性(Borm PJ,等人,Formation of PAH-DNA adducts after in vivo and vitro exposure of rats and lung cells to different commercial carbon blacks, Toxicology and Applied Pharmacology, 2005 June 1 ;205(2) :157_167),EU 当局和使用 者还是努力降低工业生产炭黑中的PAH含量。例子如下-EU Directive 2007/19/EC,其涉及与食物接触的塑料和制品的规定。该指示规 定了炭黑中苯并(a)芘含量的上限0. 25mg/kg。在所述指令生效前,对炭黑并没有规定PAH 上限。-EU Directive 2005/69/EC,其涉及生产轮胎的填充剂油中的PAH含量。所述的 指令没有直接规定炭黑中的PAH含量;然而,根据1998年在UNECE大会上关于Long-Range Transboundary Air Pollution(CLRTAP)的POP协议,EU限制用于生产轮胎的填充剂油中 的PAH含量的目的在于降低总的PAH的年排放量。这些例子显示了降低聚合物材料中以及橡胶混合物中的PAH含量是常规趋势。相 应地,降低使用于所述材料中的各成分的PAH含量,例如,炭黑的PAH含量也是常规趋势。一 个用于炭黑中PAH含量的指导变量是苯并(a)芘(benZ0(a)pyrene在下文中也缩写为BaP) 的含量。在生产工艺完成之前,例如,在炉黑的情况下在反应器中,PAH含量可以在一定 程度上受到影响。通过使用高温和/或预冷淬火(US 4138471),PAH含量可以由,例如, 100-150ppm 降低到 25_40ppm。然而,如果通过操作反应器的方法不能达到特别低的PAH含量,则可以对炭黑后 处理来除去所存在的PAH。已知,通过在至少10%氧的存在下,在流化床中对粒状炉黑进行 热处理降低了炭黑上的缩聚芳香烃的含量(US 4,138,471)。对于化合物苯并(a)芘,二苯 (a,h)蒽或者7,12-二甲基苯(a)蒽,可以获得的量分别少于2ppb。还知道通过用溶剂萃取可以降低碳纳米材料上的缩聚芳香烃的量(W0 03/021017)。还已知一种调色剂(US 6,440,628),其本身包含基于萘、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、 苯并(a)蒽、柯啶、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、苯并(k,j)荧蒽、二苯并(a,h)蒽、茚并(1, 2,3-cd)芘和苯并(g,h,1) 二萘嵌苯的PAH含量少于IOppm的炭黑。还已知分别包括比表面积为13-19m2/g的炭黑以及0. 25-0. 28重量%的缩聚芳香 烃(SU 899589),以及比表面积为50-57m2/g的炭黑和0. 21-0. 23重量%的聚芳香烃(SU 899589)的橡胶混合物。在EP1102127中还公开了一种调色剂,其包含PAH含量少于15ppm的炭黑,PAH的 例子是化合物例如苯并芘、蒽-苯并芘、菲、芘等等。US 6,087,434还公开了一种颜料配制品,其包含PAH含量少于IOppm的炭黑,PAH 的例子是化合物例如萘、芴、荧蒽、芘、柯啶、苯并芘等,并且特定的氧含量为0. 2-0. 4mg/m2。 在US 6,599,496中公开了药物对比剂,其包含碳颜料、PAH的含量规定为低于 0. 5ppm。W02008/058114中描述了炭黑,其PAH含量可以通过热处理或者萃取降低到 l-20ppm的值或者降低到彡IOppm的值。尽管,一方面,对于橡胶混合物中具有降低的PAH含量存在增加的需求,另一方 面,对于确保所述的橡胶混合物不导致使用时的性质缺陷也是必需的,例如就机械性能或 者它们所包含的填料的分散性能而言。因此,希望提供具有低PAH含量的炭黑的橡胶混合 物,其中这些混合物与包括通常可以获得的炭黑的橡胶混合物相比,不具有性能缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供包括低PAH含量的炭黑的橡胶混合物,当该橡胶混合物经硫 化被使用时,与含有没有降低PAH含量的标准炭黑的橡胶相比,同时具有改进的分散性能 和优良的最终性能。本专利技术提供了包含至少一种橡胶和至少一种低PAH含量的炭黑的橡胶混合物,其 特征在于该低PAH含量的炭黑具有(A) 17-75mg/g,优选 35_70mg/g,特别优选 40_55mg/g 的碘值,(B) 17-64m2/g,优选 36_64m2/g,特别优选 36-50m2/g 的 STSA 表面积,(C)碘值STSA 表面积之比> 1. 06mg/m2,优选> 1. 08mg/m2,特别优选> 1. 12mg/ m2,尤其优选> 1. 15mg/m2,(D)60-160ml/100g,优选 70_140ml/100g,特别优选 110_132ml/100g 的 OAN 数,(E) 40-110ml/100g,优选 60_100ml/100g,特别优选 70_95ml/100g 的 COAN 数,(F)大于lOOnm,优选大于150nm,特别优选大于160nm的众数(mode),并且(G)苯并(a)芘含量< 2ppm,优选< lppm,特别优选< 0. 5ppm,更加优选 < 0. lppm,尤其优选< 0. 05ppm。根据本专利技术的橡胶混合物所使用的橡胶不仅可以包括天然橡胶而且还可以包括 合成橡胶°优选的合成橡胶例如 W. Hofmann, Kautschuktechnologie , Genter Verlag,Stuttgard 1980中描述的合成橡胶。它们本身包括-聚丁二烯(BR),-聚异戊二烯(IR),-苯乙烯/丁二烯的共聚物,例如乳液SBR(ESBR)或者溶液SBR(SSBR),优选基于 全部聚合物,具有1-60重量%,特别优选2-50重量%的苯乙烯含量,-氯丁二烯(CR),_异丁烯/异戊二烯的共聚物(IIR),以及其卤化的变形体,- 丁二烯/丙烯腈的共聚物,基于全部聚合物(NBR),优选具有5-60重量%,优选 10-50重量%的丙烯腈含量,-部分或者全部氢化的NBR橡胶(HNBR),-乙烯/丙烯/二烯烃的共聚物(EPDM),-乙烯/丙烯的共聚物(EPM),-氟橡胶(FKM,FPM),-丙烯酸酯橡胶(ACM),-硅橡胶(Q),-氯磺酸化的聚乙烯(CSM), -乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物(EVM),-另外具有功能基团,例如羧基、硅烷醇或者环氧基的上述橡胶,例子是环氧化的 NR、羧基官能化的NBR或者硅烷醇-(-SiOH)-或者硅氧基官能化的(_Si_0R) SBR,以本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种橡胶混合物,其包含至少一种橡胶和至少一种低PAH含量的炭黑,其特征在于所述低PAH含量的炭黑具有(A)17-75mg/g的碘值,(B)17-64m↑[2]/g的STSA表面积,(C)碘值:STSA表面积之比>1.06mg/m↑[2],(D)60-160ml/100g的OAN数,(E)40-110ml/100g的COAN数,(F)大于100nm的众数,和(G)苯并(a)芘含量<2ppm。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:J弗勒利希PD梅塞尔M瓦尔斯库拉特L莫利纳里V维塔利
申请(专利权)人:赢创德固赛有限公司
类型:发明
国别省市:DE[]

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