包含至少一种弹性体和至少一种纳米填料的纳米复合材料。所述弹性体包含由具有4-7个碳原子的异烯烃和至少一种多烯烃衍生的单元。所述纳米填料包含层状填料和胺改性剂，其中所述纳米填料基本上不含任何未缔合的胺。通过在与所述弹性体之前在所述纳米填料中消除未缔合的胺，所述纳米复合材料具有改进的可加工性特性，同时保持了所希望的不渗透性特性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及弹性体纳米复合材料，包含所述弹性体组合物的组合物，生产纳米复合材料的方法，和所述纳米复合材料在制品中的应用。更具体地，本专利技术涉及具有改进的性能和共混特性的卤化的C4-C7异烯烃基纳米复合材料。专利技术背景 含有大部分异丁烯单元的橡胶态聚合物因为它们的低气体渗透性、独特的阻尼性能和低表面能而是公知的；这些性能使得这样的共聚物在诸如轮胎内衬之类的应用中是特别希望的。为了在最终应用中具有更好的与其它弹性体组分的相容性或共硫化性，至少一种不饱和共聚单体和/或含有反应性官能度的共聚单体被引入到所述异丁烯橡胶态聚合物中。以前已知的共聚单体包括异戊二烯和苯乙烯。所述聚合物可以被部分溴化，以给出更好的相容性。轮胎工业始终对提高轮胎的阻隔性能感兴趣。改善阻隔性能的一种方式是将它们与层状粘土混合，以形成弹性体纳米复合材料。所述层状粘土在所述基础聚合物中可以采取5种不同的状态。第一种状态是“颗粒分散”，其中所述粘土颗粒尺寸在微米量级，但是均匀地分散在所述基础聚合物中。术语聚集体和附聚物已经被用于描述这种状态。第二种状态是“层插的纳米复合材料”，其中聚合物链被插入到所述层状粘土结构中，这以晶体学规则的方式发生，不管聚合物与粘土比如何。层插的纳米复合材料典型地可以含有在有机粘土板之间的数层聚合物。用橡胶溶胀的纳米粘土的沟道(gallery)间隔从约0. 3-0. 7nm的原始态增加到约2. 0-6. Onm可以被认为产生了层插的条件。第三种状态是“絮凝的纳米复合材料”。这在概念上与层插的纳米复合材料相同；然而，各个粘土层有时由于所述粘土层的羟基化边缘与边缘相互作用而絮凝或聚集。第四种状态是“层插-絮凝的纳米复合材料”。在纳米复合材料中的粘土板可以是分开的；然而，可以形成具有在100-500nm范围内的厚度的类晶团聚体或附聚物。第五种状态是“剥落的纳米复合材料”。在剥落的纳米复合材料中，各个粘土层被分开在连续的聚合物内，平均距离取决于粘土在所述聚合物中的浓度或负载量。然而，在弹性体纳米复合材料的生产中，疏水聚烯烃弹性体和亲水无机粘土间的不相容性可能使得在所述弹性体内实现好的粘土分散或剥落非常困难。人们已经做了很多努力来改性所述粘土或所述弹性体，以使所述两种组分更相容。以前已经证明，在所述聚合物上的官能度和粘土表面间的更好的相互作用将导致更高的粘土分散和剥落程度。这又将广生具有提闻的阻隔性能的弹性体纳米复合材料。专利技术概述本专利技术涉及对于用在要求不渗透性特征的制品如轮胎内衬、轮胎内胎、轮胎硫化汽球、软管、医用塞、不渗透性片材和其它类似物品中来说具有改进的性能的纳米复合材料。这里公开的是包含至少一种弹性体和至少一种纳米填料的纳米复合材料。所述弹性体包含由具有4-7个碳原子的异烯烃和至少一种多烯烃衍生的单元。所述纳米填料包含层状填料和胺改性剂，其中所述纳米填料基本上不含任何未缔合的胺。通过在与所述弹性体接触之前消除所述纳米填料中的未缔合的胺，所述纳米复合材料具有改进的可加工性特性，同时保持了所希望的不渗透性特性。在一个公开的方面，所述纳米填料胺改性剂是仲胺、叔胺或季胺。如果所述胺改性剂是季胺，它具有如下结构(R1R2R3R4) N+，其中R1选自C1-C8烷基、C2-C8烯烃和C3-C8芳基，其中R2选自C9-C26烷基、C9-C26烯烃和C9-C26芳基，和其中R3和R4相同或不同，并独立地选自C1-C26烷基、C2-C26烯烃和C3-C26芳基。在一个公开的方面，所述纳米填料胺改性剂选自由以下物质组成的组二烷基二 氢化牛脂铵，二甲基二氢化牛脂铵，苄基三烷基铵，甲基苄基二烷基铵，甲基苄基二氢化牛脂铵，二甲基苄基氢化牛脂铵，和二苄基二烷基铵。在另一个公开的方面，所述纳米复合材料具有在35-45范围内的在125° C门尼粘度(M^ I’ +8’)，和在所述纳米复合材料在80° C老化14天之后具有不超过20%的门尼粘度增长百分数。在其它公开的方面，所述纳米复合材料可以与辅助弹性体，热塑性树脂，和/或选自填料、加工油或树脂和硫化包的常规的弹性体配混添加剂共混。还被公开的是制备包含至少一种卤化的弹性体和至少一种纳米填料的纳米复合材料的方法。所述方法包括以下步骤a)提供溶解在溶液中的卤化的弹性体，所述弹性体包含由具有4-7个碳原子的异烯烃和至少一种多烯烃衍生的单元，和所述溶液其中所述溶液选自由以下物质组成的组溶剂，溶剂的混合物，或由水相和不混溶的非水相组成的乳液；b)添加所述纳米填料到所述溶液中，所述纳米填料包含层状填料和胺改性剂，其中所述纳米填料基本上不含任何未缔合的胺；c)使所述溶解的弹性体和所述纳米填料接触足够的时间，以允许所述纳米填料剥落在所述溶解的卤化的弹性体中和形成纳米复合材料；和d)从所述溶液回收所述纳米复合材料。在所述公开的方法的一个方面中，所述胺改性剂是仲胺、叔胺或季胺。当所述改性剂是季胺时，它具有以下结构JR1R2R3R4)N+，其中R1是苄基衍生的单元，其可以被取代或者可以不被取代，其中R2选自C1-C26烷基、C2-C26烯烃和C3-C26芳基，和其中R3和R4相同或不同，并独立地选自C9-C26烷基、C9-C26烯烃和C9-C26芳基。在所述公开的方法的另一方面中，在添加所述纳米填料到所述含共聚物的溶液中之前，将所述纳米填料添加到第二溶液中。所述第二溶液选自由以下物质组成的组溶剂，溶剂的混合物，或由水相和不混溶的非水相组成的乳液。在所述公开的方法中，在所述溶解的卤化的弹性体和纳米填料接触的同时，基本上没有所述弹性体的卤素被所述溶液中的任何胺化合物亲核取代。还被公开的是纳米复合材料，其具有在35-45范围内的125° C门尼粘度故I’+8’)，并且当在80° C老化14天时具有不超过20%的门尼粘度增长。所述纳米复合材料可以被进一步配混，以形成适合用在轮胎、汽球、软管、带和其它增强的弹性体配混物或保持空气的配混物的弹性体配混物。专利技术详述现在将描述本专利技术的各种具体的实施方案、变例和实施例，包括在本文中采用的、用于理解要求保护的专利技术的优选实施方案和定义。尽管已经特别地描述了说明性实施方案，可以理解的是，各种其它修改对于本领域技术人员来说是显而易见的并且可以由本领域技术人员容易地做出，而不背离本专利技术的精神和范围。为了确定侵权，本“专利技术”的范围是指所附权利要求的任何一项或多项，包括它们的等价物和等价于所提到的那些要素或限制的要素或限制。定义适用于这里描述的专利技术的定义如下面所描述。橡胶是指符合如下ASTM D1566定义的任何聚合物或聚合物的组合物“能够从大的变形恢复，并且可以被或者已经被改性至其中它基本上不溶(但是可以溶胀)在沸腾溶剂中的状态…的材料”。弹性体是可以与术语橡胶互换使用的术语。弹性体组合物是指包含至少一种上面定义的弹性体的任何组合物。按照ASTM D1566定义，硫化的橡胶配混物是指“交联的、由弹性体配混的弹性材料，其易于因小的力产生大的变形，能够在除去所述变形力后快速、有力地恢复至大致其原始尺寸和形状”。硫化的弹性体组合物是指已经经历硫化过程和/或包含有效量的硫化剂或硫化包或使用有效量的硫化剂或硫化包生产的任何弹性体组合物，并且是可与术语硫化的橡胶配混物互换使用的术语。术语“phr”是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁卫青，M·B·罗德格尔斯，J·P·索森，M·W·约翰斯顿，R·N·韦布，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：
国别省市：
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