JP2013516540A - Composition comprising compatible silica, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, elastomer compound, and / or recycled material - Google Patents

Composition comprising compatible silica, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, elastomer compound, and / or recycled material Download PDF

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Abstract

ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成するプロセスをここに開示する。該プロセスはシリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成することを含む。該プロセスは、相溶性シリカスラリーをスチレンブタジエンポリマーラテックスおよびアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスに混ぜ込むことを含む。該プロセスはシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスをシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドすることを含む。アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのブレンド中の相溶性シリカのポリマー組成物ならびにリサイクルエラストマー組成物をここに記載する。該リサイクルエラストマー組成物はまた、カップリング剤を含む相溶性シリカ、クラムラバー、カーボンブラック、充填剤、およびエクステンダー油を含む。該リサイクルエラストマー組成物よりなる物品をここに開示する。
【選択図】図1
A process for forming a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form is disclosed herein. The process includes treating silica with a coupling agent to form a compatible silica slurry. The process includes mixing a compatible silica slurry into a styrene butadiene polymer latex and an acrylonitrile butadiene polymer latex. The process includes blending a silica styrene butadiene polymer latex with a silica acrylonitrile butadiene polymer latex. Polymeric compositions of compatible silica in blends of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer and recycled elastomer compositions are described herein. The recycled elastomeric composition also includes compatible silica containing a coupling agent, crumb rubber, carbon black, filler, and extender oil. Articles comprising the recycled elastomer composition are disclosed herein.
[Selection] Figure 1

Description

関連出願の相互参照Cross-reference of related applications

本出願は、共に“相溶性シリカおよびニトリルポリマー組成物の製造プロセス”と題された、2010年1月7日に出願された、米国仮特許出願第61/292,910号及び2011年1月4日に出願された、米国特許出願第12/984,267号;共に“ニトリルゴム中の相溶性シリカおよびニトリルゴムとスチレンブタジエンゴム組成物のブレンド”と題された、2010年1月7日に出願された、米国仮特許出願第61/292,917号及び2011年1月4日に出願された、米国特許出願第12/984,280号;ならびに共に“リサイクル材料およびシリカを含むエラストマー化合物”と題された、2010年1月7日に出願された、米国仮特許出願第61/292,923号及び2011年1月4日に出願された、米国特許出願第12/984,295号に対する優先権およびその利益を主張する。これらの参照文献は、その全体が本明細書に組み込まれる。   This application is based on US Provisional Patent Application Nos. 61 / 292,910 and January 2011, both filed January 7, 2010, both entitled “Process for Making Compatible Silica and Nitrile Polymer Compositions”. US Patent Application No. 12 / 984,267, filed 4 days; January 7, 2010, both entitled "Compatibilized Silica in Nitrile Rubber and Blend of Nitrile Rubber and Styrene Butadiene Rubber Composition" US provisional patent application 61 / 292,917 and US application Ser. No. 12 / 984,280 filed Jan. 4, 2011; and both “recycled materials and elastomeric compounds comprising silica. United States provisional patent application 61 / 292,923, filed January 7, 2010, and United States filed January 4, 2011, entitled “ Priority and claims the benefit to Patent Application No. 12 / 984,295. These references are incorporated herein in their entirety.

本発明の実施形態は全体としてラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド、相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド、相溶性シリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドのブレンド、化学的および生物学的侵入または危険に対抗するポリマー組成物、ならびにゴムクラム、相溶性シリカおよびカーボンブラックを含むリサイクルエラストマー系組成物に関する。   Embodiments of the present invention generally include a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form, an acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing compatible silica, a blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blend containing compatible silica, The present invention relates to a polymer composition that counters both mechanical and biological invasion or danger, and a recycled elastomeric composition comprising rubber crumb, compatible silica and carbon black.

複雑な加工助剤の使用を必要とせずおよびラテックスの早期凝固を引き起こさずにラテックス段階において、シリカおよび他の補強剤例えばカーボンブラックの、均一なポリマーへの取り込み(ここで、シリカは加工中にポリマーマトリックスに実質的に均一に分散され得および相溶性をもつ)、に対する簡単でより費用のかからない技術を提供することについての必要性が存在する。   Incorporation of silica and other reinforcing agents such as carbon black into a homogeneous polymer in the latex stage without the need for complex processing aids and without causing premature latex coagulation (where silica is There is a need to provide a simpler and less expensive technique for (which can be substantially uniformly dispersed in a polymer matrix and is compatible).

沈降シリカまたはヒュームドシリカに対するカップリング剤による処理のための湿式法であって、それによりシリカがポリマーラテックスのポリマー相と相溶になる、方法についての必要性が存在する。   There is a need for a wet process for the treatment with a coupling agent on precipitated silica or fumed silica, whereby the silica is compatible with the polymer phase of the polymer latex.

均一の充填剤分散をもち、製造が容易で、紫外線安定剤を含み、高密度をもち、軽量である、ならびに利用者保護のため生物学的兵器に対抗するのに用いる化学的兵器組成物に耐えることのできる、ポリマー組成物を提供する必要性が存在する。   A chemical weapon composition that has uniform filler dispersion, is easy to manufacture, contains UV stabilizers, has high density, is lightweight, and is used to combat biological weapons for user protection. There is a need to provide a polymer composition that can withstand.

生産の間にエネルギーを節約し、生産コストを削減し、通常沖の深海井戸から生じおよび高価な原炭化水素を使用しないため輸送コストを削減し、ならびに取戻されてリサイクルされるゴムなど、埋立地のゴムの量を減らす「環境にやさしい(グリーン)」特性を持つ、リサイクルされたエラストマー配合物に対する必要性が存在する。   Save energy during production, reduce production costs, reduce transportation costs by not using expensive raw hydrocarbons that usually originate from offshore wells, and landfills such as rubber that is recovered and recycled There is a need for recycled elastomeric blends with “green” properties that reduce the amount of rubber in the environment.

本発明の実施形態はこれらの必要性を満たす。   Embodiments of the present invention meet these needs.

以下に示す添付の図面を併用することにより詳細な説明はより良く理解されるであろう:   The detailed description will be better understood when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

図1は、プロセスの一実施形態の図である。FIG. 1 is a diagram of one embodiment of a process. 図2は、相溶性シリカを含むアクリロニトリルおよびスチレンブタジエンターポリマーラテックスのブレンドを形成するためのプロセスの一実施形態の図である。FIG. 2 is an illustration of one embodiment of a process for forming a blend of acrylonitrile and styrene butadiene terpolymer latex containing compatible silica. 図3は、相溶性シリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスのブレンドを形成するためのプロセスの一実施形態の図である。FIG. 3 is an illustration of one embodiment of a process for forming a blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex comprising compatible silica. 図4は、アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカを形成するためのプロセスの一実施形態の図である。FIG. 4 is an illustration of one embodiment of a process for forming compatible silica in a latex blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer. 図5は、ラテックス形態での相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成するためのプロセスの一実施形態の図である。FIG. 5 is an illustration of one embodiment of a process for forming a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form.

本発明の実施形態は記載される図を参照して以下に詳述される。   Embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the figures described.

本発明のプロセス、組成物および物品を詳細に説明する前に、該プロセス、組成物および物品は特定の実施形態に限定されるものではなく、および該プロセス、組成物および物品は様々な方法で実践または実施することができることが理解されるべきである。   Before describing the processes, compositions and articles of the present invention in detail, the processes, compositions and articles are not limited to a particular embodiment, and the processes, compositions and articles are in various ways. It should be understood that it can be practiced or implemented.

一以上の実施形態では、連続フローを、無圧ないし低圧を、周囲温度ないしわずかに周囲温度以上を、活性剤、フリーラジカル開始剤、水および停止剤を用いた乳化重合を用いて形成された、クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物、ならびに該弾性ポリマー組成物から製造された物品に関する。   In one or more embodiments, a continuous flow is formed using emulsion polymerization with no pressure or low pressure, ambient temperature or slightly above ambient temperature, using an activator, free radical initiator, water and terminator. , An elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica, and articles made from the elastic polymer composition.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、組成物の総重量に基づいて合成弾性ポリマー18重量%ないし93重量%を有することができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can have 18% to 93% by weight of the synthetic elastic polymer based on the total weight of the composition.

前記合成弾性ポリマーは、弾性ポリマー組成物の総重量に基づいて、液体1,3−ブタジエンモノマー60重量%ないし82重量%を含むことができる。   The synthetic elastic polymer may include 60% to 82% by weight of liquid 1,3-butadiene monomer, based on the total weight of the elastic polymer composition.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、弾性ポリマー組成物の総重量に基づいてスチレンモノマー18重量%ないし40重量%を有することができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can have 18% to 40% by weight styrene monomer based on the total weight of the elastic polymer composition.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、弾性ポリマー組成物の総重量に基づいて、相溶性シリカ5重量%ないし80重量%をもつことができる。前記相溶性シリカは、該相溶性シリカの表面の約20重量%に結合した有機ケイ素カップリング剤少なくとも1重量%を有することができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can have 5% to 80% by weight of compatible silica, based on the total weight of the elastic polymer composition. The compatible silica can have at least 1% by weight of an organosilicon coupling agent bonded to about 20% by weight of the surface of the compatible silica.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、組成物の総重量に基づいてリサイクルクラムラバー1重量%ないし50重量%を有することができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can have 1% to 50% by weight recycled crumb rubber based on the total weight of the composition.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、組成物の総重量に基づいてカーボンブラック1重量%ないし40重量%または、組成物の総重量に基づいてカーボンブラック1重量%ないし10重量%を含むことができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica comprises 1% to 40% by weight of carbon black based on the total weight of the composition or 1% to 10% by weight of carbon black based on the total weight of the composition. Can do.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、その中に再生ゴムの粒子を含むことができる。一つ以上の実施形態ではクラムラバー粒子の少なくとも50容量%が米国標準シリーズふるい(US series sieve)#10メッシュよりも小さいものであり得または、クラムラバー粒子少なくとも50容量%が米国標準シリーズふるい#200メッシュよりも小さいものであり得る。クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、リサイクルタイヤから100%供給され得るクラムラバーを含むことができる。再生ゴムの粒子は再生ゴムが弾性ポリマー組成物またはゴム組成物内に取り込まれる前にふるいを通過させることができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can contain recycled rubber particles therein. In one or more embodiments, at least 50% by volume of crumb rubber particles may be smaller than US series sieve # 10 mesh, or at least 50% by volume of crumb rubber particles may be US standard series sieve # 200 mesh. Can be smaller. The elastic polymer composition containing crumb rubber and silica can contain crumb rubber that can be supplied 100% from recycled tires. The particles of reclaimed rubber can be passed through a sieve before the reclaimed rubber is incorporated into the elastic polymer composition or rubber composition.

弾性ポリマー組成物を製造するための乳化重合の間に、合成弾性ポリマーはラテックスまたは乾燥微粒子の形態にすることができる。   During the emulsion polymerization to produce the elastic polymer composition, the synthetic elastic polymer can be in the form of latex or dry particulates.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、さらに、組成物の総重量に基づいて、充填剤0.1重量%ないし50重量%を含むことができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can further comprise 0.1 wt% to 50 wt% filler, based on the total weight of the composition.

本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品で使用される充填剤は、粉砕ペカン殻、セルロース系材料、サイレージ、珪藻土、粉砕ピーナッツ殻、タルク、粉砕石炭、粉砕バガス、灰、パーライト、クレー、炭酸カルシウム、バイオマス、およびそれらの組合せからなるものであってよい。   The fillers used in the processes, compositions and articles described herein include ground pecan shells, cellulosic materials, silage, diatomaceous earth, ground peanut shells, talc, ground coal, ground bagasse, ash, perlite, clay. , Calcium carbonate, biomass, and combinations thereof.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、組成物の総重量に基づいて、エクステンダー油1重量%ないし40重量%を含むことができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can comprise 1 wt% to 40 wt% of extender oil, based on the total weight of the composition.

本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品で使用されるエクステンダー油は合成油、芳香油、ナフテン油、炭化水素、多環芳香族炭化水素油、またはそれらの組合せであってよい。   The extender oil used in the processes, compositions and articles described herein may be a synthetic oil, aromatic oil, naphthenic oil, hydrocarbon, polycyclic aromatic hydrocarbon oil, or combinations thereof.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、組成物の総重量に基づいて、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性加硫物、またはその任意の組合せを最大25重量%まで含むことができる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica can comprise up to 25% by weight of a thermoplastic polymer, thermoplastic elastomer, thermoplastic vulcanizate, or any combination thereof, based on the total weight of the composition.

クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、架橋されたポリマーの組成物であってよい。クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物は、さまざまなタイプの物品を製造するために使用できる。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica may be a crosslinked polymer composition. Elastic polymer compositions comprising crumb rubber and silica can be used to make various types of articles.

本明細書に記載されるプロセスおよび組成物から製造できる物品は、フロアマット、タイヤ、ベルト、ローラー、履物、電線およびケーブル外被、屋根縁取り、管状のホース、海洋用衝撃バンパー(marine impact bumpers)、工業用ベルト、非自動車用のタイヤ、鉱業用ベルト、ベアリング、コンジット、ガスケットプリンタのローラー、Oリング、靴、ガーデンホース、パイプ、船のドッキングに使用されるサイドバンパー、非ラテックス手袋、ガスマスク、バイク、自動車、または飛行機で使用される空気入りタイヤ等々を含むことができる。   Articles that can be made from the processes and compositions described herein include floor mats, tires, belts, rollers, footwear, wire and cable jackets, roof trims, tubular hoses, marine impact bumpers. , Industrial belts, non-automotive tires, mining belts, bearings, conduits, gasket printer rollers, O-rings, shoes, garden hoses, pipes, side bumpers used for ship docking, non-latex gloves, gas masks , Pneumatic tires used in motorcycles, automobiles, airplanes, and the like.

一つ以上の実施形態はリサイクルされたエラストマー組成物およびリサイクルされたエラストマー組成物から製造された物品に関連する。   One or more embodiments relate to recycled elastomeric compositions and articles made from recycled elastomeric compositions.

本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品で使用される天然ゴムはいずれかのポリイソプレン、例えばゴムであってよい。本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品で使用される合成弾性ポリマーはスチレンブタジエンゴムであってよい。   The natural rubber used in the processes, compositions and articles described herein can be any polyisoprene, such as rubber. The synthetic elastomeric polymer used in the processes, compositions and articles described herein may be a styrene butadiene rubber.

合成弾性ポリマーは、液体1,3−ブタジエン60重量%ないし82重量%、スチレン18重量%ないし40重量%、相溶性シリカの表面に結合したカップリング剤少なくとも1重量%を有する相溶性シリカ5重量%ないし80重量%、クラムラバー1重量%ないし50重量%ならびにカーボンブラック1重量%ないし40重量%を含むことができる。   The synthetic elastic polymer is 60% to 82% by weight liquid 1,3-butadiene, 18% to 40% by weight styrene, 5% compatible silica with at least 1% by weight coupling agent bound to the surface of the compatible silica. % To 80% by weight, crumb rubber 1% to 50% by weight, and carbon black 1% to 40% by weight.

合成弾性ポリマーは、共役ジエン系モノマー例えばブタジエン、イソプレン、クロロプレン、ペンタジエン、およびジメチルブタジエン等の重合または共重合によって調製することができる。合成弾性ポリマーはビニルモノマーおよび共益ジエンとビニルモノマーとの組合せを含むことができる。   Synthetic elastic polymers can be prepared by polymerization or copolymerization of conjugated diene monomers such as butadiene, isoprene, chloroprene, pentadiene, and dimethylbutadiene. Synthetic elastomeric polymers can include vinyl monomers and combinations of common diene and vinyl monomers.

ピナンヒドロペルオキシドは乳化重合に使用できる。   Pinane hydroperoxide can be used in emulsion polymerization.

本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品で使用されるのに適したビニルモノマーは、以下のもの:スチレン、アルファメチルスチレン、アルキル置換スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、アクリロニトリル、塩化ビニル、メタクリロニトリル、イソブチレン、無水マレイン酸、アクリル酸エステルおよびアクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニルエーテルおよびビニルピリジンを含むことができる。   Suitable vinyl monomers for use in the processes, compositions and articles described herein include: styrene, alpha methyl styrene, alkyl substituted styrene, vinyl toluene, divinyl benzene, acrylonitrile, vinyl chloride, It can include methacrylonitrile, isobutylene, maleic anhydride, acrylic esters and acrylic acids, methacrylic esters, vinyl ethers and vinyl pyridines.

合成弾性ポリマーは、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー(ABS)、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ブタジエン−ビニルピリジンポリマー、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ネオプレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー(SAN)またはアクリロニトリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドを含めることができる。   Synthetic elastic polymers are styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), polybutadiene, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, polyvinyl acetate, butadiene-vinylpyridine polymer , Polyisoprene, polychloroprene, neoprene, styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) or blends of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride.

得られたリサイクルされた弾性ポリマーは、ブレンドから製造することができ、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性加硫物、またはこれらの組合せを最大25重量%含めることができる。熱可塑性ポリマーは熱可塑性ポリオレフィンブレンドであってよい。熱可塑性エラストマーはスチレンブタジエンブロックコポリマーであってよい。熱可塑性加硫物はポリプロピレンマトリックス中の架橋エチレンプロピレンジエン材料とすることができる。   The resulting recycled elastic polymer can be made from a blend and can contain up to 25 wt% of a thermoplastic polymer, a thermoplastic elastomer, a thermoplastic vulcanizate, or a combination thereof. The thermoplastic polymer may be a thermoplastic polyolefin blend. The thermoplastic elastomer may be a styrene butadiene block copolymer. The thermoplastic vulcanizate can be a cross-linked ethylene propylene diene material in a polypropylene matrix.

シリカはリサイクルされた弾性ポリマーの全体組成の重量の5%から80%を構成できる。   Silica can constitute 5% to 80% by weight of the total composition of the recycled elastic polymer.

乳化重合ブレンディングは90秒ないし30分間に800ポンドないし1200ポンドの割合で混合するバンバリーミキサーを使用して実行できる。   Emulsion polymerization blending can be performed using a Banbury mixer that mixes at a rate of 800 pounds to 1200 pounds for 90 seconds to 30 minutes.

すでに本明細書に列挙したシリカをポリマーにブレンドすることに加えて、相溶性シリカはポリオレフィン、ポリアルファオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリエポキシド、ポリアクリレート、及びアクリレートとビニルモノマーとのコポリマーとブレンドすることができる。   In addition to blending the silica already listed herein with the polymer, the compatible silica is a polyolefin, polyalphaolefin, polyester, polyamide, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyepoxide, polyacrylate, and a copolymer of acrylate and vinyl monomer. Can be blended with.

ポリオレフィンはホモポリマー、コポリマー、架橋コポリマー、および直鎖の、枝分かれのもしくは環状アルファモノオレフィン、ビニリデンオレフィン、および非共役のジ−およびトリオレフィンから調製されたコモノマー配合物であってよく、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジエン、オクタトリエン、ノルボルナジエン、アルキリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン等々を含む。   Polyolefins can be homopolymers, copolymers, cross-linked copolymers, and comonomer blends prepared from linear, branched or cyclic alpha monoolefins, vinylidene olefins, and unconjugated di- and triolefins, 1,4 -Pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, dicyclopentadiene, 1,5-cyclooctadiene, octatriene, norbornadiene, alkylidene norbornene, vinyl norbornene and the like.

このようなポリマーの例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−α−オレフィン−非共役のジエンターポリマー(EPDMs)、塩素化ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブテン、ポリノボルネンおよびアルファオレフィン樹脂を含む。   Examples of such polymers include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymers, ethylene-α-olefin-nonconjugated diene terpolymers (EPDMs), chlorinated polyethylene, polybutylene, polybutene, polynobornene and alpha olefin resins.

一つ以上の実施形態では、本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品での使用に適した相溶性シリカを製造するため、シリカを水溶液中カップリング剤で処理して、他の成分とブレンドするためのスラリーを形成できる。   In one or more embodiments, the silica is treated with a coupling agent in an aqueous solution to produce compatible silica suitable for use in the processes, compositions, and articles described herein, and other components. A slurry for blending with can be formed.

シリカは多くの商業的に入手可能な非晶質シリカ、例えば沈降シリカまたはヒュームドシリカからできていて、微粉化した粒度および高表面積をもつものであってよい。シリカ粒子のサイズはシリカ充填ポリマーまたはシリカ強化ポリマーの最終用途に応じて7nmないし60nmまでように比較的広い範囲内で変更することができる。   The silica is made of many commercially available amorphous silicas, such as precipitated silica or fumed silica, and may have a finely divided particle size and high surface area. The size of the silica particles can be varied within a relatively wide range, such as from 7 nm to 60 nm, depending on the end use of the silica filled polymer or silica reinforced polymer.

微粉化したシリカはしたがって、水性スラリーに形成でき、およびシリカ表面に化学的に結合することができるカップリング剤で処理できる。技術的によく知られたカップリング剤は、親水性の充填剤材料例えばガラスファイバーまたはシリカを、疎水性の材料例えばゴムまたは熱可塑性材料として有用な天然および合成弾性ポリマーと連結するために使用することができる。少なくとも20%の結合がカップリング剤で達成できる。   Micronized silica can thus be formed into an aqueous slurry and treated with a coupling agent that can be chemically bonded to the silica surface. Coupling agents well known in the art are used to link hydrophilic filler materials such as glass fibers or silica with natural and synthetic elastic polymers useful as hydrophobic materials such as rubber or thermoplastic materials. be able to. At least 20% binding can be achieved with the coupling agent.

シリカを天然および合成弾性ポリマーに結合させることがよく知られている有機ケイ素化合物は、カップリング剤として使用できる。有機ケイ素は有機シランから誘導されるものであってよい。   Organosilicon compounds well known to bind silica to natural and synthetic elastic polymers can be used as coupling agents. The organosilicon may be derived from an organosilane.

実施形態では、1ないし3個の有機基と、シリカが添加される、天然または合成弾性ポリマーと混合可能であるケイ素原子とが直接結合できる。   In embodiments, 1 to 3 organic groups can be directly bonded to a silicon atom that is miscible with a natural or synthetic elastic polymer to which silica is added.

カップリング剤は天然ゴム、合成弾性ポリマーまたはそれらの組合せと、該天然ゴムまたは合成弾性ポリマーの硬化中に、化学的に結合され得る。   The coupling agent can be chemically combined with natural rubber, synthetic elastic polymer or a combination thereof during curing of the natural rubber or synthetic elastic polymer.

カップリング剤はシリカの表面と化学的に反応してカップリング剤をそれに結合させる能力をもつことができる。カップリング剤はビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドを含めることができる。ビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドは2ないし8個の硫黄原子を持つことができ、ここで該アルキル基は炭素原子数1ないし18のアルキル基であってよく、および該アルコキシ基は炭素原子数1ないし8のアルコキシ基であってよい。   The coupling agent can have the ability to chemically react with the surface of the silica to bind the coupling agent thereto. The coupling agent can include bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide. The bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide can have 2 to 8 sulfur atoms, where the alkyl group can be an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and the alkoxy group has It may be 1 to 8 alkoxy groups.

使用されるカップリング剤の量は天然または合成弾性ポリマーにブレンドされるシリカの量に応じておよびカップリング剤の分子量に応じて比較的広い制限範囲内で変更され得る。シリカ100部に対してカップリング剤1部ないし25部が使用でき、例えばシリカ100部に対してカップリング剤1部ないし15部で使用できる。使用されるカップリング剤の量はシリカ表面に存在する有機ケイ素の実際の重量百分率によって定義することができる。カップリング剤の重量の多くはシリカ表面との反応およびそれ自体の縮合の間に失われ得る。   The amount of coupling agent used can vary within relatively wide limits depending on the amount of silica blended with the natural or synthetic elastic polymer and depending on the molecular weight of the coupling agent. 1 part to 25 parts of coupling agent can be used for 100 parts of silica, for example, 1 part to 15 parts of coupling agent can be used for 100 parts of silica. The amount of coupling agent used can be defined by the actual weight percentage of organosilicon present on the silica surface. Much of the weight of the coupling agent can be lost during the reaction with the silica surface and its own condensation.

90重量%以上のシリカの、乳化重合されたポリマー中への取り込みを達成させるため、シリカ表面の有機ケイ素の重量%は0.50ないし10.0にあってよい。それで、最低0.5ないし5gのシラン由来の有機ケイ素は、スラリーに満たされたシリカ100gに結合できる。   In order to achieve incorporation of 90% by weight or more of silica into the emulsion polymerized polymer, the weight percent of organosilicon on the silica surface may be between 0.50 and 10.0. Thus, a minimum of 0.5-5 g of silane-derived organosilicon can be bound to 100 g of silica filled in the slurry.

ドライミックスにおける強化された相溶性のために、または天然または合成弾性ポリマーとの追加の化学反応のために、シリカの重量につき1重量%以上の有機ケイ素残基はシリカの表面上に結合する。例えば有機ケイ素10重量%ないし20重量%がシリカの表面に結合できる。   For enhanced compatibility in the dry mix, or for additional chemical reactions with natural or synthetic elastic polymers, more than 1 wt.% Organosilicon residues per silica weight bind on the surface of the silica. For example, 10% to 20% by weight of organosilicon can be bound to the surface of silica.

合成弾性ポリマーはブタジエン(例えば液体1,3−ブタジエンCH=CHCH=CH)約55重量%ないし約92重量%有するか、または含むことができる。合成弾性ポリマーはスチレン約8ないし約45重量%を含むことができる。実施態様では合成弾性ポリマーはラテックスまたは乾燥微粒子の形態をとることができる。 The synthetic elastomeric polymer may have or include from about 55% to about 92% by weight of butadiene (eg, liquid 1,3-butadiene CH 2 ═CHCH═CH 2 ). The synthetic elastomeric polymer can contain about 8 to about 45 weight percent styrene. In embodiments, the synthetic elastomeric polymer can take the form of a latex or dry particulate.

本明細書で使用される用語「ラテックス」は媒体中のポリマー微粒子の安定な分散液またはエマルションをさす。実例となる媒体は水または他の液体を含めることができる。ラテックスは天然または合成であってよい。   The term “latex” as used herein refers to a stable dispersion or emulsion of polymer microparticles in a medium. Illustrative media can include water or other liquids. The latex may be natural or synthetic.

一実施形態では、エラストマー組成物は相溶性シリカ約5重量%ないし約80重量%を含めることができる。   In one embodiment, the elastomeric composition can include about 5% to about 80% by weight of compatible silica.

実施形態では、相溶性シリカは、該相溶性シリカの表面に結合されるカップリング剤少なくとも1重量%を含むことができる。実施形態において、カップリング剤の量は、カップリング剤約1重量%ないし約50重量%にあってよい。   In embodiments, the compatible silica can include at least 1% by weight of a coupling agent that is bound to the surface of the compatible silica. In embodiments, the amount of coupling agent may be from about 1% to about 50% by weight coupling agent.

リサイクルされたエラストマー組成物は、クラムラバー約1重量%ないし約50重量%を含めることができる。   The recycled elastomeric composition can include from about 1% to about 50% by weight crumb rubber.

本明細書で使用される用語「クラムラバー」は、廃タイヤまたは他のゴムが、チリ、ガラスまたは岩のような不活性な不純物のいずれかの他のタイプと一緒に取り去られるスチールおよび繊維のような本質的に補強材とともに、均質な顆粒に縮小されることによって得られる物質をさす。再生ゴムはリサイクルされたゴムであってよく、それは合成および/または天然ゴムまたはプラスチックから得られる。実施形態において、クラムラバーは100%リサイクルされたタイヤから作られていてよい。ゴム組成物にとり込まれる前に本明細書で説明されるように、再生ゴム粒子の少なくとも1部は米国標準シリーズのメッシュのふるいを通すことができる。例えば再生ゴムの粒子の10%ないし50%は#200メッシュまたは他のメッシュのふるいを通過させることができる。   As used herein, the term “crumb rubber” refers to steels and fibers where waste tires or other rubber is removed along with any other type of inert impurities such as dust, glass or rock. A substance obtained by being reduced to a homogeneous granule together with a reinforcing material. Recycled rubber may be recycled rubber, which is obtained from synthetic and / or natural rubber or plastic. In an embodiment, the crumb rubber may be made from 100% recycled tires. As described herein prior to being incorporated into the rubber composition, at least a portion of the reclaimed rubber particles can be passed through a US standard series mesh screen. For example, 10% to 50% of the recycled rubber particles can be passed through a # 200 mesh or other mesh screen.

エラストマー組成物の実施形態ではカーボンブラック約1%重量%ないし約40重量%を含めることができる。カーボンブラックは、炭化水素の熱分解の部分燃焼で得られた、ほぼ球形コロイド粒子およびコロイドサイズの合体粒子凝固体の形態にある本質的に元素状炭素である物質とすることができる。2種類の異なるタイプのカーボンブラックを使用することができる。   Elastomer composition embodiments may include from about 1% to about 40% by weight carbon black. Carbon black can be a substance that is essentially elemental carbon in the form of approximately spherical colloidal particles and colloid-sized coalesced particle coagulum obtained by partial combustion of hydrocarbon pyrolysis. Two different types of carbon black can be used.

エラストマー組成物は、本明細書に記載されるような充填剤を含めることができる。エラストマー組成物の実施形態は充填剤約0.1重量%ないし約50重量%を含めることができる。   The elastomeric composition can include a filler as described herein. Embodiments of the elastomer composition can include from about 0.1% to about 50% by weight filler.

本明細書に記載される組成物、物品およびプロセスは「他の材料」例えば紫外線(UV)安定剤、エクステンダー油、酸化防止剤または酸化防止剤を含むことができる。組成物は「他の材料」を組成物の総重量に基づいて約0.1重量%から3重量%含むことができる。   The compositions, articles and processes described herein can include “other materials” such as ultraviolet (UV) stabilizers, extender oils, antioxidants or antioxidants. The composition can include from about 0.1% to 3% by weight of “other materials” based on the total weight of the composition.

紫外線(UV)安定剤がヒンダードアミン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、またはこれらの組合せであってよい。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト、ビスフェノール、アミン系酸化防止剤、またはこれらの組合せであってよい。たとえば、エラストマー組成物は、エクステンダー油約0.01重量%ないし約40重量%で含むことができる。エクステンダー油は可塑剤として作用し、加工性を高め得る。   The ultraviolet (UV) stabilizer may be a hindered amine, benzotriazole, triazine, or a combination thereof. The antioxidant may be a phenolic antioxidant, phosphite, bisphenol, an amine antioxidant, or a combination thereof. For example, the elastomeric composition can comprise from about 0.01% to about 40% by weight extender oil. Extender oil can act as a plasticizer and enhance processability.

実施形態は、本明細書に記載される物品のように、ゴム組成物から製造した物品を含むことができる。   Embodiments can include articles made from the rubber composition, such as the articles described herein.

一つ以上の実施形態は、相溶性シリカ約6重量%ないし90重量%、カップリング剤少なくとも1重量%、スチレンブタジエンポリマー少なくとも10重量%、およびアクリロニトリルブタジエンポリマー少なくとも10重量%を有するポリマー組成物およびそれから製造された物品を含むことができる。   One or more embodiments include a polymer composition having about 6% to 90% by weight compatible silica, at least 1% by weight coupling agent, at least 10% by weight styrene butadiene polymer, and at least 10% by weight acrylonitrile butadiene polymer. Articles manufactured therefrom can be included.

ポリマーブレンドとして本明細書でまた言及するポリマー組成物は、柔軟性、耐久性を保ちおよび、変形なしで摂氏−35℃の低温に耐え得ながら、タイヤ、人員のための弾道被服(ballistic clothing)およびシールドに使用するのに優れている。
ポリマーブレンドは、ばらばらにならず充填剤を受け入れる能力を有することができる。
The polymer composition, also referred to herein as a polymer blend, is ballistic clothing for tires, personnel while maintaining flexibility, durability and withstanding low temperatures of -35 ° C without deformation. Excellent for use in and shield.
The polymer blend can have the ability to accept fillers without being disjointed.

実施形態において、ポリマー組成物は乳化重合したアクリロニトリルブタジエンポリマー少なくとも10重量%の最小限量と相溶性シリカよりなる残りの部分を含めることができる。ブタジエンは液体1,3−ブタジエンであり得る。   In embodiments, the polymer composition can include a minimum amount of at least 10% by weight of an emulsion polymerized acrylonitrile butadiene polymer and the remainder consisting of compatible silica. The butadiene can be liquid 1,3-butadiene.

相溶性シリカはその表面に結合される有機ケイ素カップリング剤を、シリカの重量につき有機ケイ素約2重量%ないし約10重量%で、含むことができ、それにより相溶性シリカを形成している。   The compatible silica can include an organosilicon coupling agent bonded to its surface, from about 2% to about 10% by weight of organosilicon, based on the weight of the silica, thereby forming a compatible silica.

実施形態において、ポリマー組成物はポリマーのブレンドであってもよい。該ポリマーは、ポリオレフィン、ポリアルファオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリウレタン、エチレンプロピレンおよび非共役ジエンとのターポリマー、フルオロエラストマー、クロロエラストマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチリデン、ポリクロロプレン、ポリ塩化ビニル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリエポキシド、エチレンインターポリマー、スチレンブタジエンのブロックコポリマー、上記列挙の架橋ポリマー、スチレンイソプレンのホモポリマーおよびコポリマー、アクリレートのコポリマー、ビニルモノマー、またはこれらの組合せであり得る。   In embodiments, the polymer composition may be a blend of polymers. The polymers include polyolefins, polyalphaolefins, polyesters, polyamides, polycarbonates, polyphenylene oxides, polyacrylates, polyurethanes, terpolymers with ethylene propylene and non-conjugated dienes, fluoroelastomers, chloroelastomers, polyisoprenes, polybutadienes, polyisobutylidenes. , Polychloroprene, polyvinyl chloride, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, polyepoxide, ethylene interpolymers, block copolymers of styrene butadiene, cross-linked polymers listed above, homopolymers and copolymers of styrene isoprene, copolymers of acrylates, vinyl monomers, or It can be a combination of these.

アクリロニトリルブタジエンポリマーブレンドに相溶性シリカを含むポリマー組成物はまた、ポリ塩化ビニルポリマーを含めることができる。ポリ塩化ビニルポリマー約20重量%ないし約50重量%をアクリロニトリルブタジエンポリマー少なくとも10重量%と一緒に使用できる。ポリマー組成物は15:50のアクリロニトリル対ブタジエンポリマー少なくとも10%の最小限量を、相溶性シリカからなる残量とともに含むことができる。   A polymer composition comprising compatible silica in an acrylonitrile butadiene polymer blend can also include a polyvinyl chloride polymer. From about 20% to about 50% by weight of the polyvinyl chloride polymer can be used with at least 10% by weight of the acrylonitrile butadiene polymer. The polymer composition may include a minimum amount of at least 10% of 15:50 acrylonitrile to butadiene polymer, with a balance consisting of compatible silica.

一つ以上の実施形態は、本明細書に記載されるポリマー組成物から形成されたまたはそれでできた物品に関する。物品は本明細書に記載されるいずれかの物品または同様のものであり得る。形成された物品は、ガスマスク、兵士用ブーツ、アークフラッシングに抵抗する防護服および肉食有機生物体に対する防護服として使用するために、生物学的及び化学的兵器構成要素に対し化学的耐性をもつことができる。   One or more embodiments relate to an article formed from or made of the polymer composition described herein. The article can be any article described herein or the like. The formed article is chemically resistant to biological and chemical weapon components for use as gas masks, soldier boots, protective clothing against arc flashing and protective clothing against carnivorous organic organisms. be able to.

有機ケイ素は29Si CPMAS NMRにより測定されたT/T比0.75以上を有する平均四量体構造として存在することができる。用語「T」と「T」は二倍(T2)および三倍(T3)のSi−O結合したケイ素を示す。「Si CPMAS NMR」は、分析されているシリコンの同位体元素原子量をさす上付き数字29とともに、ケイ素交差分極マジック角回転核磁気共鳴をさす。 Organosilicon can be present as an average tetrameric structure having a T 3 / T 2 ratio of 0.75 or more as measured by 29 Si CPMAS NMR. The terms “T 2 ” and “T 3 ” refer to double (T2) and triple (T3) Si—O bonded silicon. “Si CPMAS NMR” refers to silicon cross-polarization magic angle rotational nuclear magnetic resonance, with superscript number 29 indicating the isotope atomic weight of the silicon being analyzed.

カップリング剤はシリカの重量に基づいて有機ケイ素約1重量%ないし約25重量%の量でシリカの表面と結合できる。   The coupling agent can bind to the surface of the silica in an amount of about 1% to about 25% by weight of organosilicon based on the weight of the silica.

相溶性シリカは29Si CPMAS NMRにより測定されたT/T比0.9以上を有する。 The compatible silica has a T 3 / T 2 ratio of 0.9 or greater as measured by 29 Si CPMAS NMR.

ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドは、ムーニー粘度(ML 1+4、100℃)、10ないし100のニトリルポリマーおよびアクリロニトリル組成10重量%ないし50重量%を有することができる。   The compatible silica and nitrile polymer blend in latex form can have a Mooney viscosity (ML 1 + 4, 100 ° C.), a nitrile polymer of 10 to 100 and an acrylonitrile composition of 10% to 50% by weight.

ポリマー組成物の製造方法は、ポリマーがラテックスの形態である間に行うことができる。本明細書で使用される用語としての、乳化重合したラテックスは、乳化重合プロセスにおける凝固ステージの前の反応混合物をさす。   The method for producing the polymer composition can be performed while the polymer is in the form of a latex. As used herein, emulsion polymerized latex refers to the reaction mixture prior to the coagulation stage in the emulsion polymerization process.

一つ以上の実施形態では、ポリマー組成物にカーボンブラックなどの充填剤を添加できる。ポリマー組成物はカーボンブラック約1重量%ないし約50重量%を含むことができ、それらは2つの異なるカーボンブラックの混合物であってよい。そしてシリカ−カーボンブラック組成物は充填剤総量の均一な高負荷量の達成と定量的な充填剤の取り込みができる。   In one or more embodiments, a filler such as carbon black can be added to the polymer composition. The polymer composition can comprise from about 1% to about 50% by weight of carbon black, which can be a mixture of two different carbon blacks. The silica-carbon black composition can achieve a uniform and high load of the total amount of the filler and quantitatively incorporate the filler.

ポリマー組成物はラテックス形態からなる他のポリマーを含むことができ、共役ジエン系ポリマー、ビニルモノマーに基づくポリマー、ビニルモノマーとの共役ジエンの組合せを含む。適したビニルモノマーは本明細書に記載されるプロセス、組成物、および物品で使用するため本明細書記載のこれらのビニルモノマーを含めることができる。   The polymer composition can include other polymers in latex form, including conjugated diene-based polymers, polymers based on vinyl monomers, and combinations of conjugated dienes with vinyl monomers. Suitable vinyl monomers can include those vinyl monomers described herein for use in the processes, compositions, and articles described herein.

ポリマー組成物は天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー(ABS)、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ブタジエン−ビニルピリジンポリマー、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ネオプレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー(SAN)またはアクリロニトリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド等を含めることができる。ポリマー組成物は少なくとも1つのコポリマー、ホモポリマー、架橋ポリマー、部分的架橋ポリマーまたはそれらの組合せを有することができる。   The polymer composition is natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), polybutadiene, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, polyvinyl acetate, butadiene-vinyl. Pyridine polymers, polyisoprene, polychloroprene, neoprene, styrene-acrylonitrile copolymers (SAN) or blends of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride can be included. The polymer composition can have at least one copolymer, homopolymer, crosslinked polymer, partially crosslinked polymer, or combinations thereof.

ポリマー組成物は水性懸濁液中、カップリング剤でシリカを処理することにより作られ、相溶性シリカスラリーを形成させることができる。相溶性シリカスラリーは水性部分と相溶性シリカを含む。   The polymer composition can be made by treating silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry. The compatible silica slurry includes an aqueous portion and compatible silica.

相溶性シリカはその表面に結合する有機ケイ素を、ケイ素の重量に基づいて有機ケイ素2重量%ないし25重量%をもつことができる。相溶性シリカは1ナノメーター(nm)ないし15ミクロンの平均粒子径を持つことができる。凝固されていない相溶性シリカは1ナノメーターないし15ミクロンの平均粒子径を持つことができる。シリカはヒュームドシリカ例えば焼成シリカ、非晶質シリカ例えば珪藻土、フージャサイトまたはそれらの組合せとすることができる。   The compatible silica can have from 2% to 25% by weight of organosilicon bound to its surface based on the weight of silicon. The compatible silica can have an average particle size of 1 nanometer (nm) to 15 microns. Uncoagulated compatible silica can have an average particle size of 1 nanometer to 15 microns. The silica can be fumed silica such as calcined silica, amorphous silica such as diatomaceous earth, faujasite, or combinations thereof.

微粉末シリカは水性スラリーに形成することができ、シリカ表面と化学的に結合できるカップリング剤の溶液で処理できる。親水性充填剤材料例えばガラス繊維、シリカ等々を、疎水性材料、例えばゴム又は熱可塑性材料として有用な天然および合成ポリマーと結合するためのカップリング剤として、従来技術的に知られている様々な化合物を使用することができる。有機ケイ素化合物はシリカを天然および合成ポリマーに結合させることでよく知られている。   Fine powdered silica can be formed into an aqueous slurry and treated with a solution of a coupling agent that can chemically bond to the silica surface. Various coupling agents known in the art as coupling agents for bonding hydrophilic filler materials such as glass fibers, silica and the like with natural and synthetic polymers useful as hydrophobic materials such as rubber or thermoplastic materials. Compounds can be used. Organosilicon compounds are well known for bonding silica to natural and synthetic polymers.

一つ以上の実施形態は、相溶性シリカを含むポリマーブレンドを形成するプロセスおよび当該プロセスから形成される、物品と組成物に関する。   One or more embodiments relate to a process for forming a polymer blend comprising compatible silica and articles and compositions formed from the process.

最初の実施形態では、該プロセスはシリカを処理して相溶性シリカを形成し、そして次いでシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーを含むシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを作成することを含むことができる。   In the first embodiment, the process can include treating the silica to form a compatible silica and then making a silica styrene butadiene polymer latex comprising a silica acrylonitrile butadiene polymer.

この最初の態様では、ラテックス形態にある相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドが作成できる。形成された相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドはムーニー粘度(ML 1+4、100℃)10ないし100および、アクリロニトリル組成分10重量%ないし50重量%を有することができる。   In this first embodiment, a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form can be made. The formed compatible silica and nitrile polymer blend can have a Mooney viscosity (ML 1 + 4, 100 ° C.) of 10 to 100 and an acrylonitrile composition of 10% to 50% by weight.

第1の実施形態は、ポリマーがラテックスの形態にある間に実施することができるプロセスを含めることができる。   The first embodiment can include a process that can be performed while the polymer is in the form of a latex.

プロセスは天然ゴムラテックスおよび重合化されたラテックスへの適用のために設定できる。   The process can be set up for application to natural rubber latex and polymerized latex.

プロセスは乳化重合に使用でき、すなわちポリマーが凝固ステージの前に反応混合物中でラテックス中に重合され得る。本明細書で使用される用語”ラテックス”または”ラテックス形態”はゴム粒子の水性コロイド/エマルションをさす。   The process can be used for emulsion polymerization, i.e. the polymer can be polymerized into a latex in the reaction mixture prior to the coagulation stage. As used herein, the term “latex” or “latex form” refers to an aqueous colloid / emulsion of rubber particles.

本明細書記載される様々な態様はすべてポリマーラテックスで実行でき、それに他の成分、例えば充填剤、酸化防止剤、紫外線安定剤およびカーボンブラックを添加できる。これらのプロセスは充填剤総量の均一な高負荷量の達成と定量的な充填剤の取り込みができるシリカ−カーボンブラック組成物を形成できる。   All of the various embodiments described herein can be performed with polymer latexes, to which other components such as fillers, antioxidants, UV stabilizers and carbon black can be added. These processes can form a silica-carbon black composition capable of achieving a uniform high loading of the total amount of filler and quantitative filler incorporation.

プロセスは、共役ジエンポリマー、ビニルのモノマーに基づくポリマー、および共役ジエンとビニルモノマーとの組合せを含む、ラテックス形態で作られる他のポリマーに適用できる。本明細書で使用可能な適当なビニルモノマーは本明細書に記載されるいずれかのビニルモノマーを含むことができる。   The process is applicable to other polymers made in latex form, including conjugated diene polymers, polymers based on vinyl monomers, and combinations of conjugated dienes and vinyl monomers. Suitable vinyl monomers that can be used herein can include any of the vinyl monomers described herein.

例えばポリマーは天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー(ABS)、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ブタジエン−ビニルピリジンポリマー、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ネオプレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー(SAN)またはアクリロニトリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド等であってよい。   For example, the polymers are natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), polybutadiene, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, polyvinyl acetate, butadiene-vinylpyridine. It may be a polymer, polyisoprene, polychloroprene, neoprene, styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) or a blend of acrylonitrile-butadiene rubber and polyvinyl chloride.

ラテックスで相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成するために、界面活性剤、例えばセッケンを使用することができる。ピナンヒドロペルオキシドのような開始剤が使用できる。硫酸第一鉄のような活性剤が使用できる。セッケンはMeadWestvaco社から入手でき、水酸化ナトリウムのような苛性アルカリを補うことができる。セッケンはスチレン、ブタジエン,アクリロニトリルのモノマーの供給原料に直接添加することができる。ブタジエンは液体1,3−ブタジエンであってよい。   Surfactants such as soaps can be used to form compatible silica and nitrile polymer blends in the latex. Initiators such as pinane hydroperoxide can be used. An activator such as ferrous sulfate can be used. Soap is available from Meadwestvaco and can supplement caustic such as sodium hydroxide. Soap can be added directly to the styrene, butadiene, acrylonitrile monomer feed. Butadiene may be liquid 1,3-butadiene.

本明細書で開示された全てのプロセスのための乳化重合は摂氏1度から摂氏30度の温度で起こることができる。本明細書で開示される、乳化重合に対する転化率は59%ないし80%である。   Emulsion polymerization for all processes disclosed herein can occur at temperatures from 1 degree Celsius to 30 degrees Celsius. The conversion to emulsion polymerization disclosed herein is 59% to 80%.

本明細書で使用される用語「天然ポリマー」は植物源などから得られるゴムから作られるポリマーをさす。本明細書で使用される用語「合成ポリマー」は、ゴム特性または弾性特性を持つ化石燃料由来のポリマー等々をさす。天然および合成ポリマーの混合物を使用することができる。   The term “natural polymer” as used herein refers to a polymer made from rubber obtained from plant sources and the like. As used herein, the term “synthetic polymer” refers to polymers derived from fossil fuels that have rubber or elastic properties. Mixtures of natural and synthetic polymers can be used.

ポリマーラテックスは固形分5重量%ないし75重量%を含むエマルションであってよい。   The polymer latex may be an emulsion containing from 5 wt% to 75 wt% solids.

相溶性シリカを含むポリマーブレンドを形成するプロセスは水性懸濁液中でシリカをカップリング剤で処理して相溶性シリカスラリーを形成することを含めることができる。   The process of forming a polymer blend comprising a compatible silica can include treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry.

水性懸濁液は、水、セッケン、乳化剤、界面活性剤、増粘剤(粘度調節剤を含むがこれに限定されない)例えば、澱粉やカルボキシルメチルセルロース、を含むことができる。   The aqueous suspension may contain water, soap, emulsifier, surfactant, thickener (including but not limited to viscosity modifiers) such as starch and carboxymethylcellulose.

シリカは、カップリング剤で、例えばシリカの表面に結合される有機ケイ素であって、シリカの重量あたり1重量%ないし25重量%を含める有機ケイ素で、処理され得る。   Silica can be treated with a coupling agent, such as organosilicon bonded to the surface of the silica, including 1 to 25 weight percent per weight of silica.

図1は、プロセスの第一の実施形態を示す。   FIG. 1 shows a first embodiment of the process.

ステップ100は、シリカを水性懸濁液中カップリング剤で処理して相溶性シリカスラリーを形成することによって、ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成することを含むことができる。   Step 100 can include forming a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form by treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry.

カップリング剤はケイ素の表面と化学的に反応してそれへの結合を形成できる有機ケイ素とすることができる。   The coupling agent can be an organosilicon that can chemically react with the surface of the silicon to form a bond thereto.

ステップ102は相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をスチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成することを含むことができる。   Step 102 can include blending at least a portion of the compatible silica slurry with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex.

ステップ104は相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを形成することを含むことができる。   Step 104 can include blending at least a portion of the compatible silica slurry with the acrylonitrile butadiene polymer latex to form a silica acrylonitrile butadiene polymer latex.

ステップ106はシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスと、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとをブレンドして、ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成することを含めることができる。   Step 106 can include blending the silica styrene butadiene polymer latex and the silica acrylonitrile butadiene polymer latex to form a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form.

有機ケイ素化合物はケイ素原子に直接結合された1ないし3個の容易に加水分解できる基、およびケイ素原子に直接結合された少なくとも1つの有機基を持つことができる。ケイ素原子に直接結合された有機基は、少なくとも1つの官能基を含む。官能基は、ポリマーの硬化中、ポリマーとの化学反応を受け得る官能基であってよい。   The organosilicon compound can have 1 to 3 readily hydrolyzable groups bonded directly to the silicon atom and at least one organic group bonded directly to the silicon atom. The organic group directly bonded to the silicon atom contains at least one functional group. The functional group may be a functional group that can undergo a chemical reaction with the polymer during curing of the polymer.

官能基はエラストマー配合物の特定のポリマーおよび特定の製造に基づいて選択することができる。例えば、実施態様が、硫黄化合物を含む架橋反応で硬化できるシリカを含むスチレンブタジエンゴムを含む場合、メルカプト基、ポリスルフィド基、チオシアナト基(-SCN)、ハロゲン原子および/またはアミノ官能性を有する有機基の少なくとも1つを持つ有機ケイ素化合物がカップリング剤として使用できる。それに対応して有機ケイ素化合物の少なくとも1つの基はエチレン系不飽和基またはエポキシ基を持つことができ、それでシリカ充填したポリマーがペルオキシタイプの硬化反応を受けることができる。   The functional groups can be selected based on the specific polymer and specific manufacture of the elastomeric blend. For example, when the embodiment includes a styrene butadiene rubber containing silica that can be cured by a crosslinking reaction that includes a sulfur compound, an organic group having a mercapto group, a polysulfide group, a thiocyanato group (-SCN), a halogen atom, and / or an amino functionality. An organosilicon compound having at least one of can be used as a coupling agent. Correspondingly, at least one group of the organosilicon compound can have an ethylenically unsaturated group or an epoxy group so that the silica-filled polymer can undergo a peroxy-type curing reaction.

通常このようなカップリング剤に使用される加水分解性基の代表例は:ハロゲン原子、水素原子、ヒドロキシル基、低級アルコキシ基例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、および同様の基を含む。   Typical examples of hydrolyzable groups commonly used in such coupling agents include: halogen atoms, hydrogen atoms, hydroxyl groups, lower alkoxy groups such as methoxy groups, ethoxy groups, propoxy groups, and similar groups.

例えば、ポリマー組成物が、硫黄化合物を含む架橋反応で硬化できるスチレンブタジエンゴムから製造される、実施態様において、カップリング剤は、メルカプト基、ポリスルフィド基、チオシアナト基(-SCN)、ハロゲン原子および/またはアミノ官能性を有する有機基の少なくとも1つを持つ有機ケイ素化合物であることができる。それに応じて有機ケイ素化合物の少なくとも1つの基はエチレン系不飽和基またはエポキシ基を持つことができ、それでシリカ充填したポリマーがペルオキシタイプの硬化反応を受けることができる。   For example, in embodiments where the polymer composition is made from a styrene butadiene rubber that can be cured by a crosslinking reaction that includes a sulfur compound, the coupling agent can be a mercapto group, a polysulfide group, a thiocyanato group (—SCN), a halogen atom, and / or Alternatively, it can be an organosilicon compound having at least one organic group having amino functionality. Accordingly, at least one group of the organosilicon compound can have an ethylenically unsaturated group or an epoxy group so that the silica-filled polymer can undergo a peroxy-type curing reaction.

プロセスはモノマーホモポリマー、完全に架橋されたコポリマー、部分的に架橋されたポリマー、コポリマー、またはこれらの組合せになる、モノマーを使用できる。   The process can use monomers that become monomer homopolymers, fully cross-linked copolymers, partially cross-linked polymers, copolymers, or combinations thereof.

形成されたスチレンブタジエンポリマーラテックス、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックス,および/またはアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスはさらにポリイソプレンを含むことができる。   The formed styrene butadiene polymer latex, silica styrene butadiene polymer latex, and / or acrylonitrile butadiene polymer latex can further comprise polyisoprene.

プロセスは0.1ミクロンないし20ミクロンの平均粒子径をもつシリカを使用できる。   The process can use silica with an average particle size of 0.1 microns to 20 microns.

プロセスはシリカとして、ヒュームドシリカ、非晶質シリカ、またはこれらの組み合わせを使用できる。   The process can use fumed silica, amorphous silica, or a combination thereof as silica.

ステップ108はラテックス形態のモノマーの少なくとも1つにカーボンブラックスラリーを添加することを含めることができる。   Step 108 can include adding the carbon black slurry to at least one of the monomers in latex form.

プロセスはカップリング剤として、一般的構造:   Process as a coupling agent, general structure:

を有する成分を使用できる。“X”は、アミノ基、ポリアミノアルキル基、メルカプト基、ポリスルフィド基、エポキシ基、ビニル基、アクリロキシ基、およびメタクリロキシ基からなる群から選択される官能基であってよい。“y”は0またはそれ以上の整数を表すことができる。“Z”、“Z”、および“Z”はおのおの独立して、水素原子、炭素原子数1ないし18のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アリールアルコキシ基およびハロ置換アルキル基からなる群から選択できる。“Z”、“Z”、および“Z”の少なくとも1つはアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、またはヒドロキシル基を表す。本明細書に記載されるプロセス、組成物および物品の他の実施形態は一般構造式: Can be used. “X” may be a functional group selected from the group consisting of an amino group, a polyaminoalkyl group, a mercapto group, a polysulfide group, an epoxy group, a vinyl group, an acryloxy group, and a methacryloxy group. “Y” can represent an integer of 0 or more. “Z 1 ”, “Z 2 ”, and “Z 3 ” are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a cycloalkyl group, an arylalkoxy group, or a halo-substituted alkyl group. You can choose from the group At least one of “Z 1 ”, “Z 2 ”, and “Z 3 ” represents an alkoxy group, a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydroxyl group. Other embodiments of the processes, compositions and articles described herein have the general structural formula:

を有するカップリング剤を含むことができるか、使用することができる。 Can be included or used.

カップリング剤は:ビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィド、または:トリアルキルシラン、ジアルキルシラン、トリアルキルアルコキシシラン、トリアルキルハロシラン、ジアルキルアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアルキルアルコキシハロシラン、トリアルキルシラノール、アルキルトリアルコキシシラン、アルキルジアルコキシシラン、アルキルジアルコキシハロシラン、およびモノアルキルシランからなる群からのものであるか、またはそれらを含むが、同時に、前記アルキル基は炭素原子数1ないし18の直鎖状、環状、または枝分かれ炭化水素、またはこれらの組み合わせである。一つ以上の実施形態において、1個または2個のアルキル基はフェニル基またはベンジル基で置換でき、または1個ないし2個のアルキル基はフェニル基、ベンジル基もしくはアルコキシ置換アルキル基と置換できる。   Coupling agent is: bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide, or: trialkylsilane, dialkylsilane, trialkylalkoxysilane, trialkylhalosilane, dialkylalkoxysilane, dialkyldialkoxysilane, dialkylalkoxyhalosilane, trialkylsilanol , Alkyltrialkoxysilanes, alkyldialkoxysilanes, alkyldialkoxyhalosilanes, and monoalkylsilanes, or at the same time, wherein the alkyl group has 1 to 18 carbon atoms. Linear, cyclic, or branched hydrocarbons, or combinations thereof. In one or more embodiments, one or two alkyl groups can be substituted with a phenyl group or a benzyl group, or one or two alkyl groups can be substituted with a phenyl group, a benzyl group, or an alkoxy substituted alkyl group.

カップリング剤は2個ないし8個の硫黄原子を含むビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドであってよく、ここでアルキル基は炭素原子数1ないし18のアルキル基であってよくおよびアルコキシ基は炭素原子数1ないし8のアルコキシ基であってよい。   The coupling agent may be a bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide containing 2 to 8 sulfur atoms, wherein the alkyl group may be an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and the alkoxy group is carbon. It may be an alkoxy group having 1 to 8 atoms.

シリカはナノサイズのシリカ、例えばポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン(POSS)であってよい。   The silica may be nano-sized silica, such as polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS).

カップリング剤はシランまたは別の有機ケイ素化合物であってもよい。有機ケイ素化合物は、炭素−ケイ素結合を含む化合物である。   The coupling agent may be silane or another organosilicon compound. An organosilicon compound is a compound containing a carbon-silicon bond.

ステップ110は、それをラテックス形態にした後、相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを凝固させることを含めることができる。   Step 110 can include coagulating the compatible silica and nitrile polymer blend after it is in latex form.

ステップ112は、幾分水を除去するため凝固された相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを乾燥させることを含めることができる。   Step 112 can include drying the coagulated compatible silica and nitrile polymer blend to remove some water.

相溶性シリカスラリーはシリカ1重量%ないし40重量%を含めることができる.   The compatible silica slurry can contain 1 wt% to 40 wt% silica.

プロセスはシリカ100重量部あたり、カップリング剤1重量部ないし25重量部であるカップリング剤の量を使用することができる。   The process can use an amount of coupling agent that is 1 to 25 parts by weight of coupling agent per 100 parts by weight of silica.

図1に記載されるプロセスは、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスまたはシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスのいずれかにおける固形分の重量に基づいて5重量%ないし80重量%にある相溶性のシリカスラリーの量を使用することを、含めることができる。   The process described in FIG. 1 uses an amount of compatible silica slurry that is between 5 wt% and 80 wt% based on the weight of solids in either silica styrene butadiene polymer latex or silica acrylonitrile butadiene polymer latex. Can be included.

ステップ114はポリマーラテックスの少なくとも1つに、エクステンダー油、酸化防止剤、またはそれらの組み合わせを添加することを含めることができる。   Step 114 can include adding an extender oil, an antioxidant, or a combination thereof to at least one of the polymer latexes.

一つ以上の実施形態は図1のプロセスから作られた組成物と物品を含むことができる。   One or more embodiments can include a composition and an article made from the process of FIG.

図2は、アクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスのブレンドと相溶性シリカとのブレンドを形成するためのプロセスを示す。図2に示されるプロセスは、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスを作成できる。   FIG. 2 shows a process for forming a blend of an acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex and a compatible silica. The process shown in FIG. 2 can produce acrylonitrile butadiene polymer latex and styrene butadiene polymer latex.

ステップ200はスチレンブタジエンポリマーラテックスをアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、アクリロニトリブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドを形成することを含めることができる。   Step 200 can include blending the styrene butadiene polymer latex with the acrylonitrile butadiene polymer latex to form an acrylonitrile tributadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blend.

ステップ202は水性懸濁液中でシリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成することを含むことができる。カップリング剤はシリカの表面と化学的に反応してそこにカップリング剤を結合させることを含むことができる。   Step 202 can include treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry. The coupling agent can include chemically reacting with the surface of the silica to bind the coupling agent thereto.

ステップ204は相溶性シリカスラリーを、アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドとブレンドして、ラテックス形態の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンドを形成することを含めることができる。   Step 204 can include blending the compatible silica slurry with an acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blend to form an acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing the compatible silica in latex form.

ステップ206では、スチレンブタジエンポリマーラテックス2重量%ないし80重量%を、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックス1重量%ないし30重量%および相溶性シリカスラリー1重量%ないし30重量%とブレンドすることを含めることができる。相溶性シリカスラリーの量は、ラテックスの固形分の重量に基づいて約5重量%ないし80重量%にすることができる。   Step 206 may include blending 2% to 80% by weight styrene butadiene polymer latex with 1% to 30% by weight acrylonitrile butadiene polymer latex and 1% to 30% by weight compatible silica slurry. The amount of the compatible silica slurry can be about 5% to 80% by weight based on the weight of the latex solids.

図2に示されたプロセスは、図1に示されたプロセスと同じポリマーを使用でき、ラテックスの少なくとも1つにカーボンブラックスラリーを添加することを含めることができる。   The process shown in FIG. 2 can use the same polymer as the process shown in FIG. 1 and can include adding a carbon black slurry to at least one of the latexes.

図2に示されたプロセスで使用可能なカップリング剤は有機ケイ素化合物であってよい。カップリング剤は2ないし8個の硫黄原子を含むビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドであってよく、ここでアルキル基は炭素原子数1ないし18のアルキル基を表し、アルコキシ基は炭素原子数1ないし8のアルコキシ基を表す。有機ケイ素化合物はケイ素に直接結合された1ないし3個の容易に加水分解できる基およびケイ素原子に直接結合された少なくとも1つの有機基を持つことができる。ケイ素原子に直接結合された有機基は、少なくとも1つの官能基を含む。官能基は、ポリマーの硬化中、ポリマーとの化学反応を受け得る官能基であってよい。   The coupling agent that can be used in the process shown in FIG. 2 may be an organosilicon compound. The coupling agent may be a bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide containing 2 to 8 sulfur atoms, wherein the alkyl group represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and the alkoxy group has 1 carbon atom. To 8 alkoxy groups. The organosilicon compound can have 1 to 3 readily hydrolyzable groups directly bonded to silicon and at least one organic group directly bonded to the silicon atom. The organic group directly bonded to the silicon atom contains at least one functional group. The functional group may be a functional group that can undergo a chemical reaction with the polymer during curing of the polymer.

カップリング剤は本明細書に記載される、一般的構造:   Coupling agents have the general structure described herein:

を持つことができる。プロセスで使用されるカップリング剤の量は、シリカ100重量部につきカップリング剤約1重量部ないし約25重量部とすることができる。 Can have. The amount of coupling agent used in the process can be from about 1 part to about 25 parts by weight of coupling agent per 100 parts by weight of silica.

図2に示されるプロセスは、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスまたはシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスのいずれかにおける固形分の重量に基づいて約5重量%ないし80重量%にある相溶性のシリカスラリーの量を使用することを、含めることができる。   The process shown in FIG. 2 uses an amount of compatible silica slurry that is between about 5 wt% and 80 wt% based on the weight of solids in either silica styrene butadiene polymer latex or silica acrylonitrile butadiene polymer latex. Can be included.

ステップ208は充填剤を添加することを含めることができる。充填剤は、珪藻土、粉砕ペカン殻、セルロース系材料、粉砕ピーナッツ殻、タルク、粉砕石炭、バガス、灰、パーライト、サイレージ、クレー、炭酸カルシウム、バイオマス、およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。   Step 208 can include adding a filler. The filler may be selected from the group consisting of diatomaceous earth, ground pecan shell, cellulosic material, ground peanut shell, talc, ground coal, bagasse, ash, perlite, silage, clay, calcium carbonate, biomass, and combinations thereof. it can.

ステップ210は、乳化重合プロセスのモノマーに酸化防止剤を添加することを含めることができる。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト、ビスフェノール、アミン系酸化防止剤、またはこれらの組合せであってよい。   Step 210 can include adding an antioxidant to the monomer of the emulsion polymerization process. The antioxidant may be a phenolic antioxidant, phosphite, bisphenol, an amine antioxidant, or a combination thereof.

一つ以上の実施形態は図2のプロセスから作られた組成物および物品に関する。   One or more embodiments relate to compositions and articles made from the process of FIG.

図3は、乳化重合プロセスにより製造された相溶性シリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドのブレンドを形成するプロセスである、第三の実施形態を示す。   FIG. 3 shows a third embodiment, which is a process for forming a blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blends comprising compatible silica produced by an emulsion polymerization process.

ステップ300は、は水性懸濁液中でシリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成することを含むことができる。ステップ300の手順は、図1および2に関して記載されるものと同様の方法、または本明細書に記載される他の方法で行うことができる。   Step 300 can include treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry. The procedure of step 300 can be performed in a manner similar to that described with respect to FIGS. 1 and 2, or other methods described herein.

ステップ302は相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をスチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成することを含めることができる。   Step 302 can include blending at least a portion of the compatible silica slurry with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex.

ステップ304はシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスをアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、相溶性のシリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスのブレンドを形成することを含むことができる。   Step 304 can include blending the silica styrene butadiene polymer latex with the acrylonitrile butadiene polymer latex to form a blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex containing compatible silica.

一つ以上の実施形態は図3のプロセスから作られた組成物および物品に関する。   One or more embodiments relate to compositions and articles made from the process of FIG.

図4は、アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカを形成するプロセスである第四の実施形態を示す。   FIG. 4 shows a fourth embodiment which is a process of forming compatible silica in a latex blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer.

ステップ400は、は水性懸濁液中でシリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成することを含むことができる。ステップ400の手順は、図1ないし3に記載されるものとして本明細書に記載されるいずれかのカップリング剤を用いて行われる。   Step 400 can include treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry. The procedure of step 400 is performed using any of the coupling agents described herein as described in FIGS.

ステップ402は、相溶性シリカスラリーの少なくとも一部を、アクリロニトリルブタジエンポリマーとブレンドして、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを形成することを含めることができる。   Step 402 can include blending at least a portion of the compatible silica slurry with the acrylonitrile butadiene polymer to form a silica acrylonitrile butadiene polymer latex.

ステップ404は、スチレンブタジエンポリマーラテックスをシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカを形成することを含めることができる。   Step 404 can include blending the styrene butadiene polymer latex with a silica acrylonitrile butadiene polymer latex to form a compatible silica in the latex blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer.

一つ以上の実施形態は図4のプロセスから作られた組成物および物品に関する。   One or more embodiments relate to compositions and articles made from the process of FIG.

図5は、ラテックス形態における相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成するプロセスの第五の実施形態を示す。   FIG. 5 shows a fifth embodiment of a process for forming a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form.

ステップ500は、は水性懸濁液中でシリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成することを含むことができる。ステップ500の手順は、図1ないし4に記載されるものとして本明細書に記載されるいずれかのカップリング剤を用いて行われる。   Step 500 can include treating the silica with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry. The procedure of step 500 is performed using any of the coupling agents described herein as described in FIGS.

ステップ502は、相溶性シリカスラリーの少なくとも一部を、スチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成することを含めることができる。   Step 502 can include blending at least a portion of the compatible silica slurry with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex.

ステップ504は、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスをシリカスチレンブタジエンポリマーラテックス中に混ぜ込んでラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成することを含めることができる。   Step 504 can include blending the acrylonitrile butadiene polymer latex into the silica styrene butadiene polymer latex to form a compatible silica and nitrile polymer blend in latex form.

一つ以上の実施形態では、相溶性シリカスラリーはシリカ1重量%ないし30重量%を含むことができる。たとえば、相溶性のシリカスラリーはシリカ約10重量%ないし約15重量%およびカップリング剤最大20重量%を含むことができる。   In one or more embodiments, the compatible silica slurry can comprise 1 wt% to 30 wt% silica. For example, a compatible silica slurry can include from about 10% to about 15% silica by weight and up to 20% by weight coupling agent.

カップリング剤はシランまたは別の有機ケイ素化合物であってもよい。有機ケイ素化合物は、炭素−ケイ素結合を含む化合物である。   The coupling agent may be silane or another organosilicon compound. An organosilicon compound is a compound containing a carbon-silicon bond.

凝固していないシリカは約0.1ナノメートルないし200ナノメートルの平均粒子径を持つことができる。一つ以上の実施形態では、シリカとしてナノサイズのシリカ、例えばポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン(POSS)が使用できる。シリカはヒュームドシリカ例えば焼成シリカ、非晶質シリカ例えば珪藻土、フージャサイトまたはそれらの組合せとすることができる。シリカは水性スラリーを形成する微粉末シリカであってよく、そしてカップリング剤の溶液で処理され得る。   Uncoagulated silica can have an average particle size of about 0.1 nanometers to 200 nanometers. In one or more embodiments, the silica can be nano-sized silica, such as polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS). The silica can be fumed silica such as calcined silica, amorphous silica such as diatomaceous earth, faujasite, or combinations thereof. The silica can be finely divided silica that forms an aqueous slurry and can be treated with a solution of the coupling agent.

カップリング剤はシリカ表面の少なくとも30重量%に化学的に結合することができる。カップリング剤は、シリカ表面と化学的に反応してカップリング剤がそれと結合する能力を持つことができる。カップリング剤は共有結合によりシリカの表面と結合することができる。カップリング剤は親水性充填剤材料例えばガラス繊維、シリカ等々を、疎水性材料、例えばゴム又は熱可塑性材料として有用な天然および合成ポリマーと結合するためのカップリング剤として、従来技術的に知られた様々な化合物を使用することができる。有機ケイ素化合物はシリカを天然および合成ポリマーに結合させることでよく知られている。カップリング剤の量は、シリカ100重量部につきカップリング剤約1重量部ないし約25重量部とすることができる。   The coupling agent can be chemically bonded to at least 30% by weight of the silica surface. The coupling agent can have the ability to chemically react with the silica surface to bind the coupling agent thereto. The coupling agent can be bonded to the surface of the silica by a covalent bond. Coupling agents are known in the art as coupling agents for bonding hydrophilic filler materials such as glass fibers, silica and the like with natural and synthetic polymers useful as hydrophobic materials such as rubber or thermoplastic materials. Various compounds can be used. Organosilicon compounds are well known for bonding silica to natural and synthetic polymers. The amount of coupling agent can be from about 1 part to about 25 parts by weight of coupling agent per 100 parts by weight of silica.

実施態様において、プロセスは硫黄化合物を含む架橋反応で硬化できるシリカ組成物を提供するためスチレンブタジエンゴムに適用できる。そして、カップリング剤は、メルカプト基、ポリスルフィド基、チオシアナト基(-SCN)、ハロゲン原子および/またはアミノ官能性を有する有機基の少なくとも1つを持つ有機ケイ素化合物であることができる。有機ケイ素化合物の少なくとも1つの基はエチレン系不飽和基またはエポキシ基を持つことができ、そのためシリカ充填したポリマーがペルオキシタイプの硬化反応を受けることができる。   In an embodiment, the process can be applied to styrene butadiene rubber to provide a silica composition that can be cured by a crosslinking reaction that includes a sulfur compound. The coupling agent can be an organosilicon compound having at least one of a mercapto group, a polysulfide group, a thiocyanato group (—SCN), a halogen atom and / or an organic group having amino functionality. At least one group of the organosilicon compound can have an ethylenically unsaturated group or an epoxy group so that the silica-filled polymer can undergo a peroxy-type curing reaction.

一つ以上の実施形態において、1個または2個のアルキル基はフェニル基またはベンジル基で置換でき、または1個ないし2個のアルキル基はフェニル基、ベンジル基もしくはアルコキシ置換アルキル基と置換できる。   In one or more embodiments, one or two alkyl groups can be substituted with a phenyl group or a benzyl group, or one or two alkyl groups can be substituted with a phenyl group, a benzyl group, or an alkoxy substituted alkyl group.

ポリマーは、一度凝固し、および一度ポリマーが相溶性シリカスラリーと接触したら回収することができる。   The polymer solidifies once and can be recovered once the polymer is in contact with the compatible silica slurry.

プロセスの最中には、ブレンディングの間の温度と反応時間を広い範囲内で変えることができる。実施形態では、温度は周囲温度ないし摂氏約125度までの範囲であってよい。   During the process, the temperature and reaction time during blending can be varied within wide limits. In embodiments, the temperature may range from ambient temperature up to about 125 degrees Celsius.

ラテックスのブレンディングは共通のタンクを使用し、そしてポンプインペラーを用いて10rpmないし80rpmの速度および5分ないし1.5時間の時間、ブレンドすることで実行できる。   Latex blending can be performed using a common tank and blending with a pump impeller at a speed of 10 to 80 rpm and a time of 5 minutes to 1.5 hours.

プロセスの間、加水分解されたカップリング剤およびシリカの反応を行うために使用する時間量は比較的広い制限量で変えることができ、それは約4時間ないし約48時間の範囲であってよい。   During the process, the amount of time used to carry out the reaction of the hydrolyzed coupling agent and silica can vary with relatively wide limits, which can range from about 4 hours to about 48 hours.

プロセスの間、1または複数のラテックス(類)に添加するシリカの量は、ある程度は、採用するカップリング剤、ポリマーラテックスの性質、他の充填剤例えばカーボンブラックの使用およびポリマーが受ける最終用途に応じて広い範囲で変えることができる。例えば1または複数のラテックス(類)に添加するシリカの量は約1重量%ないし約70重量%の範囲であってよい。   During the process, the amount of silica added to one or more latex (s) will depend, in part, on the coupling agent employed, the nature of the polymer latex, the use of other fillers such as carbon black and the end use the polymer will receive. It can be varied within a wide range. For example, the amount of silica added to one or more latex (s) may range from about 1% to about 70% by weight.

シリカは未処理のシリカであるチップシリカ、ならびに前処理シリカを含めることができる.   Silica can include chip silica, which is untreated silica, as well as pretreated silica.

実施形態では、相溶性シリカスラリーは、ポリマーラテックスの固形分の重量に基づいて約5重量%ないし約60重量%にすることができる。   In embodiments, the compatible silica slurry can be about 5% to about 60% by weight based on the weight of the solids of the polymer latex.

スチレンブタジエンポリマーラテックスは、周囲温度で流れることができて、スチレンブタジエンポリマーラテックスを注ぐことができるようになる、エマルジョンにすることができる。   The styrene butadiene polymer latex can be made into an emulsion that can flow at ambient temperature, allowing the styrene butadiene polymer latex to be poured.

相溶性シリカスラリーの一部とスチレンブタジエンポリマーラテックスはそれぞれ共通のタンクにポンプ輸送しそして運転温度で、懸濁液のエマルションを維持するための十分な速度での混合物を攪拌することによりブレンドすることができる。たとえば、混合物は、ポンプインペラーを使用して5rpmないし80rpmの速度で5分ないし1.5時間、攪拌することができる。   A portion of the compatible silica slurry and the styrene butadiene polymer latex are each pumped to a common tank and blended at the operating temperature by stirring the mixture at a rate sufficient to maintain the suspension emulsion. Can do. For example, the mixture can be agitated using a pump impeller at a speed of 5 to 80 rpm for 5 minutes to 1.5 hours.

シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスは、約50:50の相溶性シリカスラリー対スチレンブタジエンポリマーラテックスの比を含めることができる。   The silica styrene butadiene polymer latex can include a ratio of compatible silica slurry to styrene butadiene polymer latex of about 50:50.

相溶性シリカスラリーの一部およびアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスはそれぞれ共通のタンクにポンプ輸送しそして運転温度で、懸濁液のエマルションを維持するための十分な速度での混合物を攪拌することによりブレンドすることができる。たとえば、混合物は、ポンプインペラーを使用して5rpmないし80rpmの速度で5分ないし1.5時間、攪拌することができる。   A portion of the compatible silica slurry and the acrylonitrile butadiene polymer latex are each pumped to a common tank and blended at the operating temperature by stirring the mixture at a rate sufficient to maintain the suspension emulsion. Can do. For example, the mixture can be agitated using a pump impeller at a speed of 5 to 80 rpm for 5 minutes to 1.5 hours.

形成されたシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスは、約50:50の相溶性シリカスラリー対アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスの比を含めることができる。   The formed silica acrylonitrile butadiene polymer latex can include a ratio of compatible silica slurry to acrylonitrile butadiene polymer latex of about 50:50.

実施形態では、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとともにシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスは、これらラテックスを共通のタンクに流入させおよび混合物を攪拌することによりブレンドすることができる。たとえば、ポリマーラテックスはポンプインペラーを使用して5rpmないし80rpmの速度で5分ないし1.5時間、攪拌することができる。   In embodiments, the silica styrene butadiene polymer latex along with the silica acrylonitrile butadiene polymer latex can be blended by flowing the latex into a common tank and stirring the mixture. For example, the polymer latex can be stirred using a pump impeller at a speed of 5 to 80 rpm for 5 minutes to 1.5 hours.

プロセスの一つ以上の実施形態は、カーボンブラックスラリーをポリマーラテックスの少なくとも1つに添加することを含めることができる。カーボンブラックスラリーは、ハイストラクチャーカーボンブラックを含むことができるファーネスカーボンブラック、ローストラクチャーカーボンブラックまたはアセチレンカーボンブラックであってよいかそれを含めることができる。   One or more embodiments of the process can include adding a carbon black slurry to at least one of the polymer latexes. The carbon black slurry may be or may include furnace carbon black, low structure carbon black, or acetylene carbon black, which may include high structure carbon black.

カーボンブラックは1以上の上記の共通のタンクにカーボンブラックスラリーを流入することにより添加できる。   Carbon black can be added by flowing the carbon black slurry into one or more of the above common tanks.

たとえば、固形分約5重量%ないし約40重量%のカーボンブラックスラリーを、1以上の共通のタンクに添加できる。カーボンブラックスラリーは1重量%ないし80重量%でラテックスに添加できる。   For example, a carbon black slurry having a solids content of about 5% to about 40% by weight can be added to one or more common tanks. The carbon black slurry can be added to the latex at 1 wt% to 80 wt%.

エクステンダー油約0.1重量%ないし約60重量%をポリマーラテックスの少なくとも1つに添加できる。エクステンダー油はナフテン油、炭化水素系油、合成油、芳香油、低多環芳香族炭化水素油(PAH)またはこれらの組み合わせであることができる。   About 0.1% to about 60% by weight of extender oil can be added to at least one of the polymer latexes. The extender oil can be a naphthenic oil, a hydrocarbon-based oil, a synthetic oil, an aromatic oil, a low polycyclic aromatic hydrocarbon oil (PAH), or a combination thereof.

酸化防止剤は約2重量%ないし約0.05重量%の量でラテックスに添加できる。酸化防止剤は、ポリマーラテックスの少なくとも1つまたはこれらの組合せに添加できる。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト、ビスフェノール、アミン系酸化防止剤、またはこれらの組合せとすることができる。   Antioxidants can be added to the latex in amounts of about 2% to about 0.05% by weight. Antioxidants can be added to at least one of the polymer latexes or combinations thereof. The antioxidant can be a phenolic antioxidant, phosphite, bisphenol, an amine antioxidant, or a combination thereof.

充填剤は、本明細書に記載される任意の1以上のブレンドに添加できる。たとえば、充填剤約0.1%重量ないし約50重量%を本明細書に記載される1以上のブレンドに添加できる。   Fillers can be added to any one or more of the blends described herein. For example, from about 0.1% to about 50% by weight filler can be added to one or more blends described herein.

ポリマーは、一度凝固し、および一度ポリマーが相溶性シリカスラリーと接触したら回収することができる。   The polymer solidifies once and can be recovered once the polymer is in contact with the compatible silica slurry.

水性懸濁液は、水、セッケン、乳化剤、界面活性剤、増粘剤(粘度調節剤を含む)例えば、澱粉やカルボキシルメチルセルロースを含むことができる。   The aqueous suspension can contain water, soap, emulsifier, surfactant, thickener (including viscosity modifier) such as starch and carboxymethylcellulose.

活性剤、フリーラジカルの開始剤、および停止剤は、乳化重合プロセスに0.1%重量ないし5重量%で、すべて組み合わせて使用できる。活性剤は過酸化物であってよい。   Activators, free radical initiators, and terminators can be used in combination, from 0.1% to 5% by weight, in the emulsion polymerization process. The activator may be a peroxide.

実施形態では、形成されたポリマーを架橋するための硬化剤パッケージ(curing package)を乳化重合プロセスとともに使用でき、例えば、酸化亜鉛、別の有機過酸化物またはアクリレートなどである。   In embodiments, a curing package for crosslinking the formed polymer can be used with the emulsion polymerization process, such as zinc oxide, another organic peroxide or acrylate.

一つ以上の実施形態では、相溶性シリカスラリーはシリカ1重量%ないし30重量%を含めることができる。たとえば、相溶性のシリカスラリーはシリカ約10重量%ないし約15重量%およびカップリング剤最大20重量%を含むことができる。   In one or more embodiments, the compatible silica slurry can include 1 wt% to 30 wt% silica. For example, a compatible silica slurry can include from about 10% to about 15% silica by weight and up to 20% by weight coupling agent.

ブレンディングの間の温度と反応時間は広い制限内で変えることができる。実施形態では、温度は周囲温度ないし摂氏約125度までの範囲であってよい。ブレンドは、インペラ攪拌を使用して実行できる。加水分解したカップリング剤とシリカの反応を行うために使用する時間量は、使用する温度に応じて4時間ないし48時間の比較的広い範囲内で変えることができる。   The temperature and reaction time during blending can vary within wide limits. In embodiments, the temperature may range from ambient temperature up to about 125 degrees Celsius. Blending can be performed using impeller agitation. The amount of time used to react the hydrolyzed coupling agent with silica can vary within a relatively wide range of 4 to 48 hours depending on the temperature used.

ラテックスに添加されるシリカの量は、ある程度は、使用するカップリング剤、ポリマーの性質、他の充填剤例えばカーボンブラックの使用、およびポリマーが受ける最終用途に応じて、広い範囲内で変えることができる。たとえば、1または複数のラテックス(類)に添加するシリカの量は約25重量%ないし約80重量%の範囲にある。   The amount of silica added to the latex can vary within wide limits to some extent depending on the coupling agent used, the nature of the polymer, the use of other fillers such as carbon black, and the end use the polymer receives. it can. For example, the amount of silica added to one or more latex (s) is in the range of about 25% to about 80% by weight.

実施形態では、相溶性のシリカスラリーは、ポリマーラテックス中の固形分の重量に基づいて約5%ないし約60%の範囲にできる。   In embodiments, the compatible silica slurry can range from about 5% to about 60% based on the weight of solids in the polymer latex.

プロセスはまた、相溶性シリカスラリーの少なくとも一部とスチレンブタジエンポリマーラテックスをブレンドし、周囲温度で流れおよび注ぐことができるエマルジョンにできる、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成することを含むこともできる。   The process can also include blending at least a portion of the compatible silica slurry with the styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex that can be made into an emulsion that can be flowed and poured at ambient temperature.

相溶性シリカスラリーの一部とスチレンブタジエンポリマーラテックスはそれぞれを共通のタンクにポンプ輸送して運転温度で、懸濁液のエマルションを維持するための十分な速度で混合物を攪拌することによりブレンドできる。たとえば、インペラ攪拌を使用して混合物を攪拌することができる。   A portion of the compatible silica slurry and the styrene butadiene polymer latex can be blended by pumping each to a common tank and stirring the mixture at operating temperature at a rate sufficient to maintain the emulsion in suspension. For example, impeller agitation can be used to agitate the mixture.

シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスは、約25:75の相溶性シリカスラリー対スチレンブタジエンポリマーラテックスの比を含めることができる。   The silica styrene butadiene polymer latex can include a ratio of compatible silica slurry to styrene butadiene polymer latex of about 25:75.

一つ以上の実施形態では、相溶性のシリカスラリーの少なくとも一部をアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックス中に混ぜ込んで、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを形成することができる。   In one or more embodiments, at least a portion of the compatible silica slurry can be mixed into the acrylonitrile butadiene polymer latex to form a silica acrylonitrile butadiene polymer latex.

相溶性シリカスラリーの一部とアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスは、それぞれを共通のタンクにポンプ輸送して運転温度で、懸濁液のエマルションを維持するための十分な速度で混合物を攪拌することによりブレンドできる。   A portion of the compatible silica slurry and the acrylonitrile butadiene polymer latex can be blended by pumping each to a common tank and stirring the mixture at an operating temperature at a rate sufficient to maintain an emulsion of the suspension. .

形成されたシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスは、約25:75の相溶性シリカスラリー対アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスの比を含めることができる。   The formed silica acrylonitrile butadiene polymer latex can include a ratio of compatible silica slurry to acrylonitrile butadiene polymer latex of about 25:75.

ポリマーの少なくとも1つは、コポリマー、ホモポリマー、架橋ポリマー、部分的架橋ポリマー、またはこれらの組み合わせを含めることができる。ポリマーの少なくとも1つは、天然または合成ポリマーとすることができる。   At least one of the polymers can include a copolymer, a homopolymer, a crosslinked polymer, a partially crosslinked polymer, or a combination thereof. At least one of the polymers can be a natural or synthetic polymer.

アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスは、ポリイソプレン例えば天然ゴム、合成ゴム、ゴムラテックスブレンド、ゴムクラムまたはそれらの組合せと混合することができる。   The acrylonitrile butadiene polymer latex can be mixed with polyisoprene such as natural rubber, synthetic rubber, rubber latex blend, rubber crumb or combinations thereof.

シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスの一部はシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成することができる。   A portion of the silica styrene butadiene polymer latex can be blended with the silica acrylonitrile butadiene polymer latex to form a compatible silica and nitrile polymer blend.

シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスをシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスと、共通のタンクにラテックスを流入して攪拌することにより、ブレンドすることができる。ポリマーラテックスは、アクリロニトリル対スチレン比3:1ないし8:1;スチレン対ブタジエン比0.06:1ないし0.14:1;ブタジエン対スチレン比7:1ないし14:1;アクリロニトリル対ブタジエン比0.4:1ないし0.75:1;ならびにブタジエン対アクリロニトリル比1.3:1ないし2.5:1で、ブレンドすることができる。   Silica styrene butadiene polymer latex can be blended with silica acrylonitrile butadiene polymer latex by flowing the latex into a common tank and stirring. The polymer latex has an acrylonitrile to styrene ratio of 3: 1 to 8: 1; a styrene to butadiene ratio of 0.06: 1 to 0.14: 1; a butadiene to styrene ratio of 7: 1 to 14: 1; 4: 1 to 0.75: 1; and a butadiene to acrylonitrile ratio of 1.3: 1 to 2.5: 1.

プロセスの一つ以上の実施形態は、カーボンブラックスラリーをポリマーラテックスの少なくとも1つに添加することを含めることができる。カーボンブラックスラリーは、ハイストラクチャーカーボンブラックを含むことができるファーネスカーボンブラック、ローストラクチャーカーボンブラックまたはアセチレンカーボンブラックであってよいかそれを含めることができる。   One or more embodiments of the process can include adding a carbon black slurry to at least one of the polymer latexes. The carbon black slurry may be or may include furnace carbon black, low structure carbon black, or acetylene carbon black, which may include high structure carbon black.

カーボンブラックスラリーは、上述したように共通のタンクにカーボンブラックを流入することによって添加できる。たとえば、カーボンブラックスラリー約1重量%ないし約50重量%を一つ以上の共通のタンクに添加できる。   The carbon black slurry can be added by flowing carbon black into a common tank as described above. For example, about 1% to about 50% by weight of carbon black slurry can be added to one or more common tanks.

ポリマー組成物はエクステンダー油、酸化防止剤、またはそれらの任意の組合せを含めることができ、それらはラテックスの少なくとも1つに添加することができる。たとえば、エクステンダー油約4重量%ないし約60重量%をポリマーラテックスの少なくとも1つに添加でき、酸化防止剤約0.1重量%ないし約3重量%をポリマーラテックスの少なくとも1つまたはこれらの組合せに添加できる。   The polymer composition can include extender oil, antioxidants, or any combination thereof, which can be added to at least one of the latexes. For example, from about 4% to about 60% by weight of extender oil can be added to at least one of the polymer latexes, and from about 0.1% to about 3% by weight of antioxidant to at least one of the polymer latexes or combinations thereof. Can be added.

ポリマー組成物は充填剤を含むことができ、それを任意の1以上のこれらのブレンドに添加できる。たとえば、充填剤約0.1%重量ないし約50重量%を1以上のブレンドに添加できる。   The polymer composition can include a filler, which can be added to any one or more of these blends. For example, from about 0.1% to about 50% by weight filler can be added to one or more blends.

一つ以上の実施形態はアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカを含めることができる。   One or more embodiments can include compatible silica in a latex blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer.

スチレンブタジエンポリマーラテックスの少なくとも一部は、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドしてアクリロニトリルおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドを形成し、それは周囲温度で流れおよび注ぐことができるエマルジョンにできる。   At least a portion of the styrene butadiene polymer latex is blended with the acrylonitrile butadiene polymer latex to form an acrylonitrile and styrene butadiene polymer latex blend, which can be an emulsion that can be flowed and poured at ambient temperature.

カップリング剤はシリカの表面の少なくとも20重量%と化学的に反応してカップリング剤をそれに共有結合させて相溶性シリカの形成する能力を持つことができる.   The coupling agent can have the ability to chemically react with at least 20% by weight of the surface of the silica to covalently bond the coupling agent thereto to form compatible silica.

アクリロニトリルおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドは相溶性シリカスラリーとブレンドして、アクリロニトリルおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンド中の相溶性シリカを形成することができる。   The acrylonitrile and styrene butadiene polymer latex blend can be blended with a compatible silica slurry to form a compatible silica in the acrylonitrile and styrene butadiene polymer latex blend.

一つ以上の実施形態では、スチレンポリマーラテックス約2重量%ないし約80重量%は、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックス約1重量%ないし約30重量%と、ならびに、相溶性シリカスラリー約1重量%ないし約30重量%とブレンドすることができる。相溶性シリカスラリーの量はラテックス中の固形分の重量に基づいて約5重量%ないし約80重量%であってよい。   In one or more embodiments, the styrene polymer latex is about 2% to about 80% by weight, the acrylonitrile butadiene polymer latex is about 1% to about 30% by weight, and the compatible silica slurry is about 1% to about 30%. Can be blended with weight percent. The amount of the compatible silica slurry can be from about 5% to about 80% by weight based on the weight of solids in the latex.

本明細書に記載される組成物および物品の1以上の実施形態を作るのに使用できる、プロセスの1以上の部分の実施形態を示す実施例を以下に記載する。   Examples are provided below that illustrate embodiments of one or more portions of the process that can be used to make one or more embodiments of the compositions and articles described herein.

実施例1:SBR−シリカ−カーボンブラックの調製   Example 1: Preparation of SBR-silica-carbon black

A.相溶性シリカスラリーの調製   A. Preparation of compatible silica slurry

シランの水溶液は容器に:Silquest.RTMA−189(OSi Specialities社)55.1g、イソプロパノール27g、氷酢酸1.1gおよび水27gを装填することによって調製でき、それは最初濁った混合物を形成することができる。   An aqueous solution of silane is placed in a container: Silquest. RTMA-189 (OSi Specialties) can be prepared by charging 55.1 g, 27 g isopropanol, 1.1 g glacial acetic acid and 27 g water, which can initially form a cloudy mixture.

最初濁った混合物は、混合物が清澄になるまで、高速例えば50rpmで、室温例えば華氏72度で、攪拌することができる。一つ以上の実施形態では、当初濁った混合物を混合物が清澄になるまで、高速例えば50rpm、摂氏60度ないし摂氏66度の高められた温度で撹拌することができる。   The initially cloudy mixture can be stirred at a high speed, eg, 50 rpm, at room temperature, eg, 72 ° F., until the mixture is clear. In one or more embodiments, the initially turbid mixture can be agitated at an elevated temperature, such as 50 rpm, 60 degrees Celsius to 66 degrees Celsius, until the mixture becomes clear.

約10分ないし20分間の高速撹拌を行うことができ、その後、追加の水28gを添加でき、それにより混合物は濁った状態になる。   High speed agitation can be performed for about 10 to 20 minutes, after which an additional 28 g of water can be added, which makes the mixture cloudy.

混合物がもう一度清澄になるまで、攪拌を約15分ないし約20分間続けることができ、そして溶液が形成される。   Stirring can be continued for about 15 to about 20 minutes until the mixture becomes clear again and a solution is formed.

撹拌機を備えた別の容器に:水16ポンド、微細粒子の乾燥シリカHiSil.RTM233の4.05ポンドを装填し、シリカが濡れそして分散するよう約15分間撹拌して、シランの水溶液を形成する。   In a separate container equipped with a stirrer: 16 lbs of water, fine particles of dry silica HiSil. Charge 4.05 pounds of RTM 233 and stir for about 15 minutes to wet and disperse the silica to form an aqueous solution of silane.

シランの水溶液は攪拌を継続しながら、25%水酸化ナトリウムとともに添加することができそれは摂氏76度に加熱できる。それで、pHは7.5〜8.0に増加することができる。温度は摂氏76度に約4時間維持することができ、その後約摂氏60度まで冷却させる。この時点で相溶性シリカスラリーは連続乳化プロセスのラテックスステージに加えることができ、または濃縮されたポリマーラテックスにバッチ式で供給することができる。   An aqueous solution of silane can be added with 25% sodium hydroxide with continued stirring and it can be heated to 76 degrees Celsius. So the pH can be increased to 7.5-8.0. The temperature can be maintained at 76 degrees Celsius for about 4 hours and then cooled to about 60 degrees Celsius. At this point, the compatible silica slurry can be added to the latex stage of the continuous emulsification process or can be fed batchwise to the concentrated polymer latex.

B.相溶性シリカスラリーおよびスチレンブタジエンゴムラテックスのブレンド   B. Blend of compatible silica slurry and styrene butadiene rubber latex

相溶性シリカスラリーは上記実施例1のパートAに記載されるように調製できる。   A compatible silica slurry can be prepared as described in Part A of Example 1 above.

1502−タイプゴム7または8ポンドを含むSBRラテックス35ポンドと、Sinorgchem社によって製造されたSantoflex.RTM134を含む酸化防止剤エマルションとして、6PPDからなる混合物の入った撹拌容器内に、相溶性のシリカスラリーを装填でき、そして混合物は摂氏66度または摂氏60度に保たれる。   1502-type rubber 35 pounds of SBR containing 7 or 8 pounds of rubber, and Santoflex.com manufactured by Sinorgchem. As an antioxidant emulsion containing RTM 134, a compatible silica slurry can be loaded into a stirred vessel containing a mixture of 6 PPD and the mixture is kept at 66 degrees Celsius or 60 degrees Celsius.

熱カーボンブラックスラリーは、最初の混合物に装填できる。たとえば、N234型カーボンブラック約10重量%を含む熱カーボンブラックスラリー20ポンドおよびSundexRTM8125の62.8重量%含む熱油乳液約3ポンドである。この混合物は、摂氏66度、雰囲気圧で、または摂氏60度、雰囲気圧で、30分間攪拌することができる。   The hot carbon black slurry can be charged to the initial mixture. For example, 20 pounds of hot carbon black slurry containing about 10% by weight of N234 type carbon black and about 3 pounds of hot oil emulsion containing 62.8% by weight of Sundex ™ 8125. This mixture can be stirred for 30 minutes at 66 degrees Celsius, atmospheric pressure, or at 60 degrees Celsius, atmospheric pressure.

上記のラテックスブレンドは、約45ポンドないし約50ポンドの水およびpH4を生じさせための十分な硫酸を含む大きい攪拌容器にゆっくり例えば50rpmの速度でブレンドされ、加えられる。一つ以上の実施形態では、上記のラテックスブレンドは、約45ポンドないし約50ポンドの水とpH4を生成するための十分な硫酸を含む蒸気を使用して容器中で瞬時に混合することができる。   The latex blend described above is slowly blended and added, for example at a rate of 50 rpm, to a large stirred vessel containing about 45 pounds to about 50 pounds of water and sufficient sulfuric acid to produce a pH of 4. In one or more embodiments, the latex blend described above can be instantaneously mixed in a container using about 45 pounds to about 50 pounds of water and steam containing sufficient sulfuric acid to produce a pH of 4. .

ラテックスブレンドおよび硫酸の添加率は、ラテックスブレンドが添加される38分間にわたり4−5のpHの範囲で得られる凝固しょう液のpHを維持するために変えることができる。   The rate of addition of the latex blend and sulfuric acid can be varied to maintain the pH of the resulting coagulant serum in the pH range of 4-5 over the 38 minute period when the latex blend is added.

当業者により通常おこなわれるように、例えば1ミリメートルないし30ミリメートルのクラムのサイズまで、生成物の粒子径が増大するのを可能にするため、ならびに遊離ラテックスのしょう液を透明にするため必要に応じて、さらなる38分の混合時間および酸の追加部分が使用され得る。   As required by those skilled in the art to allow the product particle size to increase, for example, to crumb sizes of 1 to 30 millimeters, as well as to make the free latex serum clear. Thus, an additional 38 minutes of mixing time and an additional portion of acid can be used.

この凝固によって達成された湿った組成物粒子またはクラムのサイズはシリカなしの凝固から得られるサイズと同様になることができる。   The size of the wet composition particles or crumb achieved by this coagulation can be similar to the size obtained from coagulation without silica.

乾燥した組成物の目視検査と化学分析により、ラテックスの混合物に添加した本質的にすべての固体と液体成分は吸収され、均一に分散されたことが確認できる。灰分分析により評価される。シリカの吸収は、装填物の約96%ないし約99%とすることができる。   Visual inspection and chemical analysis of the dried composition confirms that essentially all solid and liquid components added to the latex mixture have been absorbed and uniformly dispersed. Assessed by ash analysis. Silica absorption can be from about 96% to about 99% of the charge.

実施例2:スチレンブタジエンゴム−シリカ−カーボンブラック組成物の調製   Example 2: Preparation of styrene butadiene rubber-silica-carbon black composition

A.相溶性シリカスラリーの調製   A. Preparation of compatible silica slurry

シランの水溶液は容器に:Silquest.RTM.A−189の100g、イソプロパノール50g、氷酢酸2g、水47gを装填し、濁った混合物を形成することによって調製することができる。最初濁った混合物は、混合物が清澄になるまで、高速でおよび室温で、例えば約12分ないし約22分間攪拌し、その後、追加の水50gを添加でき、それにより混合物は濁った状態になる。溶液が清澄になるまで、攪拌を約12分ないし約22分間続けることができる。   An aqueous solution of silane is placed in a container: Silquest. RTM. It can be prepared by charging 100 g of A-189, 50 g of isopropanol, 2 g of glacial acetic acid and 47 g of water to form a cloudy mixture. The initially cloudy mixture can be stirred at high speed and at room temperature until the mixture is clear, for example from about 12 minutes to about 22 minutes, after which an additional 50 g of water can be added, thereby rendering the mixture cloudy. Stirring can be continued for about 12 minutes to about 22 minutes until the solution is clear.

撹拌機を備えた別の容器に:水15ポンドおよび微細粒子の乾燥シリカHiSil.RTM233の5ポンドを装填し、シリカが濡れそして分散するよう約20分間撹拌する。シランの水溶液は攪拌を継続しながら、25%水酸化ナトリウムに添加することができ、同時にpHは7.5〜8.0に増加することができる。ブレンドは温度摂氏64度ないし摂氏77度に加熱できる。温度は摂氏64度ないし摂氏77度に約3.5時間保持され、その後約摂氏60度に冷却させる。この時点で相溶性シリカスラリーは連続乳化プロセスのラテックスステージに加えることができ、または濃縮されたポリマーラテックスにバッチ式に供給することができる。   In a separate container equipped with a stirrer: 15 pounds of water and fine particles of dry silica HiSil. Charge 5 pounds of RTM233 and stir for about 20 minutes to wet and disperse the silica. An aqueous solution of silane can be added to 25% sodium hydroxide with continued stirring, while the pH can be increased to 7.5-8.0. The blend can be heated to a temperature of 64 degrees Celsius to 77 degrees Celsius. The temperature is held at 64 degrees Celsius to 77 degrees Celsius for about 3.5 hours and then cooled to about 60 degrees Celsius. At this point, the compatible silica slurry can be added to the latex stage of the continuous emulsification process or can be fed batchwise to the concentrated polymer latex.

B.相溶性シリカスラリーとスチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスとのブレンド   B. Blend of compatible silica slurry and styrene butadiene rubber (SBR) latex

上記実施例2のパートAに記載されるように調製された相溶性シリカスラリーは実施例1に記載されるようにラテックス混合物を含む撹拌容器に装填され得る。最終組成物混合物は摂氏60度で35分間撹拌できる。   The compatible silica slurry prepared as described in Part A of Example 2 above can be loaded into a stirred vessel containing a latex mixture as described in Example 1. The final composition mixture can be stirred for 35 minutes at 60 degrees Celsius.

上記のラテックスのブレンドは、実施例1に記載されるように凝固させることができる。この凝固によって達成された湿った組成物粒子またはクラムサイズはシリカなしの凝固から得られるサイズと同様になることができ、またはわずかに大きく、例えば1ミリメートルないし30ミリメートルのサイズである。乾燥した組成物の目視検査と化学分析により、ラテックスの混合物に添加した本質的にすべての固体と液体成分が吸収され、均一に分散されたことが確認できる。灰分分析により評価される、シリカの吸収は、装填物の約96%ないし約99%とすることができる。   The latex blend described above can be coagulated as described in Example 1. The wet composition particles or crumb size achieved by this coagulation can be similar to the size obtained from silica-free coagulation, or slightly larger, for example 1-30 mm. Visual inspection and chemical analysis of the dried composition confirms that essentially all solid and liquid components added to the latex mixture have been absorbed and uniformly dispersed. Silica absorption, as assessed by ash analysis, can be from about 96% to about 99% of the charge.

実施例3:SBRシリカの組成物の調製   Example 3: Preparation of a composition of SBR silica

上記実施例2のパートAに記載されるように調製された相溶性シリカスラリーは、1502−SBRの20重量%およびSantoflex.134の2重量%を含むSBRラテックス40ポンドから作成されたラテックス混合物を含む、撹拌容器に装填することができ、それは摂氏60度に保つことができる。   A compatible silica slurry prepared as described in Part A of Example 2 above, contains 20% by weight of 1502-SBR and Santoflex. A stirred vessel containing a latex mixture made from 40 pounds of SBR latex containing 2% by weight of 134 can be charged and it can be kept at 60 degrees Celsius.

この混合物にSundex8125の60重量%を含む熱油乳液3ポンドを装填することができる。混合物は摂氏60度の温度に保ちながら、さらに38分間撹拌することができ、その後熱ラテックスは凝固のため別の容器にゆっくり装填することができ、それは脱水したまたは乾燥したクラムを形成できる。   This mixture can be charged with 3 pounds of hot oil emulsion containing 60% by weight of Sundex 8125. The mixture can be stirred for an additional 38 minutes while maintaining the temperature at 60 degrees Celsius, after which the hot latex can be slowly charged into another container for coagulation, which can form a dehydrated or dried crumb.

凝結した際に、該脱水したクラムは粒子径において、シリカなしのSBRのそれから得られるサイズと同様になることができ、例えば1ミリメートルないし30ミリメートルである。乾燥したクラムの目視検査と化学分析により、ラテックスに添加した本質的にすべての油とシリカ成分は吸収され、均一に分散されたことが確認できる。灰分分析により評価される、シリカの吸収は、装填物の約96%ないし約99%とすることができる。   When set, the dewatered crumb can be similar in particle size to that obtained from that of SBR without silica, for example 1 to 30 millimeters. Visual inspection and chemical analysis of the dried crumb confirms that essentially all the oil and silica components added to the latex have been absorbed and evenly dispersed. Silica absorption, as assessed by ash analysis, can be from about 96% to about 99% of the charge.

実施例4:ニトリルブタジエンゴム(NBR)−シリカ組成物の調製   Example 4: Preparation of Nitrile Butadiene Rubber (NBR) -Silica Composition

A.相溶性シリカスラリーの調製   A. Preparation of compatible silica slurry

シランの水溶液は容器に:Silquest.RTM.A−189の20g、イソプロパノール15g、氷酢酸0.7gおよび水10gを装填することによって調製でき、それは最初の濁った混合物を形成することができる。最初の濁った混合物は、清澄になるまで、高速で、室温で、約10分ないし20分間攪拌でき、その後、追加の水15gを添加でき、それにより混合物は濁った状態になる。溶液が清澄になるまで、攪拌を約12分ないし約25分間続けることができる。   An aqueous solution of silane is placed in a container: Silquest. RTM. It can be prepared by charging 20 g of A-189, 15 g of isopropanol, 0.7 g of glacial acetic acid and 10 g of water, which can form the first cloudy mixture. The initial cloudy mixture can be stirred at high speed at room temperature for about 10 to 20 minutes until clear, after which an additional 15 g of water can be added, which makes the mixture cloudy. Stirring can be continued from about 12 minutes to about 25 minutes until the solution is clear.

撹拌機を備えた別の容器に:水7ポンド、微細粒子の乾燥シリカHiSil.RTM233の2ポンドを装填し、約20分間シリカが濡れそして分散するよう撹拌する。シランの水溶液は攪拌を継続しながら、25%水酸化ナトリウムとともに添加することができそのため、pHは7.5〜8.0に増加することができる。ブレンドを摂氏70度まで加熱し約3.5時間維持することができ、その後約摂氏60度に冷却することができる。この時点で相溶性シリカスラリーは連続乳化プロセスのラテックスステージに加えることができ、または濃縮されたポリマーラテックスにバッチ式に供給することができる。   In a separate container equipped with a stirrer: 7 lbs of water, fine particles of dry silica Charge 2 pounds of RTM233 and stir for about 20 minutes to wet and disperse the silica. An aqueous solution of silane can be added with 25% sodium hydroxide while continuing to stir, so that the pH can be increased to 7.5-8.0. The blend can be heated to 70 degrees Celsius and maintained for about 3.5 hours, and then cooled to about 60 degrees Celsius. At this point, the compatible silica slurry can be added to the latex stage of the continuous emulsification process or can be fed batchwise to the concentrated polymer latex.

B.相溶性シリカスラリーとNBRラテックスとのブレンド   B. Blend of compatible silica slurry and NBR latex

上記実施例4のパートAに記載されるように調製できる相溶性シリカスラリーは、NysynRTM40−5ラバー22重量%を含むアクリロニトリルブタジエンポリマー(NBR)ラテックス30ポンドおよび登録商標:Agerite Geltrol(Vanderbilt Chemical社)16重量%を含む酸化防止剤エマルション200gとの混合物を含む撹拌容器に充填でき、それは摂氏60度に保つことができる。この最初の混合物にN234型カーボンブラック約7重量%を含む熱カーボンブラックスラリー15ポンドを装填できる。この最終混合物は、摂氏60度で35分間攪拌することができる。   A compatible silica slurry, which can be prepared as described in Part A of Example 4 above, is 30 pounds of acrylonitrile butadiene polymer (NBR) latex containing 22 wt% Nysyn ™ 40-5 rubber and registered trademark: Agerite Geltrol (Vanderbilt Chemical). A stirred vessel containing a mixture with 200 g of an antioxidant emulsion containing 16% by weight can be filled, which can be kept at 60 degrees Celsius. This initial mixture can be charged with 15 pounds of hot carbon black slurry containing about 7 wt% N234 type carbon black. This final mixture can be stirred for 35 minutes at 60 degrees Celsius.

上記のラテックスのブレンドはゆっくりと、30ポンドの水およびpH4を与えるための十分な硫酸を含む大きい攪拌容器に加えることができる。凝固は前述の実施例に記載されるように完了することができる。この凝固により達成された湿った組成物クラムのサイズはシリカを含まないNBR凝固から得られたものと同様になることができ例えば1ミリメートルないし30ミリメートルである。乾燥した組成物の目視検査と化学分析により、ラテックスの混合物に添加した本質的にすべての固体と液体成分が吸収され、均一に分散されたことが確認できる。灰分分析により評価される、シリカの吸収は、装填物の約96%ないし約99重量%とすることができる。   The latex blend described above can be slowly added to a large stirred vessel containing 30 pounds of water and enough sulfuric acid to give a pH of 4. Solidification can be completed as described in the previous examples. The size of the wet composition crumb achieved by this coagulation can be similar to that obtained from silica-free NBR coagulation, for example 1 to 30 millimeters. Visual inspection and chemical analysis of the dried composition confirms that essentially all solid and liquid components added to the latex mixture have been absorbed and uniformly dispersed. Silica absorption, as assessed by ash analysis, can be from about 96% to about 99% by weight of the charge.

この材料から作られる物品は、空気入りタイヤを含めることができる。本明細書に記載されるポリマーブレンドから形成された物品は射出成形、押出加工、プレス成形、切削、フライス加工、回転成形、またはこれらの組合せにより製造することができる。   Articles made from this material can include pneumatic tires. Articles formed from the polymer blends described herein can be manufactured by injection molding, extrusion, press molding, cutting, milling, rotational molding, or combinations thereof.

本明細書に記載のプロセスは摂氏57度ないし摂氏74度の温度でポリマーを凝固させることを含むことができる。   The process described herein can include coagulating the polymer at a temperature of 57 degrees Celsius to 74 degrees Celsius.

本明細書に記載のプロセスは過剰な水を除去するために例えばスクリーン、セルロース膜フィルター、フレンチオイルミルを使用して、またはポリマーから水を絞り出すことによって凝固ポリマーを濾過することを含むことができる。   The process described herein can include filtering the coagulated polymer using, for example, a screen, cellulose membrane filter, French oil mill to remove excess water, or by squeezing water from the polymer. .

本明細書に記載されるプロセスは、乾燥オーブンの熱、乾燥オーブンの熱を用いる棚、または流動層を使用することによって、分離したポリマーを乾燥することも含めることができる。   The process described herein can also include drying the separated polymer by using drying oven heat, a shelf using drying oven heat, or a fluidized bed.

本明細書に記載されるプロセスは連続乳化重合またはバッチ処理が可能である。   The processes described herein can be continuous emulsion polymerization or batch processing.

実施例5:乳化重合プロセスからのラテックスを重合停止剤で処理して重合反応を停止または止めることができ、さらに未反応モノマーを除去することができる。残存の未反応モノマーは、水蒸気ストリッピングにより除去できる。完成したラテックスは、ラテックスの貯蔵タンクに送ることができる。貯蔵タンクからの完成したラテックスは供給タンクに送り出されることができ、製品の目標の分子量を達成するために必要な場合はブレンドする。分子量はムーニー粘度を測定することによって間接的に決定することができる。   Example 5: The latex from the emulsion polymerization process can be treated with a polymerization terminator to stop or stop the polymerization reaction and to remove unreacted monomers. The remaining unreacted monomer can be removed by steam stripping. The finished latex can be sent to a latex storage tank. The finished latex from the storage tank can be sent to the supply tank and blended as necessary to achieve the target molecular weight of the product. Molecular weight can be determined indirectly by measuring Mooney viscosity.

ラテックスはニトリルラテックス供給タンクおよび/またはニトリルおよびスチレンブタジエンラテックス供給タンクから連続的に送り出されることができ、構成成分の全てが一緒に混合できるヘッドタンクにおいて酸化防止剤および/またはエクステンダー油と混合することができる。混合物をカーベックス(carbex)タンク等に注入し、相溶性シリカスラリー、カーボンブラックスラリー、またはこれらの組み合わせと混合することができる。   Latex can be continuously fed from nitrile latex feed tanks and / or nitrile and styrene butadiene latex feed tanks and mixed with antioxidants and / or extender oil in a head tank where all of the components can be mixed together. Can do. The mixture can be poured into a carbex tank or the like and mixed with a compatible silica slurry, carbon black slurry, or a combination thereof.

カーベックスタンクは第一凝固タンクへオーバーフローすることができる。油乳剤に対し、原液または純エクステンダー油を使用する場合、徹底的な混合と分散を容易にするため混合物は一連のインライン方式のスタティックミキサーを通して送ることができる。   The carvex tank can overflow to the first coagulation tank. When using undiluted or pure extender oils for the oil emulsion, the mixture can be sent through a series of in-line static mixers to facilitate thorough mixing and dispersion.

混合物は、希硫酸凝固剤を添加することができる加熱および攪拌される凝固タンクに流入できる。硫酸アルミニウムと塩化カルシウムが凝固剤としてニトリル(NBR)ゴムが流れているときに使用できる。ミョウバンと塩化カルシウムの両方は流れ調整に基づいて供給できることに対し、酸は凝固タンクのpH調整に基づいて供給することができる。全ての3つの凝固剤はラテックスエマルションを壊し、そしてゴムクラムを形成させる働きができる。クラムのサイズの調整が凝固剤添加に対する決定要因となり得、および処方値を超える先例をとることができる。   The mixture can flow into a heated and stirred coagulation tank to which dilute sulfuric acid coagulant can be added. Aluminum sulfate and calcium chloride can be used when nitrile (NBR) rubber is flowing as a coagulant. Both alum and calcium chloride can be supplied based on flow adjustment, whereas acid can be supplied based on pH adjustment of the coagulation tank. All three coagulants can serve to break the latex emulsion and form rubber crumbs. Adjustment of the crumb size can be a determinant of coagulant addition and can take precedent beyond prescription values.

タンク内容物はタンク中央で渦が生成するよう徹底的に攪拌されることができる。本明細書に記載される凝固剤薬品の添加と同様、プロセス条件は、ゴムクラムや水性スラリー、またはクラムスラリーを形成するように混合物を凝固できる。   The tank contents can be thoroughly stirred so that a vortex is generated in the center of the tank. Similar to the addition of coagulant chemicals described herein, process conditions can coagulate the mixture to form a rubber crumb, an aqueous slurry, or a crumb slurry.

本明細書に記載の条件下で凝固されると、ラテックス、オイル、相溶性シリカスラリー、カーボンブラックスラリー、酸化防止剤、およびこれらの組合せは均等に分散することができる。凝固のためにさらなる滞留時間を提供するため、クラムスラリーは第一から第二凝固タンクにオーバーフローできる。   When coagulated under the conditions described herein, the latex, oil, compatible silica slurry, carbon black slurry, antioxidant, and combinations thereof can be evenly dispersed. To provide additional residence time for coagulation, the crumb slurry can overflow from the first to the second coagulation tank.

凝固段階を完全にするためのより多くの滞留時間のため、セッケン加工タンク(soap conversion tank)が提供できる。下流装置のファウリングを避けるために、材料がセッケン加工タンクを出る前に、完全な凝固が達成できる。   A soap conversion tank can be provided for more residence time to complete the coagulation stage. In order to avoid fouling of downstream equipment, complete solidification can be achieved before the material exits the soaping tank.

しょう液の透明化および凝固の完了を容易にするため凝固時に、少量の凝固助剤が使用できる。   A small amount of coagulant aid can be used during coagulation to facilitate clearing of the serum and completion of coagulation.

遠心脱水ユニット、またはスピンドライヤーは、着色したゴムクラムの水分含量約35〜40重量%に機械的に削減するために使用でき、よりエネルギー効率よい乾燥機操作を可能にする。   Centrifugal dewatering units, or spin dryers, can be used to mechanically reduce the water content of colored rubber crumbs to about 35-40% by weight, allowing more energy efficient dryer operation.

洗浄水タンクを離れたゴムクラムスラリーはスピンドライヤーに入り、および円筒のスクリーンに対して投入され得る。水は、円筒形のスクリーンを通り抜けることができ、そしてスピンドライヤーの下部で重力により除去できる。ゴムクラムは上向きにスパイラル経路を移動し、そしてその上端にあるから出口を通って分級機のほうへ排出される。   The rubber crumb slurry leaving the wash water tank can enter the spin dryer and be charged to the cylindrical screen. Water can pass through the cylindrical screen and can be removed by gravity at the bottom of the spin dryer. The rubber crumb travels upward in the spiral path and is discharged from the upper end through the outlet to the classifier.

分級機はグリッドバーを備える振動コンベアーであってよい。グリッドバーのグリッド間隔は、クラムサイズを調節するために使用できる。より小さいクラムはグリッドバー間隔を通って落ちることができ、一方オーバーサイズのクラムはグリッドバーの上に残ることができ、そして側部の出口シュートから排出できる。   The classifier may be a vibrating conveyor with a grid bar. The grid spacing of the grid bars can be used to adjust the crumb size. Smaller crumbs can fall through the grid bar spacing, while oversized crumbs can remain on the grid bars and drain from the side exit chute.

許容できるクラムは分級機から、ウェットフィードクラムブロワ(wet feed crumb blower)を供給するウェットフィードロートロックバルブ(wet feed rotolock valve)中に排出できる。ウェットフィードロートロックバルブはウェットフィードクラムブロワからの吹き戻しを防ぐことができる。   Acceptable crumb can be discharged from the classifier into a wet feed rotolock valve that feeds a wet feed crumb blower. The wet feed funnel lock valve can prevent blow back from the wet feed clam blower.

ゴムクラムはスピンドライヤーの下部から上方を向いている空気によってスピンドライヤーの内で流動化される。空気の上昇運動はクラムを部分的に支持し、浮遊させ沸き立つ素材を形成できる。   The rubber crumb is fluidized in the spin dryer by air pointing upward from the bottom of the spin dryer. The upward movement of the air can partially support the crumb and form a floating and boiling material.

乾燥クラムは最後のドライヤー区画の末端にある開口部を通してクラムホッパーに排出できる。排出クラムホッパーはドライクラムブロワ(dry crumb blower)を供給することができる。ドライクラムブロワは乾燥クラムをベーラースケールサイクロン(baler scale cyclones)に運ぶことができる。ゴムクラムはそれぞれのベーラーの上でスケールに重力送りすることができ、そこでゴムクラムはベール形態に圧縮することができる。   Dry crumb can be discharged to the crumb hopper through an opening at the end of the last dryer section. The discharge crumb hopper can supply a dry crumb blower. The dry crumb blower can carry the dried crumb to a baler scale cyclones. The rubber crumb can be gravity fed onto the scale on each baler, where the rubber crumb can be compressed into a bale form.

ゴムクラムは、自由流動するクラムとしてそれを仕切り材料および包装で被うことのできる、袋詰め作業に転換できる。   The rubber crumb can be converted into a bagging operation where it can be covered with partition material and packaging as a free flowing crumb.

実施例6:エラストマー組成物の形成は、最初に合成弾性ポリマー47重量%を仕上げプロセス領域に導入することを含めることができる。該合成弾性ポリマーはブタジエン70重量%およびスチレン30重量%を含むことができる。   Example 6: Formation of an elastomeric composition can include initially introducing 47% by weight of a synthetic elastomeric polymer into the finishing process area. The synthetic elastic polymer can comprise 70% by weight butadiene and 30% by weight styrene.

次に、相溶性シリカの10重量%を添加できる。相溶性シリカはシリカ90重量%とカップリング剤10重量%を含めることができる。   Next, 10% by weight of compatible silica can be added. The compatible silica can include 90% by weight silica and 10% by weight coupling agent.

さらに、クラムラバー25重量%を、仕上げプロセス領域に添加できる。   Furthermore, 25% by weight of crumb rubber can be added to the finishing process area.

さらにまた、カーボンブラック8重量%およびエクステンダー油10重量%を仕上げプロセス領域に添加できる。   Furthermore, 8% carbon black and 10% extender oil can be added to the finishing process area.

仕上げプロセス領域は、摂氏60度の温度で、周囲圧力に保つことができる。組成物の構成成分は仕上げプロセス領域内で38分間を反応させることできる。   The finishing process area can be maintained at ambient pressure at a temperature of 60 degrees Celsius. The components of the composition can be allowed to react for 38 minutes in the finishing process area.

セッケン、水、活性剤、フリーラジカル開始剤および停止剤は乳化重合プロセスにおける長鎖重合を形成するのに使用できる。   Soap, water, activators, free radical initiators and terminators can be used to form long chain polymerizations in the emulsion polymerization process.

実施例7:固形分2%ないし15%のクラムラバースラリーを調製し、および、攪拌加熱保持タンクで保持することができる。撹拌加熱保持タンク内のクラムラバースラリーは製造プロセスの凝固ステップに導入できる。   Example 7: A crumb rubber slurry with a solid content of 2% to 15% can be prepared and held in a stirred and heated holding tank. The crumb rubber slurry in the stirred and heated holding tank can be introduced into the solidification step of the manufacturing process.

乳化重合プロセスからのラテックスを重合停止剤で処理して重合反応を停止または止めることができ、さらに未反応モノマーを除去することができる。残存の未反応モノマーは、水蒸気ストリッピングにより除去できる。完成したラテックスは、ラテックスの貯蔵タンクに送ることができる。   The latex from the emulsion polymerization process can be treated with a polymerization terminator to stop or stop the polymerization reaction, and unreacted monomers can be removed. The remaining unreacted monomer can be removed by steam stripping. The finished latex can be sent to a latex storage tank.

完成したラテックスは貯蔵タンクから供給タンクに注入することができ、製品の目標の分子量を達成するために必要な場合はブレンドできる。分子量は完成したラテックスのムーニー粘度を測定することによって間接的に決定することができる。   The finished latex can be poured from the storage tank into the supply tank and blended if necessary to achieve the target molecular weight of the product. Molecular weight can be determined indirectly by measuring the Mooney viscosity of the finished latex.

ラテックスはニトリルラテックス供給タンク、ニトリルおよびスチレンブタジエンラテックス供給タンクおよび/またはスチレンブタジエン供給タンクから連続的に送り込むことができ、構成成分の全てが一緒に混合されるヘッドタンクにおいて酸化防止剤および/またはエクステンダー油と混合することができ、カーベックスタンク等に注入できる混合物を形成する。   Latex can be fed continuously from nitrile latex feed tanks, nitrile and styrene butadiene latex feed tanks and / or styrene butadiene feed tanks, and antioxidants and / or extenders in the head tank where all of the components are mixed together. It forms a mixture that can be mixed with oil and injected into a carvex tank or the like.

クラムラバースラリーもまた、処方に基づき規定の速度でカーベックスタンク等に注入できる。相溶性シリカスラリー、カーボンブラックスラリー、またはこれらの組み合わせをカーベックスタンク等に添加することができる。   The crumb rubber slurry can also be poured into a carvex tank or the like at a prescribed rate based on the prescription. A compatible silica slurry, carbon black slurry, or a combination thereof can be added to a carvex tank or the like.

カーベックスタンクは第一凝固タンクにオーバーフローすることができる。油乳剤に対して、原液または純エクステンダー油を使用する場合、徹底的な混合と分散を容易にするため混合物は一連のインライン方式のスタティックミキサーを通して送ることができる。   The carvex tank can overflow into the first coagulation tank. If an undiluted or pure extender oil is used for the oil emulsion, the mixture can be sent through a series of in-line static mixers to facilitate thorough mixing and dispersion.

混合物は、希硫酸凝固剤を添加することができる加熱および攪拌した凝固タンクに流入できる。硫酸アルミニウムと塩化カルシウムが凝固剤としてニトリル(NBR)ゴムが流れているときに使用できる。ミョウバンと塩化カルシウムの両方は流れ調整に基づいて供給できることに対し、酸は凝固タンクのpH調整に基づいて供給することができる。全ての3つの凝固剤はラテックスエマルションを壊し、そして新たに凝固されたゴムクラムを形成させる働きができる。新たに凝固されたクラムのサイズの調整は凝固剤添加に対する決定要因となり得、および処方値を超える先例をとることができる。   The mixture can flow into a heated and stirred coagulation tank to which dilute sulfuric acid coagulant can be added. Aluminum sulfate and calcium chloride can be used when nitrile (NBR) rubber is flowing as a coagulant. Both alum and calcium chloride can be supplied based on flow adjustment, whereas acid can be supplied based on pH adjustment of the coagulation tank. All three coagulants can serve to break the latex emulsion and form a newly coagulated rubber crumb. Adjusting the size of the newly coagulated crumb can be a determinant for coagulant addition and can take precedent beyond prescription values.

タンク内容物はタンク中央で渦が生成するよう徹底的に攪拌されることができる。本明細書に記載される凝固剤薬品の添加と同様、プロセス条件は、新たなゴムクラムおよび水性スラリーを形成するように混合物を凝固できる。   The tank contents can be thoroughly stirred so that a vortex is generated in the center of the tank. Similar to the addition of coagulant chemicals described herein, process conditions can coagulate the mixture to form new rubber crumbs and aqueous slurries.

実施例2記載の条件下で凝固されると、ラテックス、オイル、相溶性シリカスラリー、カーボンブラックスラリー、酸化防止剤、リサイクルクラムおよびこれらの組合せは均等に分散することができる。配合されたリサイクルクラムおよびスラリーは第一から第二凝固タンクにオーバーフローでき、凝固のためにさらなる滞留時間を提供できる。   When coagulated under the conditions described in Example 2, the latex, oil, compatible silica slurry, carbon black slurry, antioxidant, recycled crumb and combinations thereof can be evenly dispersed. The blended recycled crumb and slurry can overflow from the first to the second coagulation tank and provide additional residence time for coagulation.

セッケン加工タンクは凝固段階を完全にするためのより多くの滞留時間を提供できる。下流装置のファウリングを避けるために、材料がセッケン加工タンクを出る前に、完全な凝固が達成できる。しょう液の透明化および凝固の完了を容易にするため凝固時に、少量の凝固助剤が使用できる。   The soap tank can provide more residence time to complete the solidification stage. In order to avoid fouling of downstream equipment, complete solidification can be achieved before the material exits the soaping tank. A small amount of coagulant aid can be used during coagulation to facilitate clearing of the serum and completion of coagulation.

遠心脱水ユニット、またはスピンドライヤーは、着色したゴムクラムの水分含量を約35ないし40重量%に機械的に減少させるために使用でき、よりエネルギー効率よい乾燥機操作が可能である。洗浄水タンクを離れたゴムクラムスラリーはスピンドライヤーに入り、および円筒のスクリーンに対し投入され得る。水は、円筒形のスクリーンを通り抜けることができ、そしてスピンドライヤーの下部で重力により除去できる。ゴムクラムは上向きにスパイラル経路を移動し、そしてその上端にあるから出口から分級機のほうへ排出される。   Centrifugal dewatering units, or spin dryers, can be used to mechanically reduce the water content of colored rubber crumbs to about 35-40% by weight, allowing more energy efficient dryer operation. The rubber crumb slurry leaving the wash water tank can enter the spin dryer and be charged to the cylindrical screen. Water can pass through the cylindrical screen and can be removed by gravity at the bottom of the spin dryer. The rubber crumb travels upward in the spiral path, and is discharged from the outlet toward the classifier because it is at the upper end.

分級機はグリッドバーを備える振動コンベアーであってよい。グリッドバーのグリッド間隔は、クラムサイズを調節するために使用できる。より小さいクラムはグリッドバー間隔を通って落ちることができ、一方オーバーサイズのクラムはグリッドバーの上に残ることができ、そして側部の出口シュートから排出できる。   The classifier may be a vibrating conveyor with a grid bar. The grid spacing of the grid bars can be used to adjust the crumb size. Smaller crumbs can fall through the grid bar spacing, while oversized crumbs can remain on the grid bars and drain from the side exit chute.

許容できるクラムは分級機からウェットフィードロートロックバルブ中に排出でき、それはウェットフィードクラムブロワを供給することができる。ウェットフィードロートロックバルブはウェットフィードクラムブロワからの吹き戻しを防ぐことができる。   An acceptable crumb can be discharged from the classifier into a wet feed funnel lock valve, which can supply a wet feed crumb blower. The wet feed funnel lock valve can prevent blow back from the wet feed clam blower.

ゴムクラムはスピンドライヤーの下部から上方を向いている空気によってスピンドライヤーの内で流動化される。空気の上昇運動はクラムを部分的に支持し、浮遊させ沸き立つ素材を形成できる。乾燥クラムは最後のドライヤー区画の末端にある開口部を通してクラムホッパーに排出できる。   The rubber crumb is fluidized in the spin dryer by air pointing upward from the bottom of the spin dryer. The upward movement of the air can partially support the crumb and form a floating and boiling material. Dry crumb can be discharged to the crumb hopper through an opening at the end of the last dryer section.

排出クラムホッパーはドライクラムブロワを供給することができる。ドライクラムブロワは乾燥クラムをベーラースケールサイクロンに運ぶことができる。ゴムクラムはそれぞれのベーラーの上でスケールに重力送りすることができ、そこでゴムクラムはベール形態に圧縮することができる。ゴムクラムは、自由流動するクラムとしてそれを仕切り材料および包装で被うことのできる、袋詰め作業に転換できる。   The discharge crumb hopper can supply a dry crumb blower. Dry crumb blowers can carry dry crumbs to baler scale cyclones. The rubber crumb can be gravity fed onto the scale on each baler, where the rubber crumb can be compressed into a bale form. The rubber crumb can be converted into a bagging operation where it can be covered with partition material and packaging as a free flowing crumb.

これらの実施形態は、本実施形態に重点をおいて説明してきたが、添付された特許請求の範囲内で、該実施態様が本明細書に具体的に記載される内容以外で実施される可能性があることが理解されるべきである。   While these embodiments have been described with emphasis on the present embodiments, the embodiments may be practiced other than as specifically described within the scope of the appended claims. It should be understood that there is sex.

Claims (68)

以下のプロセスにより形成されるラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドであって、該プロセスは:
水性懸濁液中、シリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成し、ここで、該カップリング剤はシリカの表面と化学的に反応して、該カップリング剤をそれに結合させる;
前記相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をスチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドしてシリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成し;
前記相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを形成し;および
前記シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを前記シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成することを含む、ポリマーブレンド。
A compatible silica and nitrile polymer blend in latex form formed by the following process, the process:
Silica is treated with a coupling agent in an aqueous suspension to form a compatible silica slurry, where the coupling agent chemically reacts with the surface of the silica to bind the coupling agent thereto. Let;
Blending at least a portion of the compatible silica slurry with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex;
At least a portion of the compatible silica slurry is blended with an acrylonitrile butadiene polymer latex to form a silica acrylonitrile butadiene polymer latex; and the silica styrene butadiene polymer latex is blended with the silica acrylonitrile butadiene polymer latex to form a latex form. A polymer blend comprising forming a compatible silica and nitrile polymer blend.
カップリング剤は、有機ケイ素化合物である請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend according to claim 1, wherein the coupling agent is an organosilicon compound. 有機ケイ素化合物は、ケイ素原子に直接結合された1ないし3個の容易に加水分解する基、およびケイ素原子に直接結合された少なくとも1つの有機基をもち、ここで該少なくとも1つの有機基は少なくとも1つの官能基をもち、ここで該少なくとも1つの官能基は硬化中にスチレンブタジエンポリマーラテックス、アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスまたはそれらの組合せとの化学反応を受け得る官能基である、請求項2記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The organosilicon compound has 1 to 3 easily hydrolyzable groups directly bonded to the silicon atom and at least one organic group directly bonded to the silicon atom, wherein the at least one organic group is at least The phase of claim 2 having one functional group, wherein the at least one functional group is capable of undergoing a chemical reaction with a styrene butadiene polymer latex, an acrylonitrile butadiene polymer latex or a combination thereof during curing. Soluble silica and nitrile polymer blends. ポリマーラテックスの少なくとも1つがコポリマー、ホモポリマー、架橋ポリマー、部分的架橋ポリマー、またはそれらの組合せである、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein at least one of the polymer latexes is a copolymer, homopolymer, cross-linked polymer, partially cross-linked polymer, or combinations thereof. スチレンブタジエンポリマーラテックス、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックス、またはアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスのいずれかが、ポリイソプレンを含む、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein either the styrene butadiene polymer latex, the silica styrene butadiene polymer latex, or the acrylonitrile butadiene polymer latex comprises polyisoprene. シリカが0.1ミクロンないし20ミクロンの平均粒子径である、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1 wherein the silica has an average particle size of 0.1 to 20 microns. シリカがヒュームドシリカ、非晶質シリカ、またはそれらの組合せである、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein the silica is fumed silica, amorphous silica, or a combination thereof. プロセスがさらにポリマーラテックスの少なくとも1つにカーボンブラックスラリーを添加することを含む、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein the process further comprises adding a carbon black slurry to at least one of the polymer latexes. カップリング剤は、一般的構造式:
(式中、Xは、アミノ基、ポリアミノアルキル基、メルカプト基、ポリスルフィド基、エポキシ基、ビニル基、アクリロキシ基、およびメタクリロキシ基からなる群から選択される官能基を表し、yは0またはそれ以上の整数を表し、Z、Z、およびZはおのおの独立して、水素原子、炭素原子数1ないし18のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アリールアルコキシ基およびハロ置換アルキル基からなる群から選択され、およびZ、Z、またはZの少なくとも1つはアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、またはヒドロキシル基を表す。)で表される請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。
Coupling agents have the general structural formula:
(Wherein X represents a functional group selected from the group consisting of an amino group, a polyaminoalkyl group, a mercapto group, a polysulfide group, an epoxy group, a vinyl group, an acryloxy group, and a methacryloxy group, and y is 0 or more. Z 1 , Z 2 , and Z 3 each independently comprise a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a cycloalkyl group, an arylalkoxy group, and a halo-substituted alkyl group. The compatible silica and nitrile according to claim 1, which are selected from the group and represented by at least one of Z 1 , Z 2 or Z 3 represents an alkoxy group, a hydrogen atom, a halogen atom or a hydroxyl group) Polymer blend.
カップリング剤は、2ないし8個の硫黄原子ならびに、炭素原子数1ないし18のアルキル基であるアルキル基、および炭素原子数1ないし8のアルコキシ基であるアルコキシ基を含む、ビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドである、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The coupling agent comprises bis (trialkoxysilyl) containing 2 to 8 sulfur atoms and an alkyl group that is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and an alkoxy group that is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1 which is an (alkyl) polysulfide. プロセスがさらにラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを凝固させることを含む、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein the process further comprises coagulating the compatible silica and nitrile polymer blend in latex form. プロセスがさらにラテックス形態で凝固した相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを乾燥させて水を除去することを含む、請求項11記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 11, wherein the process further comprises drying the compatible silica and nitrile polymer blend coagulated in latex form to remove water. 相溶性シリカスラリーは、シリカ1重量%ないし40重量%を含む請求項11記載の相溶化シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatibilized silica and nitrile polymer blend of claim 11 wherein the compatible silica slurry comprises 1 wt% to 40 wt% silica. カップリング剤の量がシリカの100重量部につきカップリング剤1重量部ないし25重量部である請求項13記載の相溶化シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   14. The compatibilized silica and nitrile polymer blend of claim 13, wherein the amount of coupling agent is from 1 to 25 parts by weight of coupling agent per 100 parts by weight of silica. 相溶性シリカスラリーの量は、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスまたはシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスのいずれかの固形分の重量に基づいて、5重量%ないし80重量%である請求項13記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile of claim 13, wherein the amount of the compatible silica slurry is from 5 wt% to 80 wt%, based on the weight of solids of either the silica styrene butadiene polymer latex or the silica acrylonitrile butadiene polymer latex. Polymer blend. プロセスはさらに、ポリマーラテックスの少なくとも一方に、そのエクステンダー油、酸化防止剤、またはそれらの組み合わせを添加することを含む、請求項1記載の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンド。   The compatible silica and nitrile polymer blend of claim 1, wherein the process further comprises adding the extender oil, antioxidant, or combination thereof to at least one of the polymer latexes. 以下のプロセスによって形成される相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンドであって、該プロセスは:
スチレンブタジエンポリマーラテックスをアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドしてアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドを形成し;
水性懸濁液中、シリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成し、ここで該カップリング剤はシリカ表面と化学的に反応して、該カップリング剤をそれに結合させる;ならびに
前記相溶性シリカスラリーを前記アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドとブレンドして、
ラテックス形態の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンドを形成することを含む、ラテックスブレンド。
An acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend comprising compatible silica formed by the following process, the process:
Blending a styrene butadiene polymer latex with an acrylonitrile butadiene polymer latex to form an acrylonitrile butadiene polymer and a styrene butadiene polymer latex blend;
In an aqueous suspension, silica is treated with a coupling agent to form a compatible silica slurry, where the coupling agent chemically reacts with the silica surface to bind the coupling agent to it; And blending said compatible silica slurry with said acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blend;
A latex blend comprising forming an acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend comprising compatible silica in latex form.
アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成することが;
スチレンブタジエンポリマーラテックス2重量%ないし80重量%;
アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックス1重量%ないし30重量%;および
相溶性シリカスラリー1重量%ないし30重量%(ここで、前記相溶化シリカスラリーの量は、スチレンブタジエンポリマーラテックスおよびアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックス中の固形分の重量に基づいて、5重量%ないし80重量%である。)をブレンドすることを含む、請求項17記載の相溶化シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。
Forming an acrylonitrile butadiene polymer latex and a styrene butadiene polymer latex;
2% to 80% by weight of styrene butadiene polymer latex;
1% to 30% by weight of acrylonitrile butadiene polymer latex; and 1% to 30% by weight of compatible silica slurry (wherein the amount of the compatible silica slurry is the solid content in the styrene butadiene polymer latex and acrylonitrile butadiene polymer latex). 18. The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend comprising the compatibilized silica of claim 17 comprising blending from 5% to 80% by weight based on the weight of.
前記ポリマーラテックスの少なくとも1つは、コポリマー、ホモポリマー、架橋ポリマー、部分的架橋ポリマー、またはそれらの組合せである、請求項17記載の相溶化シリカを含む、アクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド   The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend comprising compatibilized silica according to claim 17, wherein at least one of the polymer latex is a copolymer, a homopolymer, a crosslinked polymer, a partially crosslinked polymer, or a combination thereof. プロセスはさらに、ポリマーラテックスの少なくとも1つにカーボンブラックスラリーを添加することを含む請求項17の相溶化シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend comprising compatibilized silica of claim 17 wherein the process further comprises adding a carbon black slurry to at least one of the polymer latexes. カップリング剤は有機ケイ素化合物である請求項17記載の相溶化シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   18. The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing compatibilized silica according to claim 17, wherein the coupling agent is an organosilicon compound. 有機ケイ素化合物がケイ素原子に直接結合された1ないし3個の容易に加水分解する基およびケイ素原子に直接結合された少なくとも1つの有機基をもち、ここで該少なくとも1つの有機基は少なくとも1つの官能基であり、およびここで該少なくとも1つの官能基は硬化中にポリマーラテックスとの化学反応を受け得る官能基である、請求項21記載の相溶化シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックス。   The organosilicon compound has 1 to 3 easily hydrolyzable groups directly bonded to the silicon atom and at least one organic group directly bonded to the silicon atom, wherein the at least one organic group is at least one The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex comprising compatibilized silica according to claim 21, wherein the acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex is a functional group, wherein the at least one functional group is a functional group capable of undergoing a chemical reaction with the polymer latex during curing. カップリング剤が一般構造式:
(式中、Xは、アミノ基、ポリアミノアルキル基、メルカプト基、ポリスルフィド基、エポキシ基、ビニル基、アクリロキシ基、およびメタクリロキシ基からなる群から選択される官能基を表し、yは0またはそれ以上の整数を表し、Z、Z、およびZはおのおの独立して、水素原子、炭素原子数1ないし18のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アリールアルコキシ基およびハロ置換アルキル基からなる群から選択され、およびZ、Z、またはZの少なくとも1つはアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、またはヒドロキシル基を表す。)で表され、ならびに請求項17記載のプロセス中、カップリング剤は2ないし8個の硫黄原子を含むビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドであり、ここで、アルキル基が炭素原子数1ないし18のアルキル基を表し、およびアルコキシ基は1ないし8のアルコキシ基を表す、請求項17記載の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。
Coupling agent is a general structural formula:
(Wherein X represents a functional group selected from the group consisting of an amino group, a polyaminoalkyl group, a mercapto group, a polysulfide group, an epoxy group, a vinyl group, an acryloxy group, and a methacryloxy group, and y is 0 or more. Z 1 , Z 2 , and Z 3 each independently comprise a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a cycloalkyl group, an arylalkoxy group, and a halo-substituted alkyl group. And wherein at least one of Z 1 , Z 2 , or Z 3 represents an alkoxy group, a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydroxyl group, and a cup during the process of claim 17 The ring agent is a bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide containing 2 to 8 sulfur atoms, 18. The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing compatible silica according to claim 17, wherein the alkyl group represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and the alkoxy group represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
カップリング剤の量はシリカの100重量部につきカップリング剤1重量部ないし25重量部である、請求項17記載の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   18. The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing compatible silica according to claim 17, wherein the amount of coupling agent is 1 to 25 parts by weight of coupling agent per 100 parts by weight of silica. 相溶性シリカスラリーの量は、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスまたはシリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスいずれかの固形分の重量に基づいて、5重量%ないし80重量%である請求項17記載の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   18. The acrylonitrile containing compatible silica according to claim 17, wherein the amount of the compatible silica slurry is 5% to 80% by weight, based on the weight of solids of either silica styrene butadiene polymer latex or silica acrylonitrile butadiene polymer latex. Styrene butadiene terpolymer latex blend. プロセスはさらに、珪藻土、粉砕ペカン殻、セルロース系材料、粉砕ピーナッツ殻、タルク、粉砕石炭、バガス、灰、パーライト、サイレージ、クレー、炭酸カルシウム、バイオマス、およびそれらの組合せからなる群からの充填剤を添加することを含む請求項17記載の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   The process further includes a filler from the group consisting of diatomaceous earth, ground pecan shell, cellulosic material, ground peanut shell, talc, ground coal, bagasse, ash, perlite, silage, clay, calcium carbonate, biomass, and combinations thereof. The acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing the compatible silica of claim 17 comprising adding. プロセスはさらに、酸化防止剤を添加することを含み、該酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤、ホスファイト、ビスフェノール、アミン系酸化防止剤、またはそれらの組合せである、請求項17記載の相溶性シリカを含むアクリロニトリルスチレンブタジエンターポリマーラテックスブレンド。   18. The compatibility of claim 17, wherein the process further comprises adding an antioxidant, wherein the antioxidant is a phenolic antioxidant, phosphite, bisphenol, an amine antioxidant, or a combination thereof. Acrylonitrile styrene butadiene terpolymer latex blend containing silica. 以下の方法によって製造される相溶性シリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスブレンドであって、該方法は:
水性懸濁液中シリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成し、ここで該カップリング剤はシリカ表面と化学的に反応して該カップリング剤をそれに結合させる;
前記相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をスチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成し;および
前記シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスをアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、相溶性シリカを含むアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーラテックスのブレンドを形成することを含むラテックスブレンド。
An acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer latex blend comprising compatible silica produced by the following method, the method comprising:
Treating the silica in an aqueous suspension with a coupling agent to form a compatible silica slurry, wherein the coupling agent chemically reacts with the silica surface to bind the coupling agent thereto;
At least a portion of the compatible silica slurry is blended with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex; and the silica styrene butadiene polymer latex is blended with an acrylonitrile butadiene polymer latex to include a compatible silica. A latex blend comprising forming a blend of an acrylonitrile butadiene polymer and a styrene butadiene polymer latex.
以下のプロセスによって製造されるアクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカであって、該プロセスは:
水性懸濁液中シリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成し、ここで該カップリング剤はシリカ表面と化学的に反応して該カップリング剤をそれに結合させる;
前記相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを形成し、および
スチレンブタジエンポリマーラテックスを前記シリカアクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、アクリロニトリルブタジエンポリマーおよびスチレンブタジエンポリマーのラテックスブレンド中の相溶性シリカを形成することを含む相溶性シリカ。
A compatible silica in a latex blend of acrylonitrile butadiene polymer and styrene butadiene polymer produced by the following process, the process:
Treating the silica in an aqueous suspension with a coupling agent to form a compatible silica slurry, wherein the coupling agent chemically reacts with the silica surface to bind the coupling agent thereto;
At least a portion of the compatible silica slurry is blended with an acrylonitrile butadiene polymer latex to form a silica acrylonitrile butadiene polymer latex, and a styrene butadiene polymer latex is blended with the silica acrylonitrile butadiene polymer latex to produce acrylonitrile butadiene polymer and styrene. A compatible silica comprising forming a compatible silica in a latex blend of butadiene polymers.
以下のプロセスを使用して製造される、ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドであって、該プロセスは:
水性懸濁液中シリカをカップリング剤で処理して、相溶性シリカスラリーを形成し、ここでカップリング剤はシリカ表面と化学的に反応してカップリング剤をそれに結合し;
前記相溶性シリカスラリーの少なくとも一部をスチレンブタジエンポリマーラテックスとブレンドして、シリカスチレンブタジエンポリマーラテックスを形成し、および
アクリロニトリルブタジエンポリマーラテックスを前記シリカスチレンブタジエンポリマーラテックス中に混ぜ込んで、ラテックス形態の相溶性シリカおよびニトリルポリマーブレンドを形成すること含むブレンド。
A compatible silica and nitrile polymer blend in latex form, manufactured using the following process, the process:
Treating the silica in an aqueous suspension with a coupling agent to form a compatible silica slurry, wherein the coupling agent chemically reacts with the silica surface to bind the coupling agent to it;
At least a portion of the compatible silica slurry is blended with a styrene butadiene polymer latex to form a silica styrene butadiene polymer latex, and an acrylonitrile butadiene polymer latex is incorporated into the silica styrene butadiene polymer latex to form a latex form phase. A blend comprising forming a soluble silica and nitrile polymer blend.
乳化重合されたアクリロニトリルブタジエンポリマーおよび乳化重合されたスチレンブタジエンポリマーブレンド中の相溶性シリカのポリマー組成物であって、該ポリマー組成物は:
ポリマー組成物の全固形分に基づいて、相溶性シリカ6重量%ないし90重量%、ここで、該相溶性シリカは、相溶性シリカの重量に基づいて有機ケイ素カップリング剤少なくとも1重量%を含み;
乳化重合されたスチレンブタジエンポリマー10重量%ないし80重量%;および
乳化重合されたアクリロニトリルブタジエンポリマー10重量%ないし80重量%、ここで;乳化重合されたアクリロニトリルブタジエンポリマーの少なくとも10重量%が、アクリロニトリルポリマー対液体1,3−ブタジエンポリマーの比率15:50からなり、それぞれのポリマーに対する相溶性シリカの高力な結合を提供し、ここでブタジエン対スチレンは7:1ないし17:1の比であり、ならびにアクリロニトリル対ブタジエンは0.4:1ないし0.75:1の比である、組成物。
A polymer composition of compatible silica in an emulsion polymerized acrylonitrile butadiene polymer and emulsion polymerized styrene butadiene polymer blend, the polymer composition comprising:
6% to 90% by weight of compatible silica, based on the total solids of the polymer composition, wherein the compatible silica comprises at least 1% by weight of an organosilicon coupling agent based on the weight of the compatible silica. ;
10% to 80% by weight of the emulsion polymerized styrene butadiene polymer; and 10% to 80% by weight of the emulsion polymerized acrylonitrile butadiene polymer, wherein at least 10% by weight of the emulsion polymerized acrylonitrile butadiene polymer is acrylonitrile polymer. Consisting of a 15:50 ratio of liquid to 1,3-butadiene polymer, providing high strength binding of compatible silica to each polymer, where butadiene to styrene is in a ratio of 7: 1 to 17: 1; And acrylonitrile to butadiene in a ratio of 0.4: 1 to 0.75: 1.
さらに相溶性シリカ10重量%ないし50重量%を含み、ここで有機ケイ素カップリング剤は、相溶性シリカのシリカの表面に化学的に結合されており、該有機ケイ素カップリング剤がケイ素交差分極マジック角回転核磁気共鳴により測定されたT/T比0.75以上をもつ平均四量体構造として存在し、ならびに相溶性シリカはT/T比0.9以上をもつ;請求項31記載のポリマー組成物。 Further comprising 10% to 50% by weight of compatible silica, wherein the organosilicon coupling agent is chemically bonded to the surface of the silica of the compatible silica, the organosilicon coupling agent being silicon cross-polarization magic. Claims exist as an average tetrameric structure with a T 3 / T 2 ratio of 0.75 or higher as measured by angular rotation nuclear magnetic resonance, and the compatible silica has a T 3 / T 2 ratio of 0.9 or higher; 31. The polymer composition according to 31. 有機ケイ素カップリング剤が、シリカの重量に基づいて、1重量%ないし25重量%の有機ケイ素カップリング剤量で相溶性シリカのシリカの表面に結合される請求項32記載のポリマー組成物。   The polymer composition of claim 32, wherein the organosilicon coupling agent is bound to the silica surface of the compatible silica in an amount of 1 to 25 wt% organosilicon coupling agent, based on the weight of the silica. 有機カップリング剤は、以下の構造
を有する有機シランから誘導される請求項32のポリマー組成物。
The organic coupling agent has the following structure
35. The polymer composition of claim 32, derived from an organosilane having:
式中、Xはアミノ基、ポリアミノアルキル基、メルカプト基、ポリスルフィド、チオシアナト基、エポキシ基、ビニル基、ハロゲン原子、アクリロキシ基およびメタクリロキシ基からなる群から選択される官能基を表し;yは0以上の整数を表し;Z、Z、およびZはそれぞれ独立して水素原子、アルコキシ基、ハロゲン原子、およびヒドロキシル基からなる群から選択される。 In the formula, X represents a functional group selected from the group consisting of an amino group, a polyaminoalkyl group, a mercapto group, a polysulfide, a thiocyanato group, an epoxy group, a vinyl group, a halogen atom, an acryloxy group, and a methacryloxy group; Z l , Z 2 , and Z 3 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkoxy group, a halogen atom, and a hydroxyl group. 乳化重合されたスチレンブタジエンポリマー、乳化重合されたアクリロニトリルブタジエンポリマー、またはそれらの組合せが、天然ゴム、合成ポリマー、熱可塑性ポリマー、または樹脂ポリマーから形成される請求項32記載のポリマー組成物。   35. The polymer composition of claim 32, wherein the emulsion polymerized styrene butadiene polymer, emulsion polymerized acrylonitrile butadiene polymer, or combinations thereof are formed from natural rubber, synthetic polymer, thermoplastic polymer, or resin polymer. ポリマー組成物が:共役ジエン系ポリマー、ビニルモノマーに基づくポリマー、共役ジエンとビニルモノマーとの組合せ、ポリオレフィン、ポリアルファオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリウレタン、エチレンプロピレンと非共役ジエンとのターポリマー、フルオロエラストマー、クロロ−エラストマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチルジエン、ポリクロロプレン、ポリ塩化ビニルポリマー、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリエポキシド、エチレンインターポリマー、スチレンブタジエンのブロックコポリマー、スチレンイソプレンのブロックコポリマー、アクリレートのコポリマー、架橋性モノマー、ビニルモノマーおよびそれらの組合せからなる群のメンバーを含む、請求項35記載のポリマー組成物。   Polymer composition: conjugated diene polymer, polymer based on vinyl monomer, combination of conjugated diene and vinyl monomer, polyolefin, polyalphaolefin, polyester, polyamide, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyacrylate, polyurethane, non-conjugated with ethylene propylene Terpolymer with diene, fluoroelastomer, chloro-elastomer, polyisoprene, polybutadiene, polyisobutyldiene, polychloroprene, polyvinyl chloride polymer, acrylonitrile butadiene rubber, polyepoxide, ethylene interpolymer, block copolymer of styrene butadiene, block of styrene isoprene Copolymers, copolymers of acrylates, crosslinkable monomers, vinyl monomers and combinations thereof Including members of the group consisting allowed, claim 35 polymer composition. ポリマーの少なくとも1つは、コポリマー、ホモポリマー、架橋ポリマー、部分的架橋ポリマー、またはそれらの組合せである請求項35記載のポリマー組成物。   36. The polymer composition of claim 35, wherein at least one of the polymers is a copolymer, a homopolymer, a crosslinked polymer, a partially crosslinked polymer, or a combination thereof. 相溶性シリカが1ナノメートルないし15ミクロンの範囲の平均粒子径を有する請求項31記載のポリマー組成物。   32. The polymer composition of claim 31, wherein the compatible silica has an average particle size in the range of 1 nanometer to 15 microns. 相溶性シリカを形成するために使用されるシリカは、ヒュームドシリカ、非晶質シリカ、またはそれらの組合せである請求項31記載のポリマー組成物。   32. The polymer composition of claim 31, wherein the silica used to form the compatible silica is fumed silica, amorphous silica, or a combination thereof. さらに、カーボンブラック1重量%から50重量%を含む請求項31記載のポリマー組成物。   32. The polymer composition of claim 31, further comprising 1% to 50% by weight of carbon black. 有機ケイ素カップリング剤の有機ケイ素は、有機ケイ素カップリング剤のケイ素原子に直接結合された1ないし3個の容易に加水分解する基および、ケイ素原子に直接結合された少なくとも1つの有機基をもち、ここで該少なくとも1つの有機基は少なくとも1つの官能基を有し、ここで該少なくとも1つの官能基は、ポリマー組成物の硬化中にポリマー組成物との化学反応を受け得る官能基である請求項31記載のポリマー組成物。   Organosilicon of the organosilicon coupling agent has 1 to 3 easily hydrolyzable groups directly bonded to the silicon atom of the organosilicon coupling agent and at least one organic group directly bonded to the silicon atom. Wherein the at least one organic group has at least one functional group, wherein the at least one functional group is a functional group capable of undergoing a chemical reaction with the polymer composition during curing of the polymer composition. 32. The polymer composition of claim 31. 有機ケイ素カップリング剤は一般的構造式:
(式中、Xは、アミノ基、ポリアミノアルキル基、メルカプト基、ポリスルフィド基、チオシアナト基、エポキシ基、ビニル基、ハロゲン原子、アクリロキシ基、およびメタクリロキシ基からなる群から選択される官能基を表し、yは0またはそれ以上の整数を表し、そしてZ、Z、およびZはおのおの独立して、水素原子、アルコキシ基、ハロゲン原子、またはヒドロキシル基からなる群から選択される。)を有する請求項42記載のポリマー組成物。
Organosilicon coupling agents have the general structural formula:
(Wherein X represents a functional group selected from the group consisting of an amino group, a polyaminoalkyl group, a mercapto group, a polysulfide group, a thiocyanato group, an epoxy group, a vinyl group, a halogen atom, an acryloxy group, and a methacryloxy group; y represents an integer of 0 or more, and Z 1 , Z 2 , and Z 3 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkoxy group, a halogen atom, or a hydroxyl group. 43. The polymer composition of claim 42.
有機ケイ素カップリング剤は、2ないし8個の硫黄原子を含むビス(トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドであり、アルキル基が炭素原子数1ないし18のアルキル基を表し、およびアルコキシ基は1ないし8のアルコキシ基を表す、請求項42記載のポリマー組成物。   The organosilicon coupling agent is a bis (trialkoxysilylalkyl) polysulfide containing 2 to 8 sulfur atoms, the alkyl group represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and the alkoxy group has 1 to 8 carbon atoms. 43. A polymer composition according to claim 42, which represents an alkoxy group. さらに、エクステンダー油、酸化防止剤、またはそれらの組み合わせを4重量%ないし60重量%の量で含む、請求項31記載のポリマー組成物。   32. The polymer composition of claim 31, further comprising an extender oil, an antioxidant, or a combination thereof in an amount of 4% to 60% by weight. エクステンダー油はナフテン油、炭化水素系油、合成油、芳香油、低多環芳香族炭化水素油、またはそれらの組合せである請求項45記載のポリマー組成物。   46. The polymer composition of claim 45, wherein the extender oil is a naphthenic oil, a hydrocarbon-based oil, a synthetic oil, an aromatic oil, a low polycyclic aromatic hydrocarbon oil, or a combination thereof. 酸化防止剤はフェノール系酸化防止剤、ホスファイト、ビス−フェノール、アミン系酸化防止剤、またはそれらの組合せである請求項45記載のポリマー組成物。   46. The polymer composition of claim 45, wherein the antioxidant is a phenolic antioxidant, phosphite, bis-phenol, an amine antioxidant, or a combination thereof. 珪藻土、粉砕ペカン殻、セルロース系材料、粉砕ピーナッツ殻、タルク、粉砕石炭、バガス、灰、パーライト、サイレージ、クレー、炭酸カルシウム、バイオマス、およびそれらの組合せからなる群のメンバーである充填剤0.1重量%から50重量%をさらに含有する請求項31記載のポリマー組成物。   Filler 0.1 which is a member of the group consisting of diatomaceous earth, ground pecan shell, cellulosic material, ground peanut shell, talc, ground coal, bagasse, ash, perlite, silage, clay, calcium carbonate, biomass, and combinations thereof 32. The polymer composition of claim 31, further comprising from 50% to 50% by weight. さらに、組合せにおいて0.1重量%ないし5重量%の量で活性剤、フリーラジカル抑制剤、および停止剤を含む請求項31記載のポリマー組成物。   32. The polymer composition of claim 31, further comprising an activator, free radical inhibitor, and terminator in an amount of 0.1% to 5% by weight in the combination. 活性化剤が過酸化物である請求項49記載のポリマー組成物。   50. The polymer composition of claim 49, wherein the activator is a peroxide. さらに酸化亜鉛、有機過酸化物、またはアクリレートを用いた架橋ポリマー用の硬化剤パッケージを含む、請求項50記載のポリマー組成物。   51. The polymer composition of claim 50 further comprising a curing agent package for the crosslinked polymer using zinc oxide, organic peroxide, or acrylate. 請求項51記載のポリマー組成物から製造される物品。   52. An article made from the polymer composition of claim 51. 物品が、フロアマット、タイヤ、ベルト、ローラー、履物、電線およびケーブル外被、屋根縁取り、管状のホース、海洋用衝撃バンパー、工業用ベルト、非自動車用のタイヤ、鉱業用ベルト、ベアリング、コンジットまたは空気入りタイヤである請求項52記載の物品。   Articles are floor mats, tires, belts, rollers, footwear, wire and cable jackets, roof trims, tubular hoses, marine impact bumpers, industrial belts, non-automobile tires, mining belts, bearings, conduits or 53. The article of claim 52, which is a pneumatic tire. 物品は、射出成形、押出加工、プレス成形、切削、フライス加工、回転成形、またはそれらの組合せによって製造される請求項53記載の物品。   54. The article of claim 53, wherein the article is manufactured by injection molding, extrusion, press molding, cutting, milling, rotational molding, or combinations thereof. 活性剤、フリーラジカル開始剤、水および停止剤を用いる連続フロー乳化重合を使用して形成された、クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物であって、
該連続フロー乳化重合は、無圧または低圧でおよび周囲温度以上で行われ、該組成物は
組成物の総重量に基づいて合成弾性ポリマー18重量%ないし93重量%;
ここで、該合成弾性ポリマーは
組成物の総重量に基づいて、液体1,3−ブタジエンモノマー60重量%ないし82重量%または組成物の総重量に基づいて、スチレンモノマー18重量%ないし40重量%からなり;
組成物の総重量に基づいて、相溶性シリカ5重量%ないし80重量%、ここで該相溶性シリカは該相溶性シリカの表面の少なくとも20重量%と結合した有機ケイ素カップリング剤少なくとも1重量%を有し;
組成物の総重量に基づいてリサイクルクラムラバー1重量%ないし50重量%ならびに
組成物の総重量に基づいてカーボンブラック1重量%ないし40重量%を含む、ポリマー組成物。
An elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica, formed using continuous flow emulsion polymerization with an activator, free radical initiator, water and terminator,
The continuous flow emulsion polymerization is carried out at no pressure or low pressure and above ambient temperature, the composition comprising 18% to 93% by weight of a synthetic elastic polymer based on the total weight of the composition;
Here, the synthetic elastomeric polymer is 60% to 82% by weight of liquid 1,3-butadiene monomer based on the total weight of the composition or 18% to 40% by weight of styrene monomer based on the total weight of the composition. Consists of;
5% to 80% by weight of compatible silica, based on the total weight of the composition, wherein the compatible silica is at least 1% by weight of the organosilicon coupling agent combined with at least 20% by weight of the surface of the compatible silica Having
A polymer composition comprising 1% to 50% by weight of recycled crumb rubber based on the total weight of the composition and 1% to 40% by weight of carbon black based on the total weight of the composition.
リサイクルクラムラバーは再生ゴムの粒子を含み、およびここで再生ゴムの粒子の少なくとも50容量%が米国標準シリーズふるい#10メッシュよりも小さい、請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, wherein the recycled crumb rubber comprises recycled rubber particles, and wherein at least 50% by volume of the recycled rubber particles are smaller than US standard series sieve # 10 mesh. リサイクルクラムラバーは再生ゴムの粒子を含み、およびここで再生ゴムの粒子の少なくとも50容量%が米国標準シリーズふるい#200メッシュよりも小さい、請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, wherein the recycled crumb rubber comprises recycled rubber particles, and wherein at least 50% by volume of the recycled rubber particles are smaller than US standard series sieve # 200 mesh. 合成弾性ポリマーはラテックス形態であるか、または乾燥微粒子である、請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. An elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, wherein the synthetic elastic polymer is in latex form or in dry particulate. リサイクルクラムラバーは、リサイクルタイヤ由来が100%である、請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, wherein the recycled crumb rubber is 100% derived from a recycled tire. さらに、組成物の総重量に基づいて、充填剤0.1重量%ないし50重量%を含む請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, further comprising 0.1 wt% to 50 wt% filler, based on the total weight of the composition. 充填剤が、粉砕ペカン殻、セルロース系材料、サイレージ、珪藻土、粉砕ピーナッツ殻、タルク、粉砕石炭、粉砕バガス、灰、パーライト、クレー、炭酸カルシウム、バイオマス、およびそれらの組合せからなる群のメンバーである請求項60記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   The filler is a member of the group consisting of ground pecan shell, cellulosic material, silage, diatomaceous earth, ground peanut shell, talc, ground coal, ground bagasse, ash, perlite, clay, calcium carbonate, biomass, and combinations thereof 61. An elastic polymer composition comprising the crumb rubber and silica of claim 60. さらに、組成物の総重量に基づいて、エクステンダー油1重量%ないし40重量%を含む請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, further comprising 1 wt% to 40 wt% of extender oil based on the total weight of the composition. エクステンダー油は合成油、芳香油、ナフテン油、炭化水素、多環芳香族炭化水素油、またはそれらの組合せからなる群から選択される請求項62記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   64. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 62, wherein the extender oil is selected from the group consisting of synthetic oils, aromatic oils, naphthenic oils, hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbon oils, or combinations thereof. さらに、組成物の総重量に基づいて、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性加硫物、またはその任意の組合せ最大25重量%までを含む請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, further comprising up to 25 wt% of a thermoplastic polymer, a thermoplastic elastomer, a thermoplastic vulcanizate, or any combination thereof, based on the total weight of the composition. object. モノマーが架橋されている請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. An elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55, wherein the monomers are crosslinked. 組成物の総重量に基づいて、カーボンブラック1重量%ないし10重量%を含む、請求項55記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物。   56. The elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica according to claim 55 comprising 1% to 10% by weight of carbon black, based on the total weight of the composition. 請求項55記載の組成物からなる、クラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物の物品。   58. An article of elastic polymer composition comprising crumb rubber and silica, comprising the composition of claim 55. 物品が、フロアマット、タイヤ、ベルト、ローラー、履物、電線およびケーブル外被、屋根縁取り、管状のホース、海洋用衝撃バンパー、工業用ベルト、非自動車用のタイヤ、鉱業用ベルト、ベアリングまたはコンジットである請求項67記載のクラムラバーおよびシリカを含む弾性ポリマー組成物の物品。   Articles are floor mats, tires, belts, rollers, footwear, wire and cable jackets, roof trims, tubular hoses, marine impact bumpers, industrial belts, non-automobile tires, mining belts, bearings or conduits 68. An article of an elastic polymer composition comprising a crumb rubber and silica according to claim 67.
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