CN106573993B - 包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组合物及其制造方法 - Google Patents

包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组合物及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106573993B
CN106573993B CN201580045546.1A CN201580045546A CN106573993B CN 106573993 B CN106573993 B CN 106573993B CN 201580045546 A CN201580045546 A CN 201580045546A CN 106573993 B CN106573993 B CN 106573993B
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
rubber
neodymium
polymer
catalysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580045546.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106573993A (zh
Inventor
内藤文雄
中泽好胜
益子法士
A·万德瓦尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrefour Division Pte Ltd
Original Assignee
Kraton Polymers US LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kraton Polymers US LLC filed Critical Kraton Polymers US LLC
Publication of CN106573993A publication Critical patent/CN106573993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106573993B publication Critical patent/CN106573993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F36/06Butadiene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F36/08Isoprene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/54Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with other compounds thereof
    • C08F4/545Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with other compounds thereof rare earths being present, e.g. triethylaluminium + neodymium octanoate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/16Syndiotactic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/10Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00Crosslinking

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

为了提供具有高透明性、韧性和耐热性的橡胶组合物,本发明可以提供一种组合物,其包含:钕催化的异戊二烯橡胶(IR)组分;和选自下组的橡胶聚合物(RB)组分:BR,1,2‑聚丁二烯橡胶,和SBR,其中IR的量为约5‑95质量份,前提是IR和RB的总量是100质量份,其中所述组合物基本上不含二氧化硅,其中所述组合物具有小于约20%的雾度,和其中所述组合物具有约30或更大的A型硬度计硬度(0秒)。

Description

包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组 合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及包含钕催化的异戊二烯组分(即通过使用含钕催化剂 制备的聚异戊二烯组分)的透明的橡胶组合物。本发明还涉及所述橡 胶组合物的制造方法和包括所述组合物的制品。
发明背景
透明材料是可见光通过其的材料。透明材料具有独特的益处,即 通过所述材料你可以看。材料不能后天通过着色获得透明性。在各种 工业和艺术领域已经研究和开发了先天透明的材料。
因为透明材料可以被用于广泛的用途,要求所述透明材料具有与 不透明材料一样的各种性能。然而,在实践中,常规的透明或半透明 材料不能满足对制品如鞋和轮胎的强度或韧性要求。
另外,所谓的透明材料实际上可以具有各种透明性。在材料是模 糊的或者混浊的情况下,所述材料将不适合制备透明的和美感的材料。
专利文件1公开了透明的、交联的橡胶组合物,其包含乙烯/α- 烯烃/非共轭多烯共聚物橡胶、乙烯/极性单体共聚物和二氧化硅。
然而,已知添加二氧化硅来获得材料强度损害材料的透明性。含 二氧化硅的材料有时被称为透明材料,但是事实上所述材料是有雾的 或者泛黄的。另外,含二氧化硅的材料要求复杂的方法来分散二氧化 硅,以便改善其透明性。
硅基材料如聚硅氧烷树脂和含二氧化硅的树脂通常需要作为软化 剂的油以具有挠性。硅基材料具有越大的挠性,需要越多的油。然而, 在硅基材料中的油导致随时间流逝的“渗出”,并且它的使用实际上 已经被限制。
专利文件2公开了包含橡胶聚合物的透明组合物,该组合物含有 具有不同折射率的两种组分和湿法二氧化硅。所述组合物实际上具有 不足的透明性,并且不能克服传统技术的缺点。所述现有技术组合物 还具有所述二氧化硅的缺点。
专利文件3-5公开了交联的聚丁二烯组合物。所述传统的组合物 仅仅在着色方面是好的,并且对透明性没有贡献。
尽管在本领域已经有许多以前的研究和需要,本领域技术人员还 没有开发出既具有高透明性又具有橡胶性能如硬度和强度的组合物。 这一事实证明,在较高水平上以好的平衡实现所述性能的组合是非常 困难的。
另外,如果传统的组合物似乎具有一些透明性,它的耐热性经常 是弱的。这样的材料将因加热而劣化和丧失其透明性,并且实际上不 能被用在将处于严苛条件下(例如户外用途或杀菌)的制品。
概括地,在本领域很早以前就知道,包括某些碱金属、碱土金属 和过渡金属的催化剂可以被用在一些用于制备烯烃的反应中。但是, 本领域中现在仍然在进行具体的研究以证实哪一种金属实际上适合被 包括在催化剂中以制备哪一种烯烃。
聚异戊二烯橡胶(即2-甲基-1,3-丁二烯的聚合物)是聚烯烃中 的一种。在本领域中,它可以被简称为“异戊二烯(组分)”或“IR (组分)”。大多数常规的聚异戊二烯橡胶实际上具有混浊或模糊的 外观,即使一些供应商宣称它们是“透明的”。常规的聚异戊二烯还通常具有差的耐热性。
常规的聚异戊二烯橡胶通过使用一些传统的齐格勒-纳塔催化剂或 传统的、包括某些碱金属或碱土金属如钙的催化剂制备。然而,所述 传统的含金属催化剂经常导致最终组合物含有一些金属残余物的问题。 由于被设定成接触人体的制品通常受严格的规章控制,你不能容易地 使用所述传统的含金属催化剂来满足市场需要。
钕是稀土金属中的一种,并且是周期表的第60号元素,属于镧系 元素。钕已经被用作用于磁体、超导体和混合稀土的原料,但是本领 域中并不公知其是烯烃合成用催化剂的原料。
在烯烃合成领域,有一些催化剂(包括钕催化剂)用于聚丁二烯 合成;但是仅有很少的关于聚异戊二烯合成的报道(参见专利文件6 和7以及非专利文件1-3)。在所述很少的传统研究中,钕没有被具 体强调,并且仅仅被与其它过渡金属一起提及。没有特别关注用于聚 异戊二烯合成时钕的任何独特性质的已有研究。
引用文件列表
专利文献
专利文件1:日本特开第2003-301080号。
专利文件2:日本特开第2005-002225号。
专利文件3:日本特开第2002-327092号。
专利文件4:日本特开第2002-363344号。
专利文件5:日本特开第2003-041060号。
专利文件6:EP2650313A。
专利文件7:US2005/0137338A1。
非专利文献
非专利文件1:Henk van de Weg,R&TS Note KRTS,108,2011。
非专利文件2:Lars Friebe et al.,Advances in Polymer Science,Vol.204,2006,pp.1-154。
非专利文件3:Wei Gao et al.,J.Am.Chem.Soc.,2008, 130(14),pp.4984-4991。
发明概述
技术问题
考虑到传统技术的上述缺点,本发明现在提供了具有优异的透明 性、强度和耐热性的橡胶组合物以及其制造方法,并且然后满足市场 使用者所提出的需要。
问题的解决方案
本发明的一个实施方案提供了透明的、交联的橡胶组合物,其包 含:
钕催化的异戊二烯橡胶(IR)组分;和
选自下组的橡胶聚合物组分:丁二烯橡胶(BR),1,2-聚丁二烯 橡胶,和苯乙烯丁二烯橡胶(SBR),
其中所述钕催化的异戊二烯橡胶的量为约5-95质量份,优选约 10-95质量份,更优选约25-95质量份,前提是所述钕催化的异戊二 烯橡胶和所述橡胶聚合物组分的总量是100质量份,
其中所述组合物基本上不含二氧化硅,
其中在2mm厚片材上按照JIS K7136测量,所述组合物具有小于 约20%,优选约18%或更小,更优选约15%或更小的雾度,和
其中所述组合物具有约30或更大,优选约30-70,更优选约40- 70的A型硬度计硬度(0秒),按照JIS K6253测量。
本发明的另一个实施方案提供了制造基本上不含二氧化硅的、透 明的、交联的橡胶组合物的方法,该方法包括以下步骤:
提供在23℃具有约1.500-1.525范围内的折射率的钕催化的异戊 二烯橡胶聚合物;
提供选自丁二烯橡胶、1,2-聚丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶的 橡胶聚合物,其中所述橡胶聚合物在23℃具有约1.500-1.525范围内 的折射率;
混合所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物和所述橡胶聚合物,使得 所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物的量为约5-95质量份,优选约10- 95质量份,更优选约25-95质量份,前提是所述钕催化的异戊二烯橡 胶聚合物和所述橡胶聚合物的总量是100质量份,以得到它们的混合 物;
向所述混合物中添加交联剂;和
均匀捏和所述混合物。
发明的有益效果
本发明的橡胶组合物可以解决传统组合物的缺点,并且令人惊讶 地可以以好的平衡具有优异的透明性、强度和耐热性。
实施方案的描述
下面将详细地解释本发明的实施方案,但是本发明不限于所述实 施方案。
定义
术语“透明”是指通过制品的传输光主要由镜面传输组成,其中 镜面传输的可见光的比例是大的。在本申请中,透明程度由雾度的值 或总透光率确定。不具有上面定义的“透明性”的制品可以被称为 “不透明的”或“半透明的”。
术语“雾度”是指透明材料中的混浊程度,按照JIS K7163(或 ISO 14782)测量。雾度的值被确定为通过前向散射而从入射光偏离 0.044弧度或更大的角度的传输光的百分比。
代表“总透光率”的术语“TT”是指通过透明材料的光束的比例, 按照JIS K7361-1(或ISO 13468-1)测量。总透光率的值被确定为 总传输光通量相对于投射在测试制品上的平行入射光通量的比。
术语“A型硬度计硬度”或“Hs”是指按照JIS K6253测量的橡 胶组合物的硬度。在本说明书中,Hs的值由以下程序测定:将活塞持 续地推压到测试制品上,并在推压0秒或30秒后测量所述推压的活塞 在所述制品中的深度。
术语“撕裂强度”是指按照JIS K6252测量的橡胶组合物的撕裂 强度。在本说明书中,撕裂强度的值通过使用测试材料的2mm厚片材 测定,并且换算成N/mm单位。
术语“断裂拉伸”、“拉伸”或“Tb”是指被以恒定速率拉伸的 测试样条断裂时的最大应力,按照JIS K6252测量。在本说明书中, 拉伸的值通过将测试样条上的最大应力除以所述样条的初始横截面积 并将所得到的值换算成MPa单位来计算。
术语“断裂伸长率”、“伸长率”或“Eb”是指被拉伸的样条上 沿拉伸(长度)轴的变形,按照JIS K6251(ISO37)测量。在本说明 书中,伸长率的值被表示为所述样条伸长后的长度与所述样条的原始 长度的比,以百分数形式。
术语“拉伸应力”或“模量”是指当测试样条伸长到给定长度时 的应力,按照JISK6251(ISO37)测量。在本说明书中,模量的值通 过将伸长到给定长度的测试样条上的负荷除以所述样条的横截面积并 将所得到的值换算成MPa单位来计算。在100%、300%或500%的伸长 率时的模量可以分别被表示为“M100”、“M300”或“M500”。
术语“门尼粘度”是指未硫化的橡胶的粘度,按照JIS K6300-1 测量。在本说明书中,门尼粘度的值通过符合JIS K6300-1中标准的 门尼粘度计测量。
术语“折射率”是指代表光在物质中的速度的指数,例如按照 JIS K7142测量。
术语“乙烯基含量”是指通过1,2-加成(在丁二烯的情况下,在 异戊二烯的情况下应是3,4-加成)聚合的共轭二烯的量。尽管纯“乙 烯基”基团仅在1,3-丁二烯的1,2-加成聚合的情况下形成,异戊二烯 的3,4-加成聚合(和其它共轭二烯的类似加成)对嵌段共聚物的最终 性能的影响将是类似的。作为上述加成的结果,将产生在聚合物主链 上的侧挂乙烯基基团。聚合物中的乙烯基含量可以使用本领域中的常 规技术如质子NMR测量。
通过改变分布剂的相对量来有效地控制乙烯基含量。如可以理解 的,所述分布剂服务于两个目的—它产生单链烯基芳烃和共轭二烯的 控制的分布,并且还控制所述共轭二烯的微观结构。美国专利再颁布 号27,145(其公开内容通过引用结合到本文中)中公开和教导了分布 剂与锂的合适比。
术语“增塑剂油”、“增塑剂”和“软化剂”是指本领域中已知 是用于改变材料性能的添加剂的油基化合物。所述增塑剂可以包括但 不限于石蜡油、矿物油、酯油、烃基合成润滑油、环烷油和植物油。
除非另外指明,本文中使用的术语“分子量”是指聚合物或者共 聚物的嵌段的真实分子量,以g/mol为单位。在本说明书和权利要求 书中提及的分子量可以采用使用聚苯乙烯校准标准物的凝胶渗透色谱 法(GPC)测定,如按照ASTM 3536所做的那样。GPC是众所周知的方 法,其中聚合物被按照分子大小分离,最大的分子首先洗脱。使用市 售的聚苯乙烯分子量标准物校准色谱仪。使用如此校准的GPC测量的 聚合物分子量是苯乙烯等量分子量,也被称为表观分子量。当聚合物 的苯乙烯含量和二烯链段的乙烯基含量是已知的时,所述苯乙烯等量 分子量可以被换算成真实分子量。所使用的检测器优选是紫外检测器 和折射率检测器的组合。在本文中表示的分子量是在GPC曲线的峰处 测量的,被换算成真实分子量,并且通常被称为“峰值分子量”。当 被表示为表观分子量时,它们被类似地测定,但是不考虑嵌段共聚物 组成和随后不用换算成真实分子量。
在本说明书中,除非另外指明,措辞“包含”、“包括”和“含 有”是指制品或组分包含或具有一种或多种要素。所述措辞的精神可 以涵盖内部和外部增加(internal andexternal addition)。
在本说明书中,在数值前有措辞“约”或“大约”的情况下,所 述数值可以包括至少±10%的公差。
烯烃聚合物概述
烯烃聚合物是指聚合的烯烃,并且包括二烯聚合物和非二烯聚合 物。烯烃聚合物还可以包括热塑性弹性体(TPEs)。本发明实施方案 的组合物可以包括至少两种烯烃聚合物。
在本说明书中,除非另外指明,术语“聚合物”可以包括硫化的 聚合物和非硫化的聚合物。
烯烃聚合物可以包括共轭烯烃聚合物和非共轭烯烃聚合物。术语 “共轭烯烃聚合物”是指具有彼此由通常至少两个单键隔开的双键的 烯烃的聚合物。
烯烃聚合物可以由C4-C20烯烃(包括二烯烃和α-烯烃),优选C4- C12烯烃,更优选C4-C8烯烃制备,但不限于这些单体。
共轭和非共轭烯烃可以包括但不限于1,2-丁二烯,1,3-丁二烯, 2-甲基-1,3-丁二烯(即异戊二烯),2,3-二甲基-1,3-丁二烯,1,3- 戊二烯,4-甲基-1-戊烯,1,3-己二烯,1,4-己二烯,1,3-庚二烯, 4,6-二甲基-1-庚烯,1,3-辛二烯,1,7-辛二烯,1,3-壬二烯,1,3- 癸二烯,1,9-癸二烯,1,3-十二碳二烯,环戊烯,环己烯,环辛烯, 二环戊二烯,降冰片烯,5-乙叉-2-降冰片烯,5-亚乙烯基-2-降冰片 烯,和5-亚甲基-2-降冰片烯。所述烯烃聚合物可以具有任何数均分 子量,但是可以具有例如100g/mol-100,000g/mol的数均分子量。
烯烃聚合物可以还包括乙烯基芳族烃,例如苯乙烯,邻甲基苯乙 烯,对甲基苯乙烯,对叔丁基苯乙烯,2,4-二甲基苯乙烯,α-甲基苯 乙烯,乙烯基萘,乙烯基甲苯,乙烯基二甲苯,和它们的混合物。
术语“二烯聚合物”是指烯烃聚合物的种类。二烯聚合物由具有 两个双键的烃的聚合制备。所述二烯聚合物可以包括但不限于异戊二 烯橡胶(IR),丁二烯橡胶(BR),1,2-聚丁二烯橡胶(或1,2-聚丁 二烯弹性体),苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR),丙烯腈丁二烯橡胶(NBR),氢化的丁腈橡胶(HNBR),氯丁橡胶(CR),和任何牌号的 天然橡胶(NR),并且还可以包括任何本领域中已知的、由任何二烯 烃制备的聚合物。在本说明书中,是橡胶的聚合物可以被称为“橡胶 聚合物”。在本说明书中,术语“烯烃聚合物”可以指包括在本发明 实施方案的组合物中的钕催化的异戊二烯组分和橡胶聚合物组分二者。
二烯聚合物当然可以包括共轭和非共轭二烯聚合物。共轭二烯聚 合物可以包括但不限于乙烯/α-烯烃共聚物,乙烯/苯乙烯共聚物,和 乙烯/共轭二烯共聚物。非共轭二烯聚合物可以包括乙烯/非共轭二烯 共聚物。
术语“非二烯聚合物”是指这样的聚合物,其中它的单元不具有 两个双键。非二烯聚合物可以包括但不限于丁基橡胶(I IR),氟橡胶 (FKM),乙丙橡胶(EPM),三元乙丙橡胶(EPDM),和聚氨酯橡胶 (U),并且可以进一步包括任何本领域中已知的、由任何烃制备的聚合物。
即使非二烯聚合物在词义上包括聚硅氧烷橡胶(Q),所述聚硅氧 烷橡胶将导致上面在背景技术部分中所指出的问题。然而,请注意, 本发明的实施方案不绝对排除对整个组合物的性能几乎没有影响的痕 量的聚硅氧烷橡胶或二氧化硅。换句话说,短语“基本上不含二氧化 硅”不排除二氧化硅的非实质性使用(例如在制造方法过程中不可避 免地引入到组合物中的那些)。
二烯或非二烯聚合物可以具有一些几何异构体。异构体的顺式含 量(比)可能影响性能。顺式含量可以按照JIS 6230或ISO 4650通 过IR光谱学测定。
顺式含量的程度取决于聚合物的种类。例如,在聚异戊二烯的情 况下,“低顺式”二烯聚合物可以具有约90%-约95%的顺式含量,更 典型地具有约90%-约94%的顺式含量,和更进一步典型地具有约90%- 约92%的顺式含量;和“高顺式”二烯聚合物可以具有大于约95%的顺 式含量,典型地具有约95%-约99%的顺式含量,和更典型地具有约96%-约99%的顺式含量。
在聚丁二烯橡胶(BR)的情况下,“低顺式”橡胶可以具有约 20%-约40%的顺式含量;“高顺式”橡胶可以具有约94%-约98%的顺 式含量;和“中等顺式”橡胶可以具有中间的顺式含量。
高顺式二烯聚合物可以包括但不限于LHIR-80(由Moaming Luhua制造的钕催化的高顺式聚异戊二烯橡胶;Mw:约1800-2100 kg/mol;顺式含量:约96-97%),LHIR-90(由Moaming Luhua制造 的钕催化的高顺式聚异戊二烯橡胶;在23℃的折射率:1.519), NipolIR2200(由ZEON制造的非钕催化的、齐格勒-纳塔催化的高顺 式聚异戊二烯橡胶;Mw:约1700kg/mol;顺式含量:约98.5%;门 尼粘度:82;在23℃的折射率:1.519),和NipolIR2200L(由 ZEON制造的非钕催化的、齐格勒-纳塔催化的高顺式聚异戊二烯橡胶; 门尼粘度:72)。
低顺式或中等顺式二烯聚合物可以包括例如Cariflex IR0307和 CariflexIR0310(由Kraton Polymers制造的锂催化的聚异戊二烯; 顺式含量:约87%-约91%;在23℃的折射率:1.519),Solprene 255和Asaprene 755A(由Asahi Kasei制造的苯乙烯属弹性体), Diene 35NR,Diene 35RNF,Diene 55RNF,Diene 35NF,Diene 55NF, 和Diene 51(由Firestone Polymers制造的中等顺式聚丁二烯;顺 式含量:约40%;门尼粘度:约35-约55),和Nipol BR1241S和 Nipol BR1242S(由ZEON制造的低顺式1,4-聚丁二烯;门尼粘度:约35-约55)。
1,2-聚丁二烯可以包括但不限于JSR RB805,JSR RB810,JSR RB820,JSR RB830,和JSR RB840(由JSR制造的低结晶性间同1,2- 聚丁二烯基热塑性弹性体;1,2-键合含量:约90%-约96%)。在23℃ 的折射率如下:JSR RB810:约1.513,JSR RB820:约1.515,JSRRB830:约1.517。
所述聚合物可以优选具有低可结晶性以得到合适的挠性。在聚丁 二烯嵌段共聚物的情况下,1,2-加成的比例可以优选为约30%或更大, 以避免在氢化后的结晶,特别是避免太大的低温硬度。
上述聚合物可以通过使用本领域中已知有用的任何常规的惰性烃 溶剂制备。合适的溶剂可以包括例如直链或支链烃如戊烷,己烷,庚 烷,辛烷,和它们的烷基取代的衍生物;脂环族烃如环戊烷,环己烯, 环庚烷,和它们的烷基取代的衍生物;芳族烃例如苯,萘,甲苯,二 甲苯,和它们的烷基取代的衍生物;和氢化的芳族烃如四氢萘和十氢 萘。
除非另外指明,术语“聚合物”还可以包括改性的聚合物,其末 端被改性剂改性。所述改性剂可以包括例如具有一个或多个选自氨基、 酰胺、烷氧基甲硅烷基、异氰酸酯、亚氨基、咪唑、脲、醚、羰基、 羧基、羟基、腈和吡啶基团的官能团的化合物。所述改性剂可以包括 但不限于3-(N,N-二甲基氨基)丙基三甲氧基硅烷,3-(N,N-二乙基 氨基)三甲氧基硅烷,3-(N,N-二甲基氨基)丙基三乙氧基硅烷,3- (N,N-二乙基氨基丙基)三乙氧基硅烷,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基 硅烷,2-(4-吡啶基乙基)三乙氧基硅烷,N-(3-三乙氧基甲硅烷基 丙基)-4,5-二氢咪唑,和四氯化硅。
可以被包含在本发明实施方案的组合物中的钕催化的聚异戊二烯组分
按照一个实施方案,所述组合物可以包括钕催化的异戊二烯橡胶 组分,即通过使用含钕催化剂制备的异戊二烯橡胶。所述含钕催化剂 可以包括但不限于金属钕以及钕的羧酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、醇盐 和二酮络合物。可以以例如在烃溶剂中的溶液的形式使用所述含钕催 化剂。
钕的羧酸盐可以包括但不限于含有具有键合到三价钕的羧酸根残 基的结构的化合物。所述羧酸根可以优选是饱和的或不饱和的羧酸根, 具有C1-C20直链或支链的烷基或链烯基。所述羧酸根可以包括但不限 于2-乙基己酸、新癸酸、环烷酸、油酸、硬脂酸和苯甲酸。
钕的磷酸盐和亚磷酸盐可以包括但不限于[双(2-乙基己基)磷酸] 钕,[双(1-甲基庚基)磷酸]钕,[单-2-乙基己基膦酸]钕,[双 (2-乙基己基)次膦酸]钕,[双(1-甲基庚基)次膦酸]钕,和[(2- 乙基己基)(对壬基苯基)次膦酸]钕。
钕的醇盐可以具有有键合到三价钕的烃氧基的结构。所述烃氧基 可以优选是C1-C20烃氧基,并且可以例如具有饱和或不饱和的直链、 支链或环状骨架。所述烃氧基可以包括但不限于2-乙基己基氧基,油 基氧基,苄基氧基,十八烷基氧基,和苯氧基。
钕的β-二酮络合物当然含有β-二酮络合物部分,例如乙酰丙酮络 合物,乙基乙酰丙酮络合物,苯甲酰基丙酮络合物,丙腈丙酮络合物, 和戊酰丙酮络合物。
本发明人已经发现,通过使用含钕催化剂制备的聚合物在碳链上 具有非常少的支链。这一特征还涉及这一事实,即所述聚合物具有小 的湿凝胶含量,如下文所述。
在现有技术中,常规的高顺式异戊二烯橡胶通过使用齐格勒-纳塔 催化剂制备。然而,齐格勒-纳塔催化剂不溶于溶剂,并且以固体颗粒 的形式分散在反应液体中。所述分散的催化剂颗粒被认为在它们的表 面上具有一些活性点。所述活性点是钛原子的反应位点。异戊二烯单 体的聚合反应可以在所述活性点上进行。就这一点而言,所述聚合反 应在平面中进行,并且所得到的聚合物将具有许多支链,一些支链还 可以形成网络。具有许多支链的聚合物导致增加量的凝胶含量。这样 的高度支化的聚合物链容易缠绕到催化剂分子上,并且所得到的聚合 物凝胶将在其中含有催化剂残余物(金属残余物)。在所述凝胶中的 残余物不能通过洗涤所述聚合物来充分地除去。(另一方面,一些失 活的催化剂将保留在所述溶剂中,并且可以被容易地洗掉。)
然而,本发明人已经惊讶地发现,通过使用含钕催化剂制备的聚 合物具有非常少的支链。含钕催化剂上的详细的反应机制在学术上还 没有被澄清;但是不希望被任何理论束缚,本发明人认为这样的低支 化的聚合物链很难包围催化剂分子。据信催化剂残余物能够被容易地 洗掉,如果在整理阶段所述聚合物被充分洗涤的话。换句话说,所述 催化剂残余物不被捕获在所述聚合物中,并且然后残余物的量可以通 过增加洗涤阶段或者优化洗涤条件来降低。
另外,具有大量凝胶含量的聚合物通常不耐摩擦,并且具有差的 机械性能。在这一点上,本发明的钕催化的聚异戊二烯优于所述常规 的聚合物。
在一个实施方案中,所述钕催化的聚异戊二烯可以优选是高顺式 的,并且可以具有95%或更大,优选95-99%,更优选96-99%的顺式含 量。高顺式聚异戊二烯在工业上是优选的,因为它们具有优异的耐热 性,并且它们的制造成本是相对低的。但是在另一个实施方案中,本 发明组合物可以包括低或中等顺式钕催化的聚异戊二烯。
请注意,所述通过不使用钕催化剂制备的常规的高顺式聚异戊二 烯具有某些缺点,即它们通常倾向于具有应变诱导的结晶且因此具有 差的透明性。但是本发明人已经惊讶地发现,钕催化的聚异戊二烯即 使是高顺式的也显示慢的结晶速率,并且具有好的透明性。本发明人 已经在该发现的基础上构思和完成本发明。
可以被包含在本发明实施方案的组合物中的橡胶聚合物组分
按照一个实施方案,所述组合物可以包括橡胶聚合物组分如丁二 烯橡胶(BR)、1,2-聚丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。这 些橡胶具有类似的性能,并且如果它们与聚异戊二烯橡胶混合可以被 合适地软化而显示合适的性能。在一个实施方案中,所述橡胶聚合物 可以优选是间同1,2-聚丁二烯或低顺式BR。特别地,具有间同结构的 那些是优选的,因为所述结构可以有助于耐热性。
在另一个实施方案中,所述橡胶聚合物可以是除上述橡胶外的二 烯聚合物,但是所得到的组合物可能不具有合适的性能。例如,使用 EPDM可能导致有问题的相分离,如果EPDM的比例大的话,因为EPDM 具有与聚异戊二烯相当不同的折射率和与聚异戊二烯差的共混能力。 另外,天然橡胶原本是有色的且对透明性可能是有害的。
不希望受任何理论束缚,本发明人认为钕催化的聚异戊二烯和上 述优选的橡胶聚合物的混合物可以抑制钕催化的聚异戊二烯的结晶速 率,而如上所述钕催化的聚异戊二烯的结晶速率原本是慢的。所得到 的组合物因此能够令人惊讶地降低雾度。
交联剂
通过用交联剂或硫化剂交联所述至少两种烯烃聚合物的混合物, 可以优选将本发明的组合物制成最终产物。所述交联剂或硫化剂可以 包括例如硫、含硫化合物、自由基交联剂和过氧化物。
自由基交联剂可以包括但不限于乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA), 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,异氰脲酸三烯丙酯,氰脲酸三烯丙酯,二 甘醇二丙烯酸酯,和新戊二醇二丙烯酸酯。
过氧化物可以包括但不限于选自下组的一种或多种:2,5-二甲基- 2,5-二(叔丁基过氧)己烷,二枯基过氧化物,过氧化苯甲酰,1,1- 二(叔丁基过氧)-3,5,5-三甲基环己烷,二异丁酰过氧化物,过氧新 癸酸枯基酯,过氧二碳酸二正丙酯,过氧二碳酸二异丙酯,过氧二碳 酸二仲丁酯,过氧新癸酸1,1,3,3-四甲基丁基酯,过氧二碳酸二(4- 叔丁基环己基)酯,过氧二碳酸二(2-乙基己基)酯,过氧新癸酸叔 己酯,过氧新癸酸叔丁酯,过氧新庚酸叔丁酯,过氧新戊酸叔己酯, 过氧新戊酸叔丁酯,二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物,二月桂酰 基过氧化物,过氧-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁基酯,二琥珀酸过 氧化物,2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷,过氧-2-乙 基己酸叔己酯,二(4-甲基-苯甲酰基)过氧化物,过氧-2-乙基己酸 叔丁酯,二(3-甲基-苯甲酰基)过氧化物,苯甲酰基(3-甲基-苯甲 酰基)过氧化物,二苯甲酰基过氧化物,1,1-二(叔丁基过氧)-2-甲 基-环己烷,1,1-二(叔己基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,1,1-二 (叔己基过氧)环己烷,1,1-二(叔丁基过氧)环己烷,2,2-二 (4,4-二(叔丁基过氧)环己基)丙烷,过氧异丙基单碳酸叔己酯, 过氧马来酸叔丁酯,过氧-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯,过氧月桂酸叔丁 酯,过氧异丙基单碳酸叔丁酯,过氧-2-乙基己基单碳酸叔丁酯,过氧 苯甲酸叔己酯,2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧)己烷,过氧乙酸 叔丁酯,2,2-二(叔丁基过氧)丁烷,过氧苯甲酸叔丁酯,4,4-二 (叔丁基过氧)戊酸正丁酯,二(2-叔丁基过氧异丙基)苯,二叔己 基过氧化物,叔丁基枯基过氧化物,二叔丁基过氧化物,萜氢过氧化 物,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3,二异丙基苯氢过氧化 物,1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物,枯烯氢过氧化物,和叔丁基氢 过氧化物。
例如可以通过以相对于100质量份烯烃聚合物组分计0.1-10质量 份,优选0.2-8.0质量份,更优选0.5-6.0质量份的量添加上述交联 剂中的一种或多种来制备本发明实施方案的组合物。在本发明的另一 个实施方案中,可以以另外的量添加所述交联剂。
在制备本发明实施方案的组合物的方法中,考虑在所得到的产物 中的低污染性,所述交联剂可以优选是过氧化物。更优选地,所述过 氧化物可以是但不限于PERHEXA(R)25B,PERHEXA(R)25B-40,或 PERHEXA(R)25B-40MB(由NOF Corporation制造的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷),以便抑制恶臭和残余物含量。
附加组分
本发明实施方案的组合物可以进一步包括附加组分或添加剂,只 要所述组分不严重地损害透明性。所述附加组分可以包括但不限于着 色剂,改性剂,修饰剂(例如月桂酸),抗氧剂(例如单酚,双酚, 多酚,硫,磷基化合物如由BASF制造的Irganox 1010,Irganox 1726,Irgafos 168,和Irganox PS800),还原剂,氧清除剂,光稳 定剂,抗酸剂,pH稳定剂,表面处理剂,热稳定剂,着色剂,填料 (例如滑石,碳酸钙,和炭黑),表面活性剂,胶凝剂,杀生物剂, UV吸收剂(例如水杨酸,二苯甲酮,苯并三唑,氰基丙烯酸酯,和受 阻胺),隔离剂(例如聚烯烃如聚乙烯,二氧化硅,滑石,碳酸钙 粉),阻燃剂,和多磷酸。
可以使用着色剂,使得所述组合物具有透明的或半透明的色调, 例如透明蓝、透明红和透明绿。所述着色剂可以包括本领域中使用的 任何常规的着色剂,例如有色颜料、体质颜料、抗腐蚀颜料和功能颜 料(例如酞菁绿、钛、铁蓝、氧化铁、一元化二铅和硫化锌)。
本发明实施方案的组合物可以包括例如约0.10-约10.0质量份的 所述附加组分,优选约0.20-约5.00质量份的所述附加组分,和更优 选约0.25-约2.00质量份的所述附加组分,相对于100质量份的所述 烯烃聚合物。在本发明的另一个实施方案中,所述附加组分可以以另 外的量添加。
透明组合物
考虑足够的透明性,本发明实施方案的透明组合物可以优选具有 小于约20%的雾度,优选约18%的雾度,更优选约15%或更小的雾度, 更进一步优选约10%或更小的雾度。如果雾度为约20%或更大,所述组 合物的透明性将太低而不能满足市场的实际和美学需要。
按照一个实施方案,考虑足够的机械性能,透明组合物可以具有 约0.5MPa或更大,更优选约1.0MPa或更大,更优选约2.0MPa或 更大的模量。如果模量太低(例如在M100小于约0.5MPa的情况下), 所述组合物可能不具有足够的机械性能。
按照一个实施方案,所述组合物可以具有约30或更大,优选约 30-70,更优选约40-70,和更进一步优选50-70的A型硬度计硬度。 在本发明组合物被引入将在严苛环境下使用的产品如鞋类(例如鞋底) 和橡胶轮胎的情况下,所述A型硬度计硬度可以优选为大约60-70。 本发明组合物可以优选具有这样的在30秒测量的A型硬度计硬度,其 是在0秒测量的A型硬度计硬度的约80%或更大,优选是在0秒测量 的A型硬度计硬度的约90%或更大,更优选是在0秒测量的A型硬度 计硬度的约95%或更大。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以具有约1.5MPa或更大, 优选约2.0MPa-15MPa,更优选约3.0MPa-15MPa,仍更优选约5.0 MPa-15MPa的断裂拉伸(Tb)。如果Tb太低(例如小于约1.5 MPa),所述组合物可能是太脆的而不耐外力。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以具有约150%或更大,优 选约200%或更大,更优选约250%或更大,仍更优选约300%或更大的 断裂伸长率(Eb)。如果Eb太低(例如小于约150%),所述橡胶组 合物可能不具有足够的弹性。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以具有约10N/mm或更大, 优选约10N/mm-50N/mm,更优选约20N/mm-50N/mm的撕裂强度,使用 2mm厚样品片材按照JIS K6252测量。如果撕裂强度太低(例如小于 约10N/mm),所述组合物可能不具有足够的耐久性。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以优选具有低金属痕量含 量如Fe、Li、Al、Nd和Ti,特别是在所述产品直接接触身体(例如 医疗用途)的情况下。例如,一个实施方案的组合物可以通过使用钕 催化的聚异戊二烯制备,所述钕催化的聚异戊二烯的每种金属元素 (例如Fe,Li,Al,Nd,或Ti)的含量为约10000ppm或更小,优选 约1000ppm或更小,更优选约100ppm或更小,仍更优选约10ppm或 更小,以金属原子计。如果所述组合物含有太多的金属,在环境标准 和/或健康标准下,产品在工业或商业上可能是不合适的。例如,如果 Fe(铁)的量太高,所得到的组合物可能是褐色或暗褐色的,并且具 有差的透明性。
在一个实施方案中,本发明组合物可以包括第二烯烃聚合物,使 得本发明组合物中所述钕催化的异戊二烯橡胶(IR)组分和橡胶聚合 物组分的折射率间差值的绝对值可以为约0.100或更小,优选约 0.050或更小,更优选约0.020或更小,仍更优选约0.010或更小,约0.005或更小,约0.002或更小,或约0.001或更小。
在一个实施方案中,本发明组合物可以包括钕催化的异戊二烯橡 胶(IR)成分和选自丁二烯橡胶(BR)、1,2-聚丁二烯橡胶和苯乙烯 丁二烯橡胶(SBR)的橡胶成分二者。在所述实施方案的一个方面,所 述钕催化的异戊二烯橡胶成分的量可以为约5-95质量份,优选约10- 95质量份,更优选约25-95质量份,和仍更优选约30-90质量份,前 提是所述钕催化的异戊二烯橡胶成分和所述橡胶聚合物成分的总量是 100质量份。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以基本上不含作为软化剂 的油,以避免油渗出。
在一个实施方案中,本发明的组合物可以具有约88%或更大,优 选约89%或更大,更优选约90%或更大,仍更优选约91%或更大的总透 光率,按照JIS K7361-1测量。如果总透光率小于约88%,所述组合 物将不具有足够的透明性。
制造程序
在一个实施方案中,所述组合物可以通过包括以下步骤的方法制 备:提供在23℃具有约1.500-1.525范围内的折射率的钕催化的异戊 二烯橡胶聚合物;提供选自丁二烯橡胶、1,2-聚丁二烯橡胶和苯乙烯 丁二烯橡胶的橡胶聚合物,其中所述橡胶聚合物在23℃具有约 1.500-1.525范围内的折射率;混合所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合 物和所述橡胶聚合物,使得所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物的量为 约5-95质量份,前提是所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物和所述橡胶 聚合物的总量是100质量份,以得到它们的混合物;向所述混合物中 添加交联剂;和均匀捏和所述混合物。
本发明实施方案的组合物可以被用在可以利用其高透明性的任何 工业领域。所述工业用途可以包括但不限于鞋类产品,轮胎,衣服, 面具,医用面具,护目镜,医用护目镜,医用充气帐篷,雨具,玩具, 阻尼材料,建筑物组件,用于电线的涂料材料,包装材料,用于计算 机的保护元件,计算机外围设备,避孕器具,性玩具,人造乳头,纸 尿裤,文具,容器,食品托盘,运动用球,球椅,和保护膜。
本发明实施方案的组合物可以被用于制造鞋类产品,例如鞋底、 鞋头、装饰物、鞋舌和其它不能通过常规技术生产的、具有高透明性 和强度的部件。本发明组合物还可以被用于制备全透明的鞋。上述鞋 类可以具有实用性和美学设计,并且将是商业上有价值的。与其它用 途一样,基本上不含油的性质可以避免油渗出和损害其它部件的问题。 这在本领域是很有优势的。
本发明实施方案的组合物可以被用于制备具有强度和透明性的美 的橡胶轮胎。例如,所述轮胎可以是用于自行车或汽车的时髦的轮胎。 也可以以类似的方式制备橡胶管。
本发明实施方案的组合物也可以被用于制造衣服和内衣,雨具, 面具如用于防护花粉热的面具,或护目镜如用于焊接的防护眼镜、用 于脚踏车骑行或游泳的护目镜和用于化学实验的保护性护目镜,使得 所述产品可以在其中具有高度韧性和透明的部件。所述产品可以是实 践中有用的以通过它们看,并且可以具有美学设计和长寿命。
在医疗用途领域,由于所述低的金属含量量,本发明实施方案的 组合物还可以提供符合环境标准的医用面具、医用护目镜或医用充气 帐篷。
本发明实施方案的组合物还可以被用于制备具有优异美学透明性 以及显示高耐久性或阻尼性能的阻尼材料或建筑材料。
本发明实施方案的组合物还可以被用于制备电线用涂料材料或包 装材料,使得人们可以容易地通过所述具有高绝缘品质的材料看见内 部。
本发明实施方案的组合物还可以被用于制造玩具如塑料模型、小 尺寸生产模型套件和印模压铸玩具车,人造乳头,或纸尿裤。所述产 品可以是至少部分透明的,并且即使幼儿将其放入口中也是安全的。
本发明实施方案的组合物还可以代替聚硅氧烷树脂用于制造避孕 器具(例如避孕套和子宫帽),性玩具(例如真人大小的玩偶和假阳 具),计算机用保护件(例如用于智能手机的套),计算机外围设备 (例如键盘和鼠标),容器,食品托盘,运动用球,和球椅。所述产 品可以是部分或完全透明的以满足设计要求,并且仍然具有与传统产 品一样的可用性。所述产品可以防止油渗出的问题,并且即使所述产 品接触人体在健康方面也是安全的,并具有好的耐久性。
请注意,上述应用仅是本发明实施方案的实例,本发明的实施方 案不应局限于那些应用。
实施例
现在将结合以下工作实施例、对比实施例和参照实施例进一步举 例说明本发明的实施方案,然而本发明的范围不限于这些实施方案。
实施例1
第一步骤:通过5英寸开放辊(由Yasuda Seiki制造,辊温度: 70℃,旋转速度比:1:1.25)压制一块(50克(g))高顺式聚异戊 二烯橡胶(由Moaming Luhua制造的LHIR-80)。
第二步骤:将所述辊的温度提高到100℃。将50克1,2-聚丁二烯 (由JSR制造的RB-820;结晶度:25%)悬挂在所述辊上,并且然后 压制和缠绕在所述辊上。
第三步骤:将所述压制过的聚异戊二烯橡胶(得自步骤1)和 0.25克月桂酸同时添加到被所述1,2-聚丁二烯缠绕的所述辊中,和然 后均匀捏和所述材料。
第四步骤:将均匀捏和过的橡胶从所述辊上取出,和然后将所述 辊的温度冷却到70℃。
第五步骤:将在步骤4中取出的橡胶再次缠绕在处于70℃的所述 辊上。然后,向所述橡胶中添加作为交联剂的0.5克2,5-二甲基- 2,5-二(叔丁基过氧)己烷(由NOFCorporation制造的PERHEXA(R) 25B)。将所述混合物均匀捏和。
第六步骤:将捏和过的橡胶从所述辊上切下成为具有3mm-4mm厚 度的片材。将所述片材在室温老化一天一夜。
第七步骤:将所述老化过的橡胶通过36-吨两阶段加热和冷却压 机(由KANSAIROLL Co.,Ltd.制造)在160℃的温度和15MPa的压 力下固化或硫化6分钟,以得到橡胶组合物实施例1。
使所得到的橡胶组合物经历测试程序以在室温(RT)测量雾度、 TT、Hs、Tb(拉伸)、模量、Eb(伸长率)和撕裂强度。然后将所述 组合物放入70℃的烘箱,并进一步在24、48和72小时测量性能。雾 度和TT使用2mm厚样品片材测量。
另外的注释:在步骤4中,从所述辊中取出所述橡胶应避免下述 三个问题。
首先,如果橡胶留在所述辊上,冷却时间对于捏和所述橡胶来说 太长,并且那么所述橡胶的太多的分子链将被切割和性能将恶化。
其次,如果所述辊因橡胶遗留在其上面而停止,重新启动所述辊 将被具有较高粘度的冷却橡胶妨碍,并且然后太大的力可能被危险地 施加于所述辊。
最后,如果在冷却步骤所述辊仍被所述橡胶缠绕,所述橡胶将起 热绝缘体的作用,并且将需要长的时间来冷却。
在以下表格中列出了实施例1以及其它实施例的配方和性能。
实施例2
实施例2的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除了在 步骤1使用70克LHIR-80,在步骤2使用30克RB-820,和在步骤7 硫化时间为9分钟。
实施例3
实施例3的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除了在 步骤1使用90克LHIR-80,在步骤2使用10克RB-810(由JSR制造; 结晶度:18%)代替RB-820,在步骤5使用0.8克PERHEXA(R)25B, 和在步骤7硫化时间为10分钟。
实施例4
实施例4的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除了在 步骤1使用30克LHIR-80,和在步骤2使用70克RB-820。实施例 4-8的性能仅在室温测定。
实施例5
实施例5的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除了在 步骤2使用50克RB-830(由JSR制造;结晶度:29%)代替RB-820。
实施例6
实施例6的橡胶组合物通过与实施例5相同的方法制备,除了在 步骤1使用70克LHIR-80,在步骤2使用30克RB-830,和在步骤7 硫化时间为8分钟。
实施例7
实施例7的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除了在 步骤2使用50克Diene NF35NR(由Firestone Polymers制备的低顺 式丁二烯橡胶;无定形的)代替RB-820,和在步骤5使用0.8克 PERHEXA(R)25B。
实施例8
实施例8的橡胶组合物通过与实施例7相同的方法制备,除了在 步骤1使用70克LHIR-80,在步骤2使用30克Diene NF35NR,和在 步骤7硫化时间为8分钟。
对比实施例
对比实施例c1
对比实施例c1的橡胶组合物通过与实施例1相同的方法制备,除 了在步骤1使用50克Nipol IR2200(由ZEON制造的齐格勒-纳塔催 化的高顺式聚异戊二烯)代替LHIR-80。
对比实施例c2
对比实施例c2的橡胶组合物通过与实施例2相同的方法制备,除 了在步骤1使用70克Nipol IR2200代替LHIR-80。
对比实施例c3
对比实施例c3的橡胶组合物通过与实施例3相同的方法制备,除 了在步骤1使用90克Nipol IR2200代替LHIR-80。
对比实施例c4
对比实施例c4的橡胶组合物通过与实施例2相同的方法制备,除 了在步骤2使用30克EPT3091(由Mitsui Chemical制造的EPDM橡 胶),在步骤5使用0.8克PERHEXA(R)25B,和在步骤7硫化温度 为180℃和硫化时间为6分钟。
对比实施例c5
对比实施例c5的橡胶组合物通过与对比实施例c4相同的方法制 备,除了在步骤1使用90克LHIR-80和在步骤2使用10克EPT3091。
对比实施例c6
对比实施例c6的橡胶组合物通过与实施例2相同的方法制备,除 了在步骤1使用70克Cariflex IR0307(由Kraton Polymers制造的 锂催化的低顺式异戊二烯橡胶)代替LHIR-80,在步骤2使用30克 EPT3091,在步骤5使用0.8克PERHEXA(R)25B,和在步骤7硫化温度为180℃和硫化时间为6分钟。
对比实施例c7
对比实施例c7的橡胶组合物通过与对比实施例c6相同的方法制 备,除了在步骤1使用90克Cariflex IR0307和在步骤2使用10克 EPT3091。
对比实施例c8-c13
它们被作为单组分聚合物组合物提供。对比实施例c8和c9由钕 催化的高顺式聚异戊二烯橡胶(由Moaming Luhua制造的LHIR-80) 组成。对比实施例c10和c11由锂催化的低顺式聚异戊二烯橡胶(由 Kraton Polymers制造的Cariflex IR0307)组成。对比实施例c12 和c13由非钕催化的高顺式聚异戊二烯(由ZEON制造的Nipol IR2200)组成。
归纳来说,使用100克的各种橡胶组分;并且仅在对比实施例c9、 c11和c13中添加0.5克的Irganox 1726。方法与实施例1相同,除 了省略步骤2,在步骤5使用0.8克的PERHEXA(R)25B,和在步骤7 硫化时间为10分钟。
特别地,在70℃加热72小时后对比实施例c10和c11因加热而 降解。雾度和TT不能被测量。
参照实施例r1-r8
按照PCT/JP2014/051659(其由本申请人提交并且在本申请的申 请日之前还没有被公布)的公开内容制备参照实施例r1-r8。参照实 施例的新型橡胶组合物由锂催化的低顺式聚异戊二烯橡胶(由Kraton Polymers制造的Cariflex IR0307)制备。对所述参照实施例进行相 同的性能测试,如以下表格中所示。制造步骤1-7与本发明实施例几 乎相同(细节如原料参见以下表格)。请注意,在这里记载这些参照 实施例仅是为了参考。
实施例1-8、对比实施例c1-c13和参照实施例r1-r8的结果被显 示在以下表格中。
表1
表2
表4
表5
所述工作实施例显示了优异性能如雾度和A型硬度计硬度的组合。 相反,所述对比实施例在一些性能方面具有缺点。
特别地,对比实施例c1-c3具有差的雾度和TT,并且不能显示希 望的透明性,尽管它们使用高顺式聚异戊二烯Nipol IR2200。该事实 清楚地支持由所述钕催化的异戊二烯得到的所述令人惊讶的效果。
对比实施例c4-c7是完全不透明的。EPT3091本身是纯的硫化的 EPDM橡胶并具有一定的透明性(雾度:14%,TT:88%,在23℃的折 射率:1.48),但是EPT3091和其它材料的混合物变得不透明。该事 实是由于EPT3091的折射率和聚异戊二烯的折射率(约1.52)间的差 以及EPT3091和聚异戊二烯的差的可共混性。人们不能通过使用EPDM 来获得希望的透明性,并且按照本发明实施方案的组合物优于所述对 比实施例。
对比实施例c8-c13在硬度等方面显示差的结果,即使它们在某种 程度上具有好的雾度或TT。该事实表明,按照本发明实施方案的共混 组合物显示了不能由传统的单组分聚合物获得的有利效果。
实施例8:金属含量的测量
对在实施例1-7中使用的所述钕催化的高顺式聚异戊二烯LHIR- 80进行痕量金属元素的测量。所述测量在the Intertek Polychemlab(Geleen,荷兰)通过ICP/OES进行。检测下限为8ppm。
LHIR-80的结果如下:
Al:425ppm
Nd:690ppm
Fe:无(超出检测限)
Ti:无
Li:无
实施例9:湿凝胶指数的测量
测量LHIR-80(在实施例1-7中使用的钕催化的高顺式聚异戊二 烯;重均分子量Mw:2100kg/mol)的凝胶含量(湿凝胶指数)。按 照BMS P 35-88中定义的方法,将所述目标橡胶溶解在甲苯中,并且 过滤未溶解的凝胶颗粒。将所述过滤的凝胶颗粒分类为0-9级(“0”: 无凝胶含量;“9”:大量的凝胶含量)。将凝胶颗粒的大小也分类成 “A”(较大)或“B”(较小)。
LHIR-80的样品具有“2B”-“3B”的湿凝胶含量。该事实清楚地 支持钕催化的聚异戊二烯中特别低的湿凝胶含量。
作为一个对比例,对Nipol 2200(由ZEON制造的齐格勒-纳塔催 化的高顺式聚异戊二烯)进行相同的湿凝胶含量测量。Nipol 2200具 有“2A”的湿凝胶含量。该结果表明,Nipol 2200具有比钕催化的聚 异戊二烯多的凝胶含量。

Claims (15)

1.透明的、交联的橡胶组合物,其包含:
钕催化的异戊二烯橡胶组分;和
选自下组的橡胶聚合物组分:丁二烯橡胶,1,2-聚丁二烯橡胶,和苯乙烯丁二烯橡胶,
其中所述钕催化的异戊二烯橡胶的量为5-95质量份,前提是所述钕催化的异戊二烯橡胶和所述橡胶聚合物组分的总量是100质量份,
其中所述组合物基本上不含二氧化硅,
其中所述钕催化的异戊二烯橡胶的顺式含量为95%或更大,
其中在2mm厚片材上按照JIS K7136测量,所述组合物具有小于20%的雾度,
其中所述组合物具有30或更大的0秒时A型硬度计硬度,按照JIS K6253测量,和
其中所述钕催化的异戊二烯橡胶组分包括10,000ppm或更小的铁,以金属铁计,和/或包括10,000ppm或更小的锂,以金属锂计。
2.权利要求1所述的组合物,其中所述钕催化的异戊二烯橡胶和所述橡胶聚合物组分的折射率间的差值的绝对值为0.100或更小。
3.权利要求1或2所述的组合物,其中所述钕催化的异戊二烯橡胶的顺式含量为95%至99%。
4.权利要求1或2所述的组合物,其中所述橡胶聚合物组分包括低顺式聚丁二烯橡胶。
5.权利要求1或2所述的组合物,其中所述橡胶聚合物组分包括间同1,2-聚丁二烯橡胶。
6.权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物基本上不含作为软化剂的油。
7.权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物的30秒时A型硬度计硬度是所述0秒时A型硬度计硬度的80%或更大,按照JIS K6253测量。
8.权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物具有10N/mm或更大的撕裂强度,在2mm片材上按照JIS K6252测定。
9.权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物具有88%或更大的总透光率,按照JISK7361-1测量。
10.权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物具有小于20%的雾度,在于70℃加热72小时的2mm厚片材上按照JIS K7136测量。
11.权利要求1或2所述的组合物,其中所述钕催化的异戊二烯橡胶组分包括1,000ppm或更小的铁,以金属铁计,和/或1,000ppm或更小的锂,以金属锂计。
12.制造基本上不含二氧化硅的、透明的、交联的橡胶组合物的方法,该方法包括以下步骤:
提供在23℃具有1.500-1.525范围内的折射率的钕催化的异戊二烯橡胶聚合物,该钕催化的异戊二烯橡胶组分包括10,000ppm或更小的铁,以金属铁计,和/或包括10,000ppm或更小的锂,以金属锂计,并且所述钕催化的异戊二烯橡胶的顺式含量为95%或更大;
提供选自丁二烯橡胶、1,2-聚丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶聚合物,其中所述橡胶聚合物在23℃具有1.500-1.525范围内的折射率;
混合所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物和所述橡胶聚合物,使得所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物的量为5-95质量份,前提是所述钕催化的异戊二烯橡胶聚合物和所述橡胶聚合物的总量是100质量份,以得到它们的混合物;
向所述混合物中添加交联剂;和
均匀捏和所述混合物。
13.权利要求12所述的方法,其中所述交联剂是过氧化物。
14.包含权利要求1-11中任一项所述的组合物或通过权利要求12或13所述的方法制造的组合物的制品。
15.权利要求14所述的制品,其中所述制品选自下组:鞋类、轮胎、衣服、雨具、护目镜、面具、医用充气帐篷、玩具、阻尼材料、建筑材料、电线涂料、包装材料、计算机用保护件、计算机外围设备、避孕器具、人造乳头、纸尿裤、文具、容器、食品托盘、运动用球、球椅和保护膜。
CN201580045546.1A 2014-08-26 2015-08-24 包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组合物及其制造方法 Active CN106573993B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-171655 2014-08-26
JP2014171655A JP6574326B2 (ja) 2014-08-26 2014-08-26 ネオジム触媒イソプレン成分を含んだ、透明かつ強靭かつ耐熱性のあるゴム組成物およびその製造方法
PCT/US2015/046544 WO2016032960A2 (en) 2014-08-26 2015-08-24 Transparent, tough and heatproof rubber composition comprising neodymium-catalyzed isoprene component, and manufacturing process for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106573993A CN106573993A (zh) 2017-04-19
CN106573993B true CN106573993B (zh) 2019-08-06

Family

ID=55400803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580045546.1A Active CN106573993B (zh) 2014-08-26 2015-08-24 包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组合物及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9944776B2 (zh)
JP (1) JP6574326B2 (zh)
KR (1) KR101899268B1 (zh)
CN (1) CN106573993B (zh)
TW (1) TWI652313B (zh)
WO (1) WO2016032960A2 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10662269B2 (en) * 2017-08-31 2020-05-26 Lifestyles Healthcare Pte. Ltd. Ziegler-Natta catalyzed polyisoprene articles
CN108982381A (zh) * 2018-06-22 2018-12-11 沈阳橡胶研究设计院有限公司 一种判定混合橡胶中是否含异戊橡胶的方法
KR20220041760A (ko) * 2020-09-25 2022-04-01 주식회사 엘지화학 네오디뮴 촉매화 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물
WO2023140157A1 (ja) * 2022-01-21 2023-07-27 株式会社ブリヂストン 架橋ゴム組成物、架橋ゴム組成物の製造方法、及びゴム製品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1335335A (zh) * 2000-07-26 2002-02-13 东丽株式会社 橡胶增强的苯乙烯透明树脂组合物及其制备方法
CN1511176A (zh) * 2001-02-15 2004-07-07 Jsr株式会社 充油1,2-聚丁二烯、其制法以及其组合物与成型品

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE27145E (en) 1969-05-20 1971-06-22 Side-chain
JPS5287444A (en) * 1976-01-17 1977-07-21 Showa Rubber Method of afterrtreatment of transparent rubber teats
JPS59122531A (ja) * 1982-12-28 1984-07-16 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 強度の改良されたゴム組成物
JPS63193941A (ja) * 1987-02-05 1988-08-11 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 架橋ゴム組成物
JPH05179063A (ja) * 1991-06-20 1993-07-20 Mitsuharu Nozawa 水中用具用成形材料組成物
US5405815A (en) 1993-06-17 1995-04-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for preparing a catalyst system useful in the synthesis of isoprene-butadiene rubber
JP2003041060A (ja) 2001-07-27 2003-02-13 Jsr Corp 靴底用熱可塑性重合体組成物および靴底材
JP2002327092A (ja) 2001-04-27 2002-11-15 Jsr Corp 架橋重合体組成物およびその成形品
JP2002241540A (ja) 2001-02-15 2002-08-28 Jsr Corp 油展1,2−ポリブタジエンおよびその製造方法
JP2002363344A (ja) 2001-06-07 2002-12-18 Jsr Corp 靴底用架橋性重合体組成物および靴底
US6780948B2 (en) * 2002-03-28 2004-08-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Synthesis of polyisoprene with neodymium catalyst
JP3830415B2 (ja) 2002-04-12 2006-10-04 三井化学株式会社 透明性に優れる架橋ゴム組成物
JP2004307843A (ja) * 2003-03-27 2004-11-04 Jsr Corp 樹脂成形品およびその加工品
JP4909491B2 (ja) 2003-06-12 2012-04-04 旭化成ケミカルズ株式会社 ゴム組成物
JP4314467B2 (ja) 2003-11-06 2009-08-19 Jsr株式会社 熱可塑性エラストマー組成物および成形品
US7091150B2 (en) 2003-12-19 2006-08-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Synthetic polyisoprene rubber
US7288596B2 (en) 2003-12-22 2007-10-30 Univation Technologies, Llc Polyethylene compositions having improved tear properties
US8299177B2 (en) * 2010-01-27 2012-10-30 Kranton Polymers U.S. LLC Compositions containing styrene-isobutylene-styrene and controlled distribution block copolymers
BR112013014478B1 (pt) 2010-12-09 2020-08-04 China Petroleum & Chemical Corporation Catalisador de terras raras de fase homogênea à base de neodímio e processo para preparar um polímero de dieno conjugado
CN103626926B (zh) * 2012-08-21 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 一种聚丁二烯接枝异戊橡胶及其制备方法和硫化胶及混炼胶
CN102924767A (zh) 2012-11-22 2013-02-13 广州市邦尔福鞋材有限公司 透明鞋底及其制作方法
JP6096535B2 (ja) * 2013-02-28 2017-03-15 クレイトン・ポリマーズ・ユー・エス・エル・エル・シー 透明かつ強靭なゴム組成物およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1335335A (zh) * 2000-07-26 2002-02-13 东丽株式会社 橡胶增强的苯乙烯透明树脂组合物及其制备方法
CN1511176A (zh) * 2001-02-15 2004-07-07 Jsr株式会社 充油1,2-聚丁二烯、其制法以及其组合物与成型品

Also Published As

Publication number Publication date
TWI652313B (zh) 2019-03-01
WO2016032960A3 (en) 2016-08-18
JP6574326B2 (ja) 2019-09-11
US20160060437A1 (en) 2016-03-03
TW201613995A (en) 2016-04-16
US9944776B2 (en) 2018-04-17
CN106573993A (zh) 2017-04-19
KR101899268B1 (ko) 2018-09-14
JP2016044284A (ja) 2016-04-04
WO2016032960A2 (en) 2016-03-03
KR20170045299A (ko) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105026482B (zh) 透明且强韧的橡胶组合物及其制造方法
CN106573993B (zh) 包含钕催化的异戊二烯组分的透明的、韧的和抗热的橡胶组合物及其制造方法
KR102404621B1 (ko) 경화성 투명 고무 조성물, 이것으로 제조된 경화된 투명 고무 조성물, 및 이의 제조 방법
JP6280249B2 (ja) 透明かつ強靭なゴム組成物およびその製造方法
JP2018515641A (ja) 低温にて加硫されるように構成されたジエンゴム組成物およびゴム物品の製造方法
CN107531834A (zh) 硫化的透明橡胶制品及其制造方法
RU2676281C2 (ru) Прозрачная, ударновязкая и теплостойкая каучуковая композиция, содержащая катализированный неодимом изопреновый компонент, и способ ее изготовления
CN107531833A (zh) 可硫化的透明橡胶组合物、由其制造的硫化的透明橡胶组合物和制造方法
EP3416796B1 (en) A curable transparent rubber composition, a cured transparent rubber composition made thereof, and manufacturing process for the same
WO2023063188A1 (ja) 架橋ゴム組成物及び架橋ゴム組成物の製造方法
CN105377974B (zh) 橡胶组合物和使用其的充气轮胎
JP3895213B2 (ja) 動架橋ブロック共重合体組成物
JP2023155551A (ja) ゴム組成物、アウトソール、ゴム組成物の製造方法、及び架橋ゴムシートの製造方法
EP4074773A1 (en) Composition and polymer molded article
JP2017038778A (ja) ゴルフボール用ゴム組成物及びそれを用いたゴルフボール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200610

Address after: Shinka ha

Patentee after: Carrefour division Pte Ltd

Address before: Texas in the United States

Patentee before: KRATON POLYMERS U.S. LLC

TR01 Transfer of patent right