CN111836856B - 橡胶共混物、其制品和其制造方法 - Google Patents
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Abstract
这里提供了包括天然橡胶和至少一种基于丙烯的弹性体的橡胶共混物。所述橡胶共混物具有好的抗老化性能以及高光泽。还提供了所述橡胶共混物的制造方法和由所述橡胶共混物制得的制品,例如轮胎。
Description
发明人:Yanan Gong、Saifudin M.Abubakar、Michael B.Rodgers、JamesP.Stokes
相关申请的交叉引用
本发明要求于2018年1月29日提交的USSN62/623,085的优先权和利益,该文献全文通过参考引入本文。
技术领域
本公开内容涉及橡胶共混物,尤其是可以用于汽车、工业和消费者应用的天然橡胶共混物组合物。本公开内容还涉及此类橡胶共混物的制造方法。
背景技术
用于汽车、工业和消费者应用的大多数橡胶组合物要求抗降解剂,例如抗氧化剂,以维持在长期使用过程中产品的性能。例如,暴露到日光和/或空气烘箱中一个时期可能使橡胶制品经历氧化,这可能引起产品破坏,例如裂纹。所使用的典型的抗降解剂包括抗氧化剂,例如蜡和/或二胺,例如N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对亚苯基二胺(6PPD)。据信,二胺(例如6PPD)可以以化学方式并选择性地与臭氧反应以在橡胶共混物中达到抗臭氧或抗氧化性能。另外,归因于蜡的溶解性和活动性特性,它可以从橡胶基质迁移到表面以形成抗臭氧攻击的物理屏障。然而,二胺和蜡可能典型地引起橡胶制品上的外观缺陷,例如橡胶制品的变色和/或低光泽。因此,仍需要具有抗氧化性能以及对于改进的美学的改进光泽的组合的橡胶组合物。
发明内容
已经出人意料地发现,在橡胶共混物中包含较低粘度基于聚丙烯的弹性体可以获得具有好的抗氧化性能以及更高光泽的组合的橡胶。另外,当在橡胶共混物中使用较低粘度聚丙烯代替抗氧化剂组分,例如蜡和/或二胺的至少一部分时,可以达到这样的结果。
因此,本公开内容涉及橡胶共混物,包含:
(i)按大约40-大约60phr(份/100份橡胶)的量存在的天然橡胶;和
(ii)至少一种包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有大约500-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约90℃-大约105℃的熔融温度,和其中所述至少一种基于丙烯的弹性体按大约1-大约3phr的量存在。
在另一个方面中,本公开内容涉及橡胶共混物,包含:
(i)天然橡胶;
(ii)至少一种包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有大约500-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约90℃-大约105℃的熔融温度,和其中所述至少一种基于丙烯的弹性体按大约1-大约3phr的量存在;
(iii)聚丁二烯橡胶;
(iv)炭黑;
(v)环烷油;
(vi)2,2,4-三甲基-1,2-氢化喹啉(hydroquinoline);
(vii)N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对亚苯基二胺;
(viii)热塑性树脂;
(ix)硬脂酸;
(x)氧化锌;
(xi)N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(benzothiazole sulfenamide);
(xii)硫;
(xiii)N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺(N-(cyclohexylthio)phthalimide);和
(xiv)非必要地,蜡。
在另一个方面中,本公开内容涉及成型制品,例如轮胎,包含这里所述的橡胶共混物。
在又一个方面中,本公开内容涉及橡胶共混物的制备方法,包括混合大约40-大约60phr的天然橡胶与大约1-大约3phr的至少一种包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有大约500-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约90℃-大约105℃的熔融温度。
附图简述
本文所述附图仅是对所选实施方案的示例,并不是所有可能的执行方式,并不打算限制本公开内容的范围。
图1a、1b和1c分别示出了对比橡胶共混物A、橡胶共混物1和橡胶共混物2的原子力显微镜(AFM)图像。
图2示出了对比橡胶共混物A和橡胶共混物1-4的剥离强度。
详细描述
I.定义
为了便于理解本发明,下面定义了许多术语和短语。
除非上下文另有明确规定,否则如本公开和权利要求中所用的单数形式"一"和"所述"包括复数形式。
在本文中诸如"A和/或B"的短语中使用的术语"和/或"旨在包括"A和B"、"A或B"、"A"和"B"。
这里所使用的"聚合物"可用来意指均聚物、共聚物、互聚物、三元共聚物等。
在这里使用时,当称聚合物包含单体时,所述单体以单体的聚合形式或单体的衍生物形式存在于聚合物中。
当在这里使用时,当聚合物组合物或共混物据称包含某种百分率wt%的单体时,单体的那种百分率基于聚合物组合物或共混物的所有聚合物组分中单体单元的总量。
本文所使用的"弹性体"或"弹性体组合物"是指依照ASTM D1566定义的任何聚合物或聚合物的组合物(例如聚合物的共混物)。弹性体包括聚合物的混合共混物例如聚合物的熔体混合和/或反应器共混物。该术语可以与术语“橡胶”可互换地使用。
"聚烯烃"是包含至少50wt%的一种或多种烯烃单体的聚合物。优选地,聚烯烃包含至少60wt%,或至少70wt%,或至少80wt%,或至少90wt%,或至少95wt%,或100wt%的一种或多种烯烃单体。
优选地,聚烯烃包含1-烯烃,具有2-20,或2-16,或2-10,或2-8,或2-6的碳数。
II.橡胶共混物
本公开内容涉及包括天然橡胶和至少一种基于丙烯的弹性体的橡胶共混物组合物。令人惊奇地发现,连同天然橡胶一起包含基于丙烯的弹性体可以得到具有好的抗氧化性能和改进的光泽的组合的橡胶共混物。即使当抗氧化剂,例如蜡和二胺不存在和/或以较低量存在时仍可以达到这种光泽改进,并同时维持橡胶共混物的抗氧化性能(或抗老化性能)。
在各种实施方案中,提供了包含天然橡胶和至少一种基于丙烯的弹性体的橡胶共混物。
A.天然橡胶
天然橡胶可以按≥大约20phr,≥大约40phr,≥大约50phr,≥大约60phr,≥大约80phr,≥大约100phr,≥大约150phr,或大约200phr的量存在于这里所提供的橡胶共混物中。在一些方面中,橡胶共混物可以按大约20phr-大约200phr,大约20phr-大约100phr,大约40phr-大约100phr,大约40phr-大约80phr,大约40phr-大约60phr,大约50phr-大约80phr或大约50phr-大约60phr的量包含天然橡胶。
可以使用任何天然橡胶。这里所使用的术语“天然橡胶”是指异戊二烯(甲基丁-1,3-二烯)的聚合物,但是不同于合成聚异戊二烯,后者是金属催化剂反应的产物。天然橡胶是经由异戊烯基焦磷酸酯(isopentenyl pyrophosphate)的酶催化聚合在活体内合成的聚萜烯。异戊烯基焦磷酸酯经由酶橡胶转移酶(enzyme rubber transferase)经历重复缩合而产生顺式聚异戊二烯。结构上,顺式聚异戊二烯是在分子的α末端具有-OH基和在分子的ω末端具有3-4个反式单元的高度立构规整聚合物。天然橡胶的分子量可以为大约100,000-大约1,000,000,且多分散度或分子量分布(MWD:Mw/Mn)可以高达9.0。
各种类型的天然橡胶本领域中已知可以用于这里的橡胶共混物中。适合的天然橡胶包括解聚天然橡胶、接枝甲基丙烯酸甲酯天然橡胶、充油天然橡胶、脱蛋白质天然橡胶、环氧化天然橡胶、热塑性天然橡胶、高级加工天然橡胶、硫化天然橡胶及其它天然橡胶。例如,天然橡胶可以解聚以产生液态、低分子量橡胶,其可以用作反应性增塑剂、加工助剂和/或基础聚合物。分子量可以介于40,000和50,000之间。低分子量橡胶可以在室温下是液体,但是也可以提供在二氧化硅载体上。解聚天然橡胶可以用于陶瓷的柔性模具、磨轮的粘结剂、和密封剂。在一些方面中,它可以进一步要求对于足够抗老化性合适的配混技术。液体天然橡胶可以通过机械研磨、加热和添加一种或多种化学塑解剂的组合制备。
三种等级的具有不同接枝甲基丙烯酸甲酯水平的橡胶可商购(Heveaplus MG 30、40和49)。这些接枝甲基丙烯酸甲酯橡胶通过在凝结之前在胶乳中分别聚合30、40和49份甲基丙烯酸甲酯而制备。这些橡胶可以用于粘合剂,这归因于粘结相异表面的极性甲基丙烯酸酯基和非极性异戊二烯的有效性。此种聚合物可以具有非常高的硬度(国际橡胶硬度标度,IRHD),具有高达大约96的值。当与常规等级的天然橡胶例如RSS2共混时,可以获得具有高刚性的硫化橡胶,但是在典型的加工温度下可以显示大约60-大约80的门尼粘度。
充油天然橡胶(OENR)可以通过数种方法之一制备。一种示例性方法可以包括在凝结之前用油乳液或用干燥的新鲜(field)凝结物使胶乳凝结;Banbury混合所述油和橡胶;并在油盘中浸泡所述橡胶和接着研磨以促进进一步引入和制成片。芳族和环烷油都可以按典型地为大约65phr的加载量使用。当配混时,填料加载量可以高于非充油橡胶中典型存在的那些。橡胶与油的比例和油类型由标码表示:该标码将读取为,例如,对于75%橡胶、25%环烷油材料,OENR 75/25N。
脱蛋白质天然橡胶可以通过用酶处理天然橡胶乳制备,所述酶使天然存在的蛋白质及其它非-橡胶材料分解成水溶性残余物。然后可以从该橡胶洗出残余物而留下具有低水敏性的聚合物。典型地,天然橡胶含有作为蛋白质的大约0.4%氮;脱蛋白质橡胶典型地含有0.07%。脱蛋白质天然橡胶可以用于医用手套和汽车应用、密封件和衬套。脱蛋白质天然橡胶可以具有低蠕变,显示应变关系,并能够实现产物均匀性和稠度的更大控制。
环氧化天然橡胶可以显示改进的耐油性、阻尼和减小的透气性。在一些方面中,环氧化天然橡胶与天然橡胶相比可以具有减小的撕裂强度。至少两个等级的环氧化天然橡胶是可获得的,ENR 25和ENR 50,它们分别是25mol%环氧化和50%环氧化的。环氧基沿着聚合物链无规分布。硬脂酸钙可以用作稳定剂。这些环氧化天然橡胶提供许多优点例如改进的耐油性(ENR 50与聚氯丁二烯相当)、与丁基橡胶相当的低透气性和与PVC的相容性。当与二氧化硅配混时,环氧化天然橡胶具有与炭黑的那些相当的增强性能,而无需使用硅烷偶联剂。
与聚丙烯共混的天然橡胶提供通常称为热塑性天然橡胶材料的材料。其它天然橡胶可以包括两种类型的天然橡胶与一种交联的天然橡胶的混合物或共混物,其可以称为易操作橡胶(Superior Processing Rubber)。易操作橡胶可以如下制备:将硫化胶乳与稀释的新鲜胶乳按根据打算制备的等级(分别含20%、40%和50%交联相的SP 20、SP 40、SP50)的水平共混。两个等级也可商购(PA 57和PA 80),它们具有经添加以进一步促进工厂处理的加工助剂。这两个等级含有80%交联橡胶并显示高刚性与好的流动和加工质量。
硫化天然橡胶(通常称为硬橡胶)可以通过用高水平的硫使天然橡胶硫化而制备。真的硫化天然橡胶(硬橡胶)具有500MPa的杨氏模量和典型地75的肖氏D硬度。术语“假硬橡胶”已经用于描述具有98的肖氏A硬度,或国际橡胶硬度等级(IRHD)或60的肖氏D硬度的橡胶。硬橡胶具有25-50phr的硫含量,并且树脂也可以用来获得所要求的硬度或满足任何所需配混限制条件。硬橡胶材料可以用于,例如,电池箱、衬里、管道阀门、泵和辊子覆盖物,其中要求耐化学品和耐腐蚀性。
在一些方面中,天然橡胶可以选自马来西亚橡胶例如SMR CV、SMR5、SMR 10、SMR20和SMR 50和它们的混合物,其中所述天然橡胶具有30-120,更优选40-65的在100℃(ML 1+4)下的门尼粘度。这里所涉及的门尼粘度试验根据ASTM D-1646。适合的天然橡胶的附加细节由Subramanian描述在橡胶技术(Rubber Technology)179-208(1995)中。
B.基于丙烯的弹性体
基于丙烯的弹性体可以是丙烯衍生的单元和衍生自乙烯或C4-10α-烯烃中至少一种的单元的共聚物。基于丙烯的弹性体可以含有至少大约60wt%丙烯衍生的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的重量。基于丙烯的弹性体可以具有由于相邻的全同立构丙烯单元而受限的结晶度和这里描述的熔点。基于丙烯的弹性体的结晶度和熔点与高度全同立构聚丙烯相比由于在丙烯的插入中错误的导入而减小。基于丙烯的弹性体在立构规整度和共聚单体组成方面一般不含任何显著的分子间不均匀性,此外在分子内组成分布方面也一般不含任何显著的不均匀性。
基于丙烯的弹性体中存在的丙烯衍生的单元的量可以是占所述基于丙烯的弹性体的至少大约60wt%、至少大约65wt%、至少大约70wt%、至少大约75wt%、至少大约80wt%、至少大约84wt%、至少大约85wt%、至少大约88wt%、至少大约90wt%、至少大约92wt%、至少大约94wt%、至少大约96wt%或至少大约98wt%的量。另外或备选地,基于丙烯的弹性体中存在的丙烯衍生的单元的量可以是占所述基于丙烯的弹性体的至多大约98wt%、至多大约96wt%、至多大约94wt%、至多大约92wt%、至多大约90wt%、至多大约88wt%、至多大约85wt%、至多大约84wt%或至多大约80wt%的量。明确公开的范围包括任何上述列举值的组合;例如大约60-大约98wt%、大约70-大约98wt%、大约80-大约98wt%、大约85-大约98wt%、大约90-大约98wt%、大约70-大约96wt%、大约75-大约96wt%、大约80-96wt%、大约85-大约96wt%、大约90-大约96wt%等。
衍生自乙烯或C4-10α-烯烃中至少一种的单元,或共聚单体可以按大约1-大约35wt%、或大约2-大约35wt%、或大约5-大约35wt%、或大约7-大约32wt%、或大约8-大约25wt%、或大约10-大约25wt%、或大约12-大约20wt%、或大约8-大约20wt%、或大约8-大约18wt%、或大约5-大约20wt%、或大约5-大约15wt%、或大约2-大约10wt%、或大约2-大约6.0wt%的量存在,基于所述基于丙烯的弹性体的重量。
在优选的实施方案中,共聚单体是乙烯、1-己烯或1-辛烯。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体包含乙烯衍生的单元或基本上由衍生自丙烯和乙烯的单元组成,即,所述基于丙烯的弹性体不按除典型地作为杂质存在于聚合期间使用的乙烯和/或丙烯原料料流中的量以外的量含有任何其它共聚单体,或不按将显著影响基于丙烯的弹性体的1%正割挠曲模量和/或熔融物质流动速率的量含有任何其它共聚单体,或不含有故意添加到聚合方法中的任何其它共聚单体。在这样的实施方案中,基于丙烯的弹性体可以包含大约2-大约25wt%,或大约5-大约25wt%,或大约10-大约25wt%,或大约6-大约22wt%,或大约12-大约20wt%,或大约7-大约20wt%,或大约5-大约20wt%,或大约5-大约15wt%,或大约8-大约17wt%,或大约9-16wt%,或大约2-大约10wt%或大约2-大约6.0wt%乙烯衍生的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的重量。
基于丙烯的弹性体可以包含多于一种共聚单体。具有多于一种共聚单体的基于丙烯的弹性体的优选的实施方案包括丙烯-乙烯-辛烯、丙烯-乙烯-己烯和丙烯-乙烯-丁烯聚合物。在其中存在多于一种衍生自乙烯或C4-10α-烯烃中至少一种的共聚单体的实施方案中,一种共聚单体的量可以小于基于丙烯的弹性体的大约5wt%,但是基于丙烯的弹性体的共聚单体的总量是大约5wt%或更大。
可以使用13C核磁共振(NMR)通过本领域技术人员熟知的方法测量聚合物的共聚单体含量和序列分布。可以使用本领域技术人员熟知的方法测量具有离散分子量范围的共聚单体含量,包括傅里叶变换红外光谱学(FTIR)连同通过GPC收集的样品,如Wheeler和Willis,Applied Spectroscopy,1993,Vol.47,pp.1128-1130所述那样。对于含有多于75wt%丙烯的丙烯乙烯共聚物,此类聚合物的共聚单体含量(乙烯含量)可以如下测量:均匀薄膜在大约150℃或更高的温度下压制,并安放在Perkin Elmer PE 1760红外光谱仪上。记录样品从600cm-1到4000cm-1的全谱并且可以根据下列公式计算乙烯的单体wt%:乙烯wt%=82.585-111.987X+30.045X2,其中X是在1155cm-1处的峰高度和在722cm-1或732cm-1处的峰高度(按两者中较高者)的比例。对于具有75wt%或更低丙烯含量的丙烯乙烯共聚物,可以使用Wheeler和Willis中描述的程序测量共聚单体(乙烯)含量。参考美国专利号6,525,157,其含有更多关于GPC测量、通过NMR测定乙烯含量和DSC测量的细节。
在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体可以进一步包含二烯。非必要的二烯可以是具有至少两个不饱和键的任何烃结构,其中至少一个不饱和键容易地引入到聚合物中。例如,非必要的二烯可以选自直链无环烯烃,例如1,4-己二烯和1,6-辛二烯;支链无环烯烃,例如5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯和3,7-二甲基-1,7-辛二烯;单环脂环族烯烃,例如1,4-环己二烯、1,5-环辛二烯和1,7-环十二碳二烯;多环脂环族稠合和桥联的环烯烃,例如四氢茚、降冰片二烯、甲基-四氢茚、双环戊二烯、双环(2.2.1)-庚-2,5-二烯,降冰片二烯、烯基降冰片烯、烷叉基降冰片烯,例如乙叉基降冰片烯("ENB"),环烯基降冰片烯和环烷叉基降冰片烯(例如5-亚甲基-2-降冰片烯、5-乙叉基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-异丙叉基-2-降冰片烯、5-(4-环戊烯基)-2-降冰片烯、5-亚环己基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯);和环烯基取代的链烯,例如乙烯基环己烯、烯丙基环己烯、乙烯基环辛烯、4-乙烯基环己烯、烯丙基环癸烯、乙烯基环十二烯和四环(A-11,12)-5,8-十二碳烯。存在于基于丙烯的弹性体中的二烯衍生的单元的量可以从大约15%,大约10%,大约7%,大约5%,大约4.5%,大约3%,大约2.5%或大约1.5%的上限到大约0%,大约0.1%,大约0.2%,大约0.3%,大约0.5%,大约1%的下限,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
基于丙烯的弹性体可以具有至少大约75%,至少大约80%,至少大约82%,至少大约85%或至少大约90%的通过13C NMR测量的三个丙烯单元的三单元组立构规整度。优选地,基于丙烯的弹性体具有大约50-大约99%,或大约60-大约99%,或大约75-大约99%或大约80-大约99%的三单元组立构规整度。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体可以具有大约60-97%的三单元组立构规整度。
基于丙烯的弹性体可以由熔点(Tm)表征,其可以通过差示扫描量热法(DSC)测定。使用这里描述的DSC试验方法,熔点是在样品的熔融温度范围内对应于最大吸热所记录的温度。当观察到单个熔融峰时,该峰被认为是“熔点”。当观察到多个峰(例如,主峰和副峰)时,则熔点被认为是那些峰中的最高峰。应该指出,在通常发现弹性体的低结晶度端,熔点峰可能处于低温且较平坦,这使得难以确定精确的峰位置。在本文中,“峰”从而定义为DSC曲线(热流对温度)的总体斜率(general slope)从正数到负数的改变,从而形成最大值而不会在其中绘制DSC曲线以致吸热反应将显示为具有正峰值的基线中移动。
测定基于丙烯的弹性体的Tm和Hf的DSC程序包括以下。在热压力机中在大约200℃-大约230℃的温度下压制聚合物,并在环境条件下,在空气中悬挂所得的聚合物片材以冷却。用冲模移除大约6-10mg聚合物片材。在室温下将这6-10mg样品退火大约80-100小时。在此阶段结束时,将样品放置于DSC(Perkin Elmer Pyris One Thermal AnalysisSystem)中并冷却到大约-30℃至大约-50℃并在该温度下保持10分钟。以10℃/min加热该样品以达到大约200℃的最终温度。将样品在200℃保持5分钟。然后,进行第二冷却-加热循环。记录来自这两个循环的事件。放热量记录为样品熔融峰下面的面积,其通常存在于大约0℃和大约200℃之间。其以焦耳测量并且是聚合物的Hf的量度。
基于丙烯的弹性体可以具有大约75J/g或更低,或大约70J/g或更低,或大约50J/g或更低,或大约45J/g或更低,或大约35J/g或更低的通过DSC测定的熔化热(“Hf”)。基于丙烯的弹性体可以具有大约0.5J/g,或大约1J/g或大约5J/g的下限Hf。例如,Hf值可以是从1.0,1.5,3.0,4.0,6.0或7.0J/g到30,35,40,50,60,70或75J/g的任何范围。
基于丙烯的弹性体可以具有根据这里描述的DSC程序测定的为全同立构聚丙烯的结晶度的大约2-大约65%,或大约0.5-大约40%,或大约1-大约30%,或大约5-大约35%的百分率结晶度。丙烯的最高阶热能(即,100%结晶度)估算为189J/g。在一些实施方案中,共聚物具有为全同立构聚丙烯的小于40%,或大约0.25-大约25%,或大约0.5-大约22%的结晶度。基于丙烯的弹性体的实施方案可以具有从大约4或大约6的下限到大约8或大约10或大约12的上限的立构规整度指数m/r。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体具有大于0%的,或在具有大约50%或大约25%的上限和大约3%或大约10%的下限的范围内的全同立构规整度指数。
基于丙烯的弹性体可以具有根据ASTM D790测量的至少大约5.0MPa,至少大约10MPa,至少大约20MPa,至少大约30MPa,至少大约40MPa,至少大约50MPa,至少大约60MPa,至少大约70MPa,至少大约80MPa,至少大约90MPa,至少大约100MPa,至少大约125MPa,至少大约150MPa,至少大约175MPa,至少大约200MPa,至少大约225MPa,至少大约250MPa,至少大约275MPa,至少大约300MPa,至少大约325MPa,至少大约350MPa,至少大约375MPa,至少大约400MPa,至少大约425MPa,至少大约450MPa,至少大约475MPa或大约500MPa的1%正割挠曲模量。另外或备选地,基于丙烯的弹性体可以具有根据ASTM D790测量的至多大约500MPa,至多大约475MPa,至多大约450MPa,至多大约425MPa,至多大约400MPa,至多大约375MPa,至多大约350MPa,至多大约325MPa,至多大约300MPa,至多大约275MPa,至多大约250MPa,至多大约225MPa,至多大约200MPa,至多大约175MPa,至多大约150MPa,至多大约125MPa,至多大约100MPa,至多大约90MPa,至多大约80MPa,至多大约70MPa,至多大约60MPa,至多大约50MPa,至多大约40MPa,至多大约30MPa,至多大约20MPa,至多大约10MPa或大约5.0MPa的1%正割挠曲模量。明确公开的范围包括任何上述列举值的组合;例如大约5.0-大约500MPa,大约5.0-250MPa,大约5.0-大约100MPa,大约5.0-大约50MPa,大约5-大约20MPa,大约20-大约500MPa,大约20-250MPa,大约20-大约100MPa,大约20-大约50MPa,大约40-大约500MPa,大约40-250MPa,大约40-大约100MPa,大约40-大约70MPa,大约40-大约60MPa,大约50-大约500MPa,大约50-大约250MPa,大约50-大约100MPa,大约100-大约500MPa,大约100-大约250MPa,大约200-大约500MPa,大约200-大约450MPa,大约200-大约400MPa,大约200-大约350MPa,大约200-大约300MPa,大约300-大约500MPa,大约300-大约450MPa,大约300-大约400MPa,大约300-大约350MPa,大约350-大约500MPa,大约350-大约450MPa,大约350-大约400MPa等。
基于丙烯的弹性体可以具有根据ASTM D3418(2.16kg,230℃)测量的至少大约5g/10min,至少大约15g/10min,至少大约50g/10min,至少大约100g/10min,至少大约1,000g/10min,至少大约2,500g/10min,至少大约5,000g/10min,至少大约7,500g/10min,至少大约10,000g/10min,至少大约12,500g/10min,至少大约15,000g/10min,至少大约17,500g/10min,至少大约20,000g/10min,至少大约22,500g/10min,至少大约25,000g/10min,至少大约27,500g/10min或大约30,000g/10min的熔融物质流动速率。另外或备选地,基于丙烯的弹性体可以具有根据ASTM D3418(2.16kg,230℃)测量的至多大约30,000g/10min,至多大约27,500g/10min,至多大约25,000g/10min,至多大约22,500g/10min,至多大约20,000g/10min,至多大约17,500g/10min,至多大约15,000g/10min,至多大约12,500g/10min,至多大约10,000g/10min,至多大约7,500g/10min,至多大约5,000g/10min,至多大约2,500g/10min,至多大约1,000g/10min,至多大约100g/10min,至多大约50g/10min,至多大约15g/10min,或大约5g/10min的熔融物质流动速率。明确公开的范围包括任何上述列举值的组合;例如大约5-大约30,000g/10min,大约5-大约20,000g/10min,大约5-大约10,000g/10min,大约5-大约1,000g/10min,大约5-大约100g/10min,大约5-大约50g/10min,大约5-大约15g/10min,大约1,000-大约30,000g/10min,大约1,000-大约20,000g/10min,大约1,000-大约10,000g/10min,大约1,000-大约5,000g/10min,大约10,000-大约30,000g/10min,大约10,000-大约20,000g/10min,大约10,000-大约15,000g/10min,大约20,000-大约30,000g/10min,大约20,000-大约27,500g/10min,大约22,500-大约30,000g/10min,大约22,500-大约27,500g/10min,大约22,500-大约25,000g/10min等。
基于丙烯的弹性体可以具有通过DSC测定的单一峰熔融转变。在一个实施方案中,共聚物具有大约90℃或更低的主峰转变,与大约110℃或更高的宽的熔融转变终端。峰“熔点”(“Tm”)定义为在样品熔融范围内最大吸热的温度。然而,所述共聚物可以显示与主峰相邻的和/或在熔融转变终端处的副熔融峰。对于本公开内容的目的来说,这些副熔融峰共同认为是单一熔点,这些峰中的最高峰认为是基于丙烯的弹性体的Tm。基于丙烯的弹性体可以具有大约110℃或更低,大约105℃或更低,大约102℃或更低,大约100℃或更低,大约92℃或更低,大约90℃或更低,大约80℃或更低,或大约70℃或更低的Tm。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体具有大约25-大约105℃,大约60-大约105℃,大约70-大约105℃,大约90-大约105℃,大约95-大约105℃,或大约92-大约102℃的Tm。
基于丙烯的弹性体可以具有大约0.850-大约0.920g/cm3,或大约0.860-大约0.890g/cm3,或大约0.860-大约0.880g/cm3的在室温下根据ASTM D1505测量的密度。
基于丙烯的弹性体可以具有至少大约200%,至少大约500%,至少大约1000%,至少大约1500%,至少大约2000%或至少大约3000%的根据ASTM D638测量的断裂伸长率。
基于丙烯的弹性体可以具有大约5,000-大约5,000,000g/摩尔,大约10,000-大约1,000,000g/摩尔,大约20,000-大约750,000g/摩尔,大约20,000-大约400,000g/摩尔,大约20,000g/摩尔-大约250,000g/摩尔,大约20,000g/摩尔-大约100,000g/摩尔,大约20,000g/摩尔-大约70,000g/摩尔,或大约30,000g/摩尔-大约50,000g/摩尔的重均分子量(Mw)。
基于丙烯的弹性体可以具有大约2,500-大约250,000g/mol,或大约10,000-大约250,000g/mol,或大约25,000-大约200,000g/mol的数均分子量(Mn)。
基于丙烯的弹性体可以具有大约10,000-大约7,000,000g/mol,或大约80,000-大约700,000g/mol,或大约100,000-大约500,000g/mol的z-均分子量(Mz)。
基于丙烯的弹性体可以具有大约1.5-大约20,优选地大约1.5-大约15,优选大约1.5-大约5,优选大约1.8-大约3,最优选大约1.8-大约2.5的分子量分布(“MWD”)。
基于丙烯的弹性体可以具有至少大约400mPa·s,至少大约500mPa·s,至少大约600mPa·s,至少大约800mPa·s,至少大约1000mPa·s,至少大约2000mPa·s,至少大约3000mPa·s,至少大约4000mPa·s,至少大约5000mPa·s,至少大约6000mPa·s,至少大约7000mPa·s,至少大约8000mPa·s,或大约9000mPa·s的粘度(在190℃下测量)。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体可以具有大约400-9000mPa·s,大约500-大约8000mPa·s,或大约1000-大约8000mPa·s的粘度(在190℃下测量)。
具有上述性能的任何组合的各种基于丙烯的弹性体(例如,第一基于丙烯的弹性体、第二基于丙烯的弹性体、第三基于丙烯的弹性体、第四基于丙烯的弹性体等)是这里考虑的。例如,在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体可以是第一基于丙烯的弹性体、第二基于丙烯的弹性体或它们的组合。第一基于丙烯的弹性体可以包含至少大约90wt%丙烯衍生的单元和大约2-大约10wt%乙烯衍生的单元,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第一基于丙烯的弹性体具有大约500-大约2000mPa·s的190℃粘度和大约92℃-大约102℃的熔融温度。所述第二基于丙烯的弹性体可以包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第二基于丙烯的弹性体具有大约7000-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约95℃-大约105℃的熔融温度。
基于丙烯的弹性体可以包含根据WO 02/36651、美国专利号6,992,158和/或WO00/01745中描述的程序制备的共聚物,这些文献的内容通过参考引入本文。制备基于丙烯的弹性体的优选方法可以参见美国专利号7,232,871和6,881,800,这些文献的内容通过参考引入本文。本公开内容不受制备基于丙烯的弹性体的任何特定的聚合方法限制,并且聚合方法不受任何特定类型的反应容器限制。
适合的基于丙烯的弹性体可以按商品名VISTAMAXXTM(ExxonMobil ChemicalCompany,Tex.,USA)(例如VISTAMAXXTM 3000、VISTAMAXXTM3588FL、VISTAMAXXTM 6102、VISTAMAXXTM 8380、VISTAMAXXTM 8880),VERSIFYTM(The Dow Chemical Company,Mich.,USA),TAFMERTM XM或NOTIOTM的某些等级(Mitsui Company,Japan),和SOFTELTM的某些等级(Basell Polyolefins of the Netherlands)商购。适合用于本发明的可商购的基于丙烯的弹性体的特定等级可以容易地使用本领域中通常已知的方法确定。
C.附加的组分
抗氧化剂
这里描述的橡胶共混物可以还包括至少一种抗氧化剂,例如空间位阻酚、亚磷酸酯、胺(例如,空间位阻胺)、二胺、喹啉和蜡。空间位阻酚的实例包括,但不限于可作为IRGANOXTM 1076商购的十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯(CAS 002082-79-3),可作为IRGANOXTM 1010商购的季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯(CAS6683-19-8)和它们的组合。亚磷酸酯的实例包括,但不限于液体亚磷酸酯,例如C2-C7,优选C2-C4和烷基芳基亚磷酸酯混合结构。非限制性实例包括单-戊基苯基亚磷酸酯、二-戊基苯基亚磷酸酯、二甲基丙基亚磷酸酯、2-甲基丁烷基亚磷酸酯和它们的组合。适合的二胺可以包括,但不限于N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对亚苯基二胺(6PPD),适合的喹啉可以包括,但不限于2,2,4-三甲基-1,2-氢化喹啉(TMQ)。适合的蜡包括,但不限于微晶蜡(MC蜡)。
在各个方面中,抗氧化剂(或抗氧化剂的组合)可以按至少大约1.0phr,至少大约2.0phr,至少大约3.0phr,至少大约4.0phr,至少大约5.0phr,至少大约6.0phr,至少大约7.0phr,至少大约8.0phr,至少大约9.0phr,至少大约10phr或大约15phr的量存在于橡胶共混物中。在一些方面中,抗氧化剂(或抗氧化剂组合)可以按至少大约1.0phr-大约15phr,大约1.0phr-大约10phr,大约1.0phr-大约8.0phr,大约1.0phr-大约6.0phr,大约1.0phr-大约5.0phr,大约1.0phr-大约3.0phr,大约2.0phr-大约10phr,大约2.0phr-大约8.0phr,大约2.0phr-大约6.0phr,或大约2.0phr-大约5.0phr的量存在于橡胶共混物中。在一些方面中,可以是N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对亚苯基二胺,例如,按大约1.0phr-大约6.0phr或大约2.0phr-大约5.0phr的量。另外或备选地,抗氧化剂可以是N-(1,3-二甲基丁基)-2,2,4-三甲基-1,2-氢化喹啉,例如,按大约1.0phr-大约5.0phr或大约1.0phr-大约3.0phr,尤其是大约2.0phr。
在各个方面中,橡胶共混物可以进一步按至多大约10phr,至多大约7.0phr,至多大约5.0phr,至多大约2.0phr或至多大约1.0phr的量包含蜡。橡胶共混物可以进一步按大约0.0phr-大约10phr,大约0.0phr-大约5.0phr,大约0.0phr-大约2.0phr,大约0.0phr-大约1.0phr,大约1.0phr-大约10phr,大约1.0phr-大约5.0phr,或大约1.0phr-大约2.0phr的量包含蜡。在一些方面中,橡胶共混物可以基本上不含蜡(例如,少于2.0phr蜡)。
另外的橡胶
在一些方面中,橡胶共混物可以包括另外的橡胶,例如合成橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、聚丁二烯橡胶、异戊二烯丁二烯橡胶(IBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、聚硫化物、腈橡胶、氧化丙烯聚合物、星形支化丁基橡胶和卤化星形支化丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶、星形支化聚异丁烯橡胶、星形支化溴化丁基(聚异丁烯/异戊二烯共聚物)橡胶;聚(异丁烯-共聚-烷基苯乙烯),优选异丁烯/甲基苯乙烯共聚物例如异丁烯/间溴甲基苯乙烯、异丁烯/溴甲基苯乙烯、异丁烯/氯甲基苯乙烯、卤化异丁烯环戊二烯和异丁烯/氯甲基苯乙烯和它们的混合物。合成橡胶的一些商业实例包括NATSYNTM(Goodyear Chemical Company)和BUDENETM1207或BR 1207(Goodyear Chemical Company)。适合的乙烯-丙烯橡胶可作为VISTALONTM(ExxonMobil Chemical Company)商购。另外的橡胶还可以包括这里所述的另外类型的天然橡胶。
在一些方面中,另外的橡胶可以按≥大约20phr,≥大约40phr,≥大约50phr,≥大约60phr,≥大约80phr,≥大约100phr,≥大约150phr或大约200phr的量存在于橡胶共混物中。在一些方面中,另外的橡胶可以按大约20phr-大约200phr,大约20phr-大约100phr,大约40phr-大约100phr,大约40phr-大约80phr,大约40phr-大约60phr,大约50phr-大约80phr或大约50phr-大约60phr的量存在于橡胶共混物中。
填料
橡胶共混物可以非必要地包括一种或多种填料例如碳酸钙、粘土、云母、二氧化硅和硅酸盐、滑石、二氧化钛、淀粉及其它有机填料例如木粉,和炭黑。填料组分(一种或多种)可以按大约10-大约200phr,例如大约20-大约180phr,大约40-大约140phr,大约50-大约100phr或大约35-大约55phr的量存在。
在一些实施方案中,一种或多种填料可以是炭黑。在一些实施方案中,组合地使用两种或更多种炭黑,例如Regal 85是具有多种颗粒尺寸,而非仅一种颗粒尺寸的炭黑。组合还包括其中炭黑具有不同表面积的那些。同样地,还可以使用已经以不同方式处理的两种不同炭黑。例如,可以将已经化学处理的炭黑与没有化学处理的炭黑结合。
炭黑可以通过有机物质的不完全燃烧制备。存在两种主要的制造炭黑的制备方法:油炉法和热法。在所述炉法中,可以在过量空气中燃烧燃料以制备细分散的碳。炉法可以包括以下生产区段:反应;过滤与分离;造粒和干燥。热法类似,但是是连续式炉法。美国材料实验协会(ASTM)具有基于粒度和表面氧化的制定的炭黑分类制度,ASTM D1765。表面氧化的程度可能影响炭黑填充橡胶配混物的固化时间。在炭黑分类中,“N”表示正常固化炭黑,“S”是指缓慢固化炭黑。在N或S之后,三位后缀的第一个数给出粒度且其余二位数任意地赋值。
炭黑在橡胶中的增强性质归功于聚集体结构的尺寸、形状和表面化学,该聚集体结构由彼此化学键接的基本上球形的初级颗粒组成。炭黑的两种最重要的性能是表面积和结构。表面积与初级颗粒的尺寸成反比,并且是可用于与聚合物物理作用的面积的一种量度。表面积为10-140m2/g,其中热黑(thermal black)基于氮吸附(NSA)经由ASTM D4820具有最低值。还通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸收测量表面积。炭黑的结构取决于呈聚集体的这些初级颗粒的尺寸和分组。聚集体中的初级颗粒越多,炭黑的结构越高,这归因于更复杂形状和空隙体积(孔隙度)。结构通过邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量经由ASTMD2414测得为35-130cm3/100克。如在Rubber Technology 59-85(1995)中描述的有用等级的炭黑是N110到N990。更理想地,可用于例如胎面的炭黑的实施方案是在ASTM(D3037,D1510和D3765)中提供的N229,N351,N339,N220,N234和N110。可用于例如,胎侧壁的炭黑的实施方案是N330、N351、N550、N650、N660和N762。可用于例如,内衬或内管的炭黑的实施方案是N550、N650、N660、N762、N990等。
在一些实施方案中,橡胶共混物可以包括具有小于35m2/g的表面积和小于90cm3/100克的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑。适合的炭黑还可以具有从大约7m2/g,10m2/g或15m2/g的下限到大约25m2/g,30m2/g或35m2/g的上限的表面积。适合的炭黑还可以具有从大约7m2/g,10m2/g或23m2/g的下限到大约25m2/g,26m2/g或28m2/g的上限的表面积。适合的炭黑还可以具有至少25cm3/100gm且小于90cm3/100gm,小于80cm3/100gm,70cm3/100gm,65cm3/100gm,或60cm3/100gm的邻苯二甲酸二丁酯吸油量。炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油量还可以从大约30cm3/100gm,35cm3/100gm,或40cm3/100gm的下限到大约60cm3/100gm,70cm3/100gm或80cm3/100gm的上限。适合的炭黑可以包括,但不限于N550、N762、N774、N907、N990、Regal85和Regal 90。
在一个或多个实施方案中,橡胶共混物可以非必要地包括一种或多种剥离粘土。剥离粘土(也称为“纳米粘土”)是熟知的,并且它们的本性、制备方法和与聚合物的共混方法公开在,例如JP 2000109635、2000109605、11310643;DE 19726278;WO 98/53000;美国专利号5,091,462、4,431,755、4,472,538和US 5,910,523中。可溶胀层状粘土材料可以包括天然或合成层状硅酸盐,尤其是近晶粘土例如蒙脱土、绿脱石、贝得石、富铬绿脱石、合成锂皂石、蚀变水辉石、皂石、锌蒙脱石、麦羟硅钠石、水羟硅钠石、硅镁石等,以及蛭石、埃洛石、铝酸盐氧化物、水滑石等。这些层状粘土一般包括含许多具有或/> 的厚度的硅酸盐小薄片的颗粒,该硅酸盐小薄片粘结在一起并含有存在于层间表面处的可交换阳离子例如Na+、Ca+2、K+或Mg+2。
也可以如下将层状粘土插层和剥离:用能够与存在于层状填料的层间表面处的阳离子进行离子交换反应的有机分子(溶胀剂)处理。适合的溶胀剂包括阳离子表面活性剂,如铵,烷基胺或烷基铵(伯、仲、叔和季),脂族、芳族或芳基脂族胺的磷或锍衍生物,膦和硫化物。合乎需要的胺化合物(或相应的铵离子)是具有结构R1R2R3N的那些,其中R1、R2和R3是可以相同或不同的C1-C20烷基或烯烃。在一个或多个实施方案中,剥离剂是所谓的长链叔胺,其中至少R1是C14-C20烷基或烯烃。
另一类溶胀剂包括可以与层间表面共价键接的那些。它们包括结构-Si(R')2R2的聚硅烷,其中R'在每次出现时是相同或不同的并且选自烷基、烷氧基或氧基硅烷,R2是与该复合材料的基体聚合物相容的有机基。
其它合适的溶胀剂包括质子化了的包含2-30个碳原子的氨基酸和其盐,例如12-氨基十二酸、ε-己内酰胺和类似材料。适合的溶胀剂和层状硅酸盐的插层方法公开在美国专利号4,472,538、4,810,734、4,889,885以及WO 92/02582中。
粘土或剥离粘土可以按这样的量引入纳米复合材料中,即该量足以在纳米复合材料的机械性能或阻隔性能例如,拉伸强度或空气/氧气渗透性方面产生改进。量一般将为0.5-15wt%;或1-10wt%;或1-5wt%,基于纳米复合材料的聚合物含量。以份/一百磅橡胶表示,所述粘土或剥离粘土可以存在1-30phr;或3-20phr。在一个或多个实施方案中,剥离粘土是烷基胺剥离的粘土。
热塑性树脂
橡胶共混物可以非必要地包括一种或多种热塑性树脂。热塑性树脂可以是任何这样的材料,即它们不是“橡胶”且是被本领域技术人员认为是性质上热塑性的聚合物或聚合物共混物(例如,当暴露于热中时软化,而当冷却到室温时恢复到其原始状态的聚合物)。热塑性树脂可以含有一种或多种聚烯烃,包括聚烯烃均聚物和聚烯烃共聚物。除非另有说明,术语“共聚物”是指衍生自两种或更多种单体(包括三元共聚物、四元共聚物等)的聚合物,并且术语“聚合物”是指具有衍生自一种或多种不同单体的重复单元的任何含碳化合物。
示例性的聚烯烃可以由单烯烃单体制备,包括,但不限于,含2-7个碳原子的单体,例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯,它们的混合物和它们与(甲基)丙烯酸酯和/或乙酸乙烯酯的共聚物。优选地,热塑性树脂是未硫化的或非交联的。
在一个或多个实施方案中,热塑性树脂含有聚丙烯。这里所使用的术语“聚丙烯”广泛地是指被本领域技术人员认为是“聚丙烯”(如在至少一个专利或出版物中反映那样)的任何聚合物并包括丙烯的均聚、抗冲和无规聚合物。优选地,本文描述的组合物中使用的聚丙烯具有大于110℃的熔点,包括至少90wt%丙烯单元,并含有那些单元的全同立构序列。聚丙烯还可以包括无规立构序列或间同立构序列,或两者。聚丙烯可以具有高MFI(例如,从10,或15,或20g/10min的下限到25-30g/10min的上限)。其它具有较低MFI,例如具有小于1.0的MFI的“分级”聚丙烯。具有高MFI的那些可能对于容易加工或配混是优选的。
在一个或多个实施方案中,热塑性树脂是或可以包括全同立构聚丙烯。优选地,热塑性树脂含有一种或多种结晶丙烯均聚物或具有110℃-170℃或更高的通过DSC测量的熔融温度的丙烯共聚物。丙烯的优选的共聚物包括,但不限于,丙烯的三元共聚物,丙烯的抗冲共聚物,无规聚丙烯和它们的混合物。优选的共聚单体具有2个碳原子,或4-12个碳原子。优选地,共聚单体是乙烯。此类热塑性树脂及其制造方法描述在美国专利号6,342,565中。这里所使用的术语“无规聚丙烯”广泛地是指具有至多9wt%,优选2wt%-8wt%α-烯烃共聚单体的丙烯的单一相共聚物。优选的α-烯烃共聚单体含2个碳原子,或4-12个碳原子。优选地,α-烯烃共聚单体是乙烯。
适合的热塑性树脂还可以包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、聚砜、聚内酯、聚缩醛、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈树脂(SAN)、苯乙烯-马来酸酐树脂(SMA)、芳族聚酮(PEEK、PED和PEKK)和它们的混合物。适合的热塑性聚酰胺(尼龙)可以包括结晶或树脂质的、高分子量固态聚合物,包括在聚合物链内具有重复酰胺单元的共聚物和三元共聚物。聚酰胺可以如下制备:使一种或多种ε内酰胺如己内酰胺、吡咯烷酮(pyrrolidione)、月桂基内酰胺和氨基十一烷内酰胺,或氨基酸聚合,或使二元酸和二胺缩合。成纤和模塑等级的尼龙都是适合的。此类聚酰胺的实例是聚己内酰胺(尼龙-6)、聚月桂内酰胺(尼龙-12)、聚六亚甲基己二酰二胺(尼龙-6,6)、聚六亚甲基壬二酰胺(尼龙-6,9)、聚六亚甲基癸二酰胺(尼龙-6,10)、聚六亚甲基间苯二甲酰胺(尼龙-6,IP)和11-氨基-十一烷酸的缩合产物(尼龙-11)。令人满意的聚酰胺(尤其是软化点小于275℃的那些)的其它实例在16Encyclopedia of Chemical Technology,1-105(John Wiley&Sons 1968)、Concise Encyclopedia of Polymer Science 748-761(JohnWiley&Sons,1990)和10Encyclopedia of Polymer Science and Technology 392-414(John Wiley&Sons 1969)中进行了描述。可商购的热塑性聚酰胺可以有利地使用,其中软化点或熔点在160-260℃之间的直链结晶聚酰胺是优选的。
适合的热塑性聚酯还可以包括酸酐的脂族或芳族多元羧酸酯中的一种或混合物和二醇中的一种或混合物的聚合体反应产物。令人满意的聚酯的实例包括聚(反式-1,4-亚环己基C2-6烷烃二羧酸酯如聚(反式-1,4-亚环己基琥珀酸酯)和聚(反式-1,4-亚环己基己二酸酯);聚(顺式或反式-1,4-环己烷二亚甲基)烷烃二羧酸酯如聚(顺式-1,4-环己烷-二亚甲基)草酸酯和聚-(顺式-1,4-环己烷-二亚甲基)琥珀酸酯、聚(C2-4亚烷基对苯二甲酸酯)如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚四亚甲基-对苯二甲酸酯,聚(C2-4亚烷基间苯二酸酯)如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚四亚甲基-间苯二甲酸酯和类似材料。优选的聚酯衍生自芳族二羧酸例如萘二甲酸或邻苯二甲酸和C2-C4二醇,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。优选的聚酯将具有160℃-260℃的熔点。
可以使用的聚(亚苯基醚)(PPE)热塑性树脂是众所周知的,通过烷基取代的酚的氧化偶合聚合制备的可商购材料。它们通常是玻璃化转变温度为190℃-235℃的线性、无定形聚合物。这些聚合物,它们的制备方法和具有聚苯乙烯的组合物在美国专利号3,383,435中进行了进一步描述。
热塑性树脂还可以包括上述聚酯的聚碳酸酯类似物例如链段聚(醚共聚-邻苯二甲酸酯);聚己酸内酯聚合物;苯乙烯树脂例如苯乙烯与小于50mol%的丙烯腈(SAN)的共聚物和苯乙烯、丙烯腈和丁二烯的树脂共聚物(ABS);砜聚合物例如聚苯砜;乙烯和C2-C8α-烯烃的共聚物和均聚物,在一个或多个实施方案中,丙烯衍生的单元的均聚物,在一个或多个实施方案中,乙烯衍生的单元和丙烯衍生的单元的无规共聚物或嵌段共聚物,和本领域中已知的类似热塑性树脂。
在一些方面中,热塑性树脂可以按大约1.0phr-大约15phr,大约1.0phr-大约10phr,大约1.0phr-大约8.0phr,大约1.0phr-大约6.0phr,大约1.0phr-大约5.0phr,大约1.0phr-大约3.0phr,大约2.0phr-大约10phr,大约2.0phr-大约8.0phr,大约2.0phr-大约6.0phr,或大约2.0phr-大约5.0phr的量存在于橡胶共混物中。
加工助剂
橡胶共混物可以非必要地包括一种或多种加工助剂。适合的加工助剂可以包括,但不限于,增塑剂,增粘剂,增量剂,化学调理剂,均化剂,抗焦烧剂和塑解剂如硫醇、石油和硫化植物油,矿物油,链烷油,聚丁烯油,环烷油,芳烃油,蜡,树脂,松香,或与链烷油或矿物油等相比具有更低倾点、更低排放等的其它合成流体。加工助剂的一些商业实例是SUNDEXTM(Sun Chemicals)和FLEXONTM(ExxonMobil Chemical Company)。
优选的增塑剂包括聚α-烯烃(PAO)、高纯度烃流体组合物(HPFC)和第III组基础原料例如WO 2004/014998中描述的那些。优选的PAO包括癸烯的低聚物和癸烯和十二烯的共低聚物。优选的PAO可以商品名SuperSynTM、SpectraSynTM PAO和ELEVASTTTM从ExxonMobilChemical Company商购。
适合的聚丁烯油具有小于15,000g/mol的Mn。优选的聚丁烯油还可以包括含3-8个碳原子,优选4-6个碳原子的烯烃衍生的单元的均聚物或共聚物。在又一个实施方案中,聚丁烯可以是C4残液的均聚物或共聚物。称为“聚丁烯”聚合物的优选的低分子量聚合物的实施方案例如,在Synthetic Lubricants and High-Performance Functional Fluids357-392(Leslie R.Rudnick&Ronald L.Shubkin,ed.,Marcel Dekker 1999)中有述(下文“聚丁烯加工油”或“聚丁烯”)。
在一个或多个实施方案中,聚丁烯油可以是至少包含异丁烯衍生的单元和非必要的1-丁烯衍生的单元和/或2-丁烯衍生的单元的共聚物。在一个或多个实施方案中,聚丁烯可以是异丁烯的均聚物,或异丁烯和1-丁烯或2-丁烯的共聚物,或异丁烯和1-丁烯和2-丁烯的三元共聚物,其中异丁烯衍生的单元可以占共聚物的40-100wt%,1-丁烯衍生的单元可以占共聚物的0-40wt%,2-丁烯衍生的单元可以占共聚物的0-40wt%。在一个或多个实施方案中,聚丁烯可以是共聚物或三元共聚物,其中异丁烯衍生的单元占共聚物的40-99wt%,1-丁烯衍生的单元占共聚物的2-40wt%,2-丁烯衍生的单元占共聚物的0-30wt%。在又一个实施方案中,聚丁烯可以是所述三种单元的三元共聚物,其中异丁烯衍生的单元是该共聚物的40-96wt%,1-丁烯衍生的单元是该共聚物的2-40wt%,2-丁烯衍生的单元是该共聚物的2-20wt%。在又一个实施方案中,聚丁烯可以是异丁烯和1-丁烯的均聚物或共聚物,其中异丁烯衍生的单元是该均聚物或共聚物的65-100wt%,而1-丁烯衍生的单元是该共聚物的0-35wt%。
聚丁烯加工油通常可以具有小于10,000g/mol,小于8,000g/mol或小于6,000g/mol的数均分子量(Mn)。在一个或多个实施方案中,聚丁烯油可以具有大于400g/mol,大于700g/mol或大于900g/mol的数均分子量。优选的实施方案可以是这里的任何下限与任何上限的组合。例如,在所述聚丁烯的一个或多个实施方案中,聚丁烯可以具有400g/mol-10,000g/mol,700g/mol-8,000g/mol的数均分子量。聚丁烯加工油的有用的粘度在100℃下为10-6,000cSt(厘沱),或35-5,000cSt,或大于35cSt,或大于100cSt。
天然橡胶共混物可以包括一种或多种类型的聚丁烯作为,在添加到弹性体中之前共混的,或与弹性体的混合物。还可以改变聚丁烯加工油混合物的量和品性(例如,粘度、Mn等)以达到一些其它粘度或分子量。这样,可以控制该组合物的物理性能。更具体地说,术语“聚丁烯加工油”或“聚丁烯加工油”包括单一油或两种或多种油的组合物,用于获得所需的任何粘度或分子量(或其它性能),如在本文所公开的范围内规定的那样。
加工助剂,例如加工油(例如环烷油)可以按大约1-大约70phr;或大约1-大约60phr;或大约1-大约30phr;或大约1-大约10phr;或大约1-大约5phr;或大约2-大约30phr;或大约2-大约10phr;或大约2-大约5phr存在于所述天然橡胶共混物中。在一个或多个实施方案中,环烷、脂族、链烷和其它芳族树脂和油在组合物中基本上不存在。所谓的“基本上不存在”是指环烷、脂族、链烷和其它芳族树脂,如果有的话,在组合物中存在至多2phr。
固化剂和促进剂
橡胶共混物可以非必要地包括通常用于橡胶混合物中的一种或多种其它组分和添加剂,例如颜料、促进剂和固化材料。一般而言,使聚合物组合物,例如,用来制备轮胎的那些交联。众所周知,硫化橡胶配混物的物理性能、表现特性和耐久性可以直接地与在硫化反应期间形成的交联点的数目(交联密度)和类型相关。(参见例如,Helt等的The PostVulcanization Stabilization for NR,Rubber World 18-23(1991))。用于交联的固化剂包括硫、氧化锌和脂肪酸。也可以使用过氧化物固化体系。一般而言,可以通过添加固化剂分子,例如硫、金属氧化物(即,氧化锌)、有机金属化合物、自由基引发剂等接着加热使聚合物组合物交联。具体来说,以下金属氧化物是可以包括在橡胶共混物中的常用固化剂:ZnO、CaO、MgO、Al2O3、CrO3、FeO、Fe2O3和NiO。这些金属氧化物可以与相应的金属硬脂酸盐复合物(例如,Zn(硬脂酸)2、Ca(硬脂酸)2、Mg(硬脂酸)2和Al(硬脂酸)3)或与硬脂酸,和含硫化合物或烷基过氧化合物协同使用。(也参见,Formulation Design and CuringCharacteristics of NBR Mixes for Seals,Rubber World 25-30(1993))。这种方法可以加速并且通常用于天然橡胶共混物的硫化。
促进剂可以包括胺、胍、硫脲、噻唑、秋兰姆、次磺酰胺、亚磺酰亚胺、硫代氨基甲酸酯、黄原酸酯等。可以通过向组合物中添加一定量加速剂达到固化过程的加速。天然橡胶的加速的硫化的机理包括固化剂、加速剂、活化剂和聚合物之间的复杂的相互作用。在一些方面中,在有效的将两个聚合物链连在一起并且提高聚合物基体的总强度的交联点的形成中,整个可利用的固化剂消耗掉。许多促进剂是本领域中已知的并且包括,但不限于以下:硬脂酸、二苯胍(DPG)、二硫化四乙基秋兰姆(TMTD)、4,4'-二硫代二吗啉(DTDM)、四丁基二硫化四烷基秋兰姆(TBTD)、2,2'-二硫化苯并噻唑(MBTS)、六亚甲基-1,6-双硫代硫酸二钠盐二水合物、2-(吗啉基硫代)苯并噻唑(MBS或MOR)、90%MOR和10%MBTS(MOR 90)的组合物、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)和N-氧二亚乙基硫代氨甲酰基-N-氧二亚乙基磺酰胺(OTOS)、2-乙基己酸锌(ZEH)、N,N'-二乙基硫脲。
在一些实施方案中,至少一种固化剂可以按大约0.2-大约15phr,大约0.5-10phr,大约1.0-大约10phr,或大约1.0-大约5.0phr存在于橡胶共混物中。固化剂包括如上所述促进或影响弹性体固化的那些组分,例如金属、加速剂、硫、过氧化物及其它本领域中的常规试剂,并且如上所述。
在一个实施方案中,提供了橡胶共混物,包含:天然橡胶(例如,大约50phr);至少一种包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体(例如,大约1-大约3phr),按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有大约500-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约90℃-大约105℃的熔融温度;聚丁二烯橡胶(例如,大约50phr);炭黑(例如,大约45phr);环烷油(例如,大约3.5phr);2,2,4-三甲基-1,2-氢化喹啉(例如,大约2phr);N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对亚苯基二胺(例如,大约2-大约5phr);热塑性树脂(例如,大约2.5phr);硬脂酸(例如,大约1.0phr);氧化锌(例如,大约5.0phr);N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(例如,大约1.65phr);硫(例如,大约0.8phr);N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺(例如,大约0.25phr);和非必要地,蜡(例如,大约0.0-大约2.0phr)。
D.性能
有利地,这里所述的橡胶共混物具有好的抗老化或抗氧化性能、好的机械性能、改进的外观和好的可加工性的组合。此外,这里所述的橡胶共混物出人意料地可以达到改进的外观,例如,改进的光泽,同时维持橡胶共混物的抗老化性能,即使当抗氧化剂,例如蜡和二胺不存在和/或以较低量存在时仍如此。
对于橡胶共混物的改进外观,这里所述的橡胶共混物可以具有≥大约20,≥大约25,≥大约30,≥大约35,≥大约40,≥大约45,≥大约50,≥大约55或大约60的根据ISO7668在20°测量的光泽。例如,这里所述的橡胶共混物可以具有大约20-大约60,大约25-大约60,大约30-大约60,大约30-大约50,大约35-大约60或大约35-大约50的根据ISO 7668在20°测量的光泽。另外或备选地,这里所述的橡胶共混物可以具有≥大约55,≥大约60,≥大约65,≥大约70,≥大约75,≥大约80,或大约85的根据ISO 7668在60°测量的光泽。例如,这里所述的橡胶共混物可以具有大约55-大约85,大约60-大约85,大约65-大约85,大约65-大约80,大约65-大约75,大约70-大约85,或大约70-大约80的根据ISO 7668在60°测量的光泽。另外或备选地,这里所述的橡胶共混物可以具有≥大约65,≥大约70,≥大约72,≥大约75,≥大约77,≥大约80,≥大约85,≥大约90,或大约95的根据ISO7668在85°测量的光泽。例如,这里所述的橡胶共混物可以具有大约65-大约95,大约70-大约95,大约75-大约95,大约77-大约95,大约77-大约90,或大约77-大约85的根据ISO 7668在85°测量的光泽。在一些实施方案中,这里所述的橡胶共混物可以具有如下一种或多种:a)≥大约30的在20°测量的光泽;b)≥大约65的在60°测量的光泽;和d)≥大约77的在85°测量的光泽。
对于橡胶共混物的好的机械性能,这里所述的橡胶共混物可以具有≥大约8.0kgf/cm,≥大约10kgf/cm,≥大约12kgf/cm,≥大约14kgf/cm,≥大约16kgf/cm,≥大约18kgf/cm,≥大约20kgf/cm,≥大约22kgf/cm,≥大约24kgf/cm,≥大约26kgf/cm,≥大约28kgf/cm,或大约30kgf/cm的剥离强度。例如,这里描述的橡胶共混物可以具有大约8.0-大约30kgf/cm,大约10-大约28kgf/cm或大约12-大约28kgf/cm的剥离强度。
对于橡胶共混物的抗老化或抗氧化性能,这里所述的橡胶共混物可以显示好的抗臭氧龟裂性能。例如,这里所述的橡胶共混物可以在大约2.0小时,大约4.0小时,大约6.0小时,大约8.0小时,大约24小时,大约50小时,大约72小时,大约120小时,或大约150小时后基本上不经历龟裂(NC)。
III.终端应用
这里所述的橡胶共混物可以用于通过使用标准弹性体加工技术如挤出、压延和模塑(例如,注塑或压塑)制造成型制品和部件。因此,提供了包含这里所述的橡胶共混物的成型制品。此类制品包括密封件(例如用于建筑构造或器械)、顶板、管道系统、胶管、条带、接头、绝缘体、线路和电缆护套、医疗器械组件(包括注射器部件和导液管)、包装、盘子、玩具、运动设备、家具、厨房设备、手柄、带子(包括传动和输送带)和器械组件。还包括的是用于运输车辆例如轿车、卡车、火车、飞机和船的制品,包括轮胎、耐候密封件、防噪和/或防振密封件和安装件、圆片、隔膜、杯、接头、管道系统、胶管、垫片、O形环、带子(包括同步、异步、螺旋形和V形带)、刮片、挡泥板、外壳、垫子、保护罩、风箱和装饰品。
在一个或多个实施方案中,橡胶共混物可以至少部分地粘附到或要不然至少部分附接到第二组分或基材上以形成复合结构。第二组分可以是,或包括,根据所述一个或多个实施方案的其它橡胶共混物、未增塑的橡胶共混物、热固性橡胶、热塑性树脂或塑料、热塑性硫化橡胶或金属。在一个或多个实施方案中,两个或更多个结构至少部分地粘附于或要不然至少部分地附接于彼此以形成复合结构。示例性的复合结构包括,但不限于,模塑角、模塑端帽、玻璃导槽、行李箱密封件、尾板密封件、外壳密封件、裂缝填充物、玻璃封装物、切割线密封件、门密封件、罩与辐射器密封件、屋顶线密封件、摇板、肩带和带线密封件。
IV.橡胶共混物制备方法
在各个方面中,提供了这里所述的橡胶共混物的制备方法。所述方法可以包括将天然橡胶按这里所述的量(例如,大约40-大约60phr)与至少一种这里所述的基于丙烯的弹性体按这里所述的量(例如,大约1-大约3phr)混合。在一些方面中,至少一种基于丙烯的弹性体可以包含至少大约80wt%丙烯衍生的单元和大约5.0-大约20wt%乙烯衍生的单元,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有大约500-大约8000mPa·s的190℃粘度和大约90℃-大约105℃的熔融温度。
另外或备选地,同样可以添加附加的组分,例如抗氧化剂、另外的橡胶、填料、热塑性树脂、加工助剂、抗焦烧剂、固化剂和/或促进剂。在一些方面中,可以添加以下物质中的一种或多种:抗氧化剂,例如二胺(例如,大约1至大约5phr)和/或非必要地,蜡(例如,零至大约2phr),填料,例如炭黑(例如,大约35至大约55phr),和另外的橡胶(例如,大约40至大约60phr)。
橡胶共混物的组分可以通过在任何适合的混合设备例如BanburyTM混合器、BrabenderTM混合器或优选混合器/挤出机中结合各组分而混合。混合可以在最高至组合物中所使用的弹性体和/或橡胶的熔点的温度下进行。在一些方面中,混合可以按足够允许石墨和/或粘土剥离并变得均匀分散在聚合物内的速率下进行以形成纳米复合材料。
适合的混合速率可以从大约30RPM到大约8,500RPM。在一个或多个实施方案中,混合速率可以从大约30RPM、40RPM、60RPM、100RPM或300RPM的下限至大约500RPM、2,500RPM或8,000RPM的上限。在一个或多个实施方案中,混合速率可以从大约500RPM、1,000RPM或2,500RPM的下限至大约5,500RPM、6,500RPM或8,000RPM的上限。在一个或多个实施方案中,混合速率可以从大约100RPM、750RPM或1,500RPM的下限至大约6,500RPM、7,500RPM或8,500RPM的上限。在一个或多个实施方案中,混合速率可以为大约5,000RPM、5,700RPM或6,000RPM的下限至大约7,000RPM、7,500RPM或7,700RPM的上限。
在一个或多个实施方案中,混合温度可以为大约40℃-大约340℃。在一个或多个实施方案中,混合温度可以为大约80℃-300℃。在一个或多个实施方案中,混合温度可以为大约30℃、40℃或50℃的下限至大约70℃、170℃或340℃的上限。在一个或多个实施方案中,混合温度可以为大约80℃、90℃或100℃的下限至大约120℃、250℃或340℃的上限。在一个或多个实施方案中,混合温度可以为大约85℃、100℃或115℃的下限至大约270℃、300℃或340℃的上限。
在至少一个特定实施方案中,可以按上面指出的速率混合一种或多种弹性体的70%-100%持续20-90秒,或直到温度达到40℃-60℃。然后,可以将大约2/3的填料,和其余量的弹性体(如果有)添加到混合器中,并继续混合直到温度达到90℃-160℃。接下来,可以添加任何其余的填料,以及加工油,并且可以继续混合直到温度达到140℃-190℃。然后可以通过在开炼机上制片来修整成品混合物,并当添加固化剂时允许冷却到60℃-100℃。
实施例
实施例1-橡胶共混物的制备
使用下面表1中所述的基于丙烯的弹性体制备橡胶共混物。
表1—基于丙烯的弹性体
基于丙烯的弹性体 | 分子量,g/mol | 乙烯(C2)含量,wt% |
VistamaxxTM 8880 | ~40,000 | 6 |
VistamaxxTM 8380 | ~40,000 | 12 |
VistamaxxTM 8880和VistamaxxTM 8380基于丙烯的共聚物可从ExxonMobilChemical Company商购。
制备四种橡胶共混物(共混物1-4)和一种对比橡胶共混物(对比共混物A)并具有根据下表2的以下组成(phr量)。
表2—橡胶共混物
表2—橡胶共混物(续)
表2—橡胶共混物(续)
用于共混物制备的混合细节示于下表3和4中。
表3—Banbury混合分布
表4—混合次序细节
实施例2-对比橡胶共混物A和橡胶共混物1和2的原子力显微镜(AFM)分析
对对比橡胶共混物A、橡胶共混物1和橡胶共混物2进行AFM(原子力显微镜)分析,并将结果分别示于图1a、1b和1c中。对于AFM试验,通过在-120℃下低温表面加工制备样品。使用Tapping Mode在具有TESPA悬臂的Bruker Dimesnion ICONAFM上进行显微视图,该TESPA悬臂具有大约320Hz的共振频率、1Hz的扫描速率和256×256的扫描像素尺寸。如图1a-1c所示,与对比橡胶共混物A相比,表面形态随添加VistamaxxTM 8880(橡胶共混物1)和VistamaxxTM 8380(橡胶共混物2)代替蜡而变化,这指示基于丙烯的弹性体的迁移效应。
实施例3-对比橡胶共混物A和橡胶共混物1和2的表面光泽分析
如ISO 7668中所述那样研究对比橡胶共混物A、橡胶共混物1和橡胶共混物2的表面光泽。结果示于表5中。当VistamaxxTM 8880和VistamaxxTM 8380替换蜡时,观察到光泽改进。
表5—光泽
实施例4-橡胶共混物的臭氧龟裂分析
对橡胶共混物进行臭氧龟裂分析。结果示于表6中。结果显示:橡胶共混物1和2中使用VistamaxxTM 8880和VistamaxxTM 8380代替2phr蜡提供与对比橡胶共混物A相当的性能。此外,代替2phr 6PPD,橡胶共混物4使用的VistamaxxTM 8380功能优异以维持抗氧化性能。
表6—臭氧龟裂
实施例5-橡胶共混物的可加工性分析
经由门尼试验、RPA(橡胶加工分析仪,可从Alpha Technologies商购并根据STMD2604进行试验方法)、分散等级和生坯强度分析橡胶共混物的加工性能。门尼、RPA、分散等级和生坯强度的结果分别示于表7、8、9和10中。结果显示,当VistamaxxTM 8880或VistamaxxTM 8380替换蜡或6PPD时,橡胶共混物的可加工性与对比橡胶共混物A相当。
表7—门尼结果
表8—RPA结果
表9-分散等级
表10-生坯强度
实施例6-橡胶共混物的剥离强度分析
对橡胶共混物试验剥离强度并将结果示于图2中。如图2所示,随着添加VistamaxxTM 8880或VistamaxxTM 8380,剥离强度改进,包括当VistamaxxTM 8880或VistamaxxTM 8380替换6PPD的一部分时。
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Claims (21)
1.橡胶共混物,包含:
(i)按40-60phr的量存在的天然橡胶;和
(ii)至少一种包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5-20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有500-8000mPa·s的190℃粘度和90℃-105℃的熔融温度,和其中所述至少一种基于丙烯的弹性体按1-3phr的量存在;
其中所述基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
2.权利要求1的橡胶共混物,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体是以下组分的共混物:
(a)包含至少90wt%丙烯衍生的单元和2-10wt%乙烯衍生的单元的第一基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第一基于丙烯的弹性体具有500-2,000mPa·s的190℃粘度和92℃-102℃的熔融温度;和
(b)包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5.0-20wt%乙烯衍生的单元的第二基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第二基于丙烯的弹性体具有7,000-8,000mPa·s的190℃粘度和95℃-105℃的熔融温度;
其中所述第一基于丙烯的弹性体和所述第二基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
3.权利要求1的橡胶共混物,其中所述橡胶共混物具有≥10kgf/cm的剥离强度。
4.权利要求1的橡胶共混物,其中所述橡胶共混物具有以下性能中的一种或多种:
a)≥30的在20°测量的光泽;
b)≥65的在60°测量的光泽;和
c)≥77的在85°测量的光泽。
5.权利要求1的橡胶共混物,还包含按1-6phr的量的至少一种抗氧化剂。
6.权利要求5的橡胶共混物,其中所述至少一种抗氧化剂是N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对亚苯基二胺。
7.权利要求1-5中任一项的橡胶共混物,还包含按至多2phr的量的蜡。
8.权利要求1-5中任一项的橡胶共混物,还包含少于2.0phr蜡。
9.权利要求1-5中任一项的橡胶共混物,还包含按35-55phr的量存在的填料。
10.权利要求9的橡胶共混物,其中所述填料包含炭黑。
11.权利要求1-5中任一项的橡胶共混物,还包含按40-60phr的量的第二橡胶。
12.权利要求1-5中任一项的橡胶共混物,还包含至少一种选自以下物质的附加试剂:油、促进剂、固化剂、抗焦烧剂、增粘剂、热塑性树脂和它们的组合。
13.包含权利要求1-12中任一项的橡胶共混物的制品。
14.橡胶共混物,包含:
(i)天然橡胶;
(ii)至少一种包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5-20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有500-8,000mPa·s的190℃粘度和90℃-105℃的熔融温度,其中所述基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元;
(iii)聚丁二烯橡胶;
(iv)炭黑;
(v)环烷油;
(vi)2,2,4-三甲基-1,2-氢化喹啉;
(vii)N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对亚苯基二胺;
(viii)热塑性树脂;
(ix)硬脂酸;
(x)氧化锌;
(xi)N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺;
(xii)硫;
(xiii)N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺;和
(xiv)非必要地,蜡。
15.权利要求14的橡胶共混物,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体是以下组分的共混物:
(a)包含至少90wt%丙烯衍生的单元和2-10wt%乙烯衍生的单元的第一基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第一基于丙烯的弹性体具有500-2,000mPa·s的190℃粘度和92℃-102℃的熔融温度;和
(b)包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5-20wt%乙烯衍生的单元的第二基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第二基于丙烯的弹性体具有7,000-8,000mPa·s的190℃粘度和95℃-105℃的熔融温度;
其中所述第一基于丙烯的弹性体和所述第二基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
16.权利要求14-15中任一项的橡胶共混物,其中所述橡胶共混物具有以下性能中的一种或多种:
a)≥10kgf/cm的剥离强度;
b)≥30的在20°测量的光泽;
c)≥65的在60°测量的光泽;和
d)≥77的在85°测量的光泽。
17.橡胶共混物的制备方法,包括以下步骤:
将以下组分结合:
(i)40-60phr的天然橡胶;和
(ii)1-3phr的至少一种包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5-20wt%乙烯衍生的单元的基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体具有500-8,000mPa·s的190℃粘度和90℃-105℃的熔融温度,和
回收橡胶共混物,其中所述基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
18.权利要求17的方法,其中所述至少一种基于丙烯的弹性体是以下组分的共混物:
(a)包含至少90wt%丙烯衍生的单元和2-10wt%乙烯衍生的单元的第一基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第一基于丙烯的弹性体具有500-2,000mPa·s的190℃粘度和92℃-102℃的熔融温度;和
(b)包含至少80wt%丙烯衍生的单元和5-20wt%乙烯衍生的单元的第二基于丙烯的弹性体,按所述基于丙烯的弹性体的重量计,其中所述第二基于丙烯的弹性体具有7,000-8,000mPa·s的190℃粘度和95℃-105℃的熔融温度;
其中所述第一基于丙烯的弹性体和所述第二基于丙烯的弹性体不含有任何二烯衍生的单元。
19.权利要求17-18中任一项的方法,进一步将以下物质中的一种或多种结合到所述天然橡胶和所述至少一种基于丙烯的弹性体中:
(iii)1-6phr抗氧化剂;
(iv)0-2phr蜡;
(v)35-55phr填料;和
(vi)40-60phr的第二橡胶。
20.权利要求17-18中任一项的方法,还包括结合至少一种选自以下物质的附加试剂:油、促进剂、固化剂、抗焦烧剂、增粘剂、热塑性树脂和它们的组合。
21.权利要求17-18中任一项的方法,其中所述橡胶共混物具有以下性能中的一种或多种:
a)≥10kgf/cm的剥离强度;
b)≥30的在20°测量的光泽;
c)≥65的在60°测量的光泽;和
d)≥77的在85°测量的光泽。
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