高浓度的交联母炼胶制造技术

本发明专利技术涉及一种交联母炼胶，其含有大于４０重量％有机过氧化物、合成橡胶和特定的二氧化硅。更具体地说，提供了高度浓缩的交联母炼胶，其含有４０－７０％有机过氧化物、合成橡胶以及比表面积为１５０米↑［２］／克或更大的湿处理和／或干处理的二氧化硅或孔体积为１．４毫升／克或更大的多孔二氧化硅，所述橡胶例如ＥＰＭ和／或ＥＰＤＭ，其丙烯含量为４５％或更大，在１００℃下的门尼粘度为３０或更大。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交联母炼胶，更特别涉及用于交联(高弹性)热塑性材料和橡胶的母炼胶。热塑性材料、高弹性热塑性材料和橡胶(简称为弹性体)包括优选的产品例如聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)和丁二烯-丙烯腈共聚物，它们都是廉价、用途广泛的，并具有优异的物理性能，从而可以广泛应用。弹性体可以按照常规方式通过在合适的有机过氧化物存在下加热进行交联，以便例如提高其耐热性。当交联弹性体时，从经济上考虑，优选将纯有机过氧化物与弹性体混合。但是，这种方法通常在安全方面是不可行的。另外，公知的是使用这种纯的有机过氧化物导致在待交联的弹性体中较不均匀的分布，得到性能较差的不均匀的交联产物，特别是与这样的方法相比，其中将弹性体与有机过氧化物混合，其中与惰性填料例如碳酸钙、二氧化硅、粘土和滑石等配混，或与片材或颗粒形式的聚合物或弹性体(所谓的母炼胶)配混。所以在工业上通常使用粉状配料和片材或颗粒形式的母炼胶。其中有机过氧化物用惰性填料稀释的粉状配料当用作交联剂时具有以下优点(1)能安全地储存和使用，(2)因为它们是粉末，所以可以通过简单的方式计量加入弹性体中，而与所用的有机过氧化物无关(固体或液体)，和(3)价廉。但是，这些粉状配料的缺点如下(1)通常需要长时间以得到过氧化物在待交联的弹性体中的均匀分散体，(2)配料易于起尘，导致在计量加入该配料期间和该配料与待交联的弹性体捏合期间，操作者暴露于粉尘下。片材或颗粒形式的母炼胶，其中过氧化物分散于聚合物、优选弹性体中，具有与粉状配料相同的益处。另外，它们需要较少的时间来制备过氧化物在待交联的弹性体中的分散体，且不起尘。所以，在要将过氧化物和弹性体均质混合的方法中，通常选择这种(片材或颗粒形式)母炼胶作为产品。但是，片材或颗粒形式的母炼胶通常的缺点在于不能形成高度浓缩的产品。已经知道工业粉状配料含有50重量％过氧化物，而工业片材或颗粒形式的母炼胶受限于含有40重量％过氧化物。常规交联母炼胶含有至多40重量％有机过氧化物、EPM或EPDM和经过湿处理或干处理的二氧化硅作为基本组分，这种母炼胶通过常规的方法来生产，例如在开炼机上，或通过将所述组分任选地与惰性填料例如碳酸钙进行捏合。有机过氧化物的物理状态、EPM或EPDM的性能(例如门尼粘度、乙烯或丙烯含量)、和经过湿或干处理的二氧化硅的性能(例如比表面积和吸油容量)在这种情况下不是重要的。用于该目的的经过温-或干处理的二氧化硅具有40-140米2/克的比表面积，孔体积为0.1-0.6毫升/克。但是，如果要在开炼机上通过将所述过氧化物与EPM或EPDM和所述常用的湿或干处理的二氧化硅捏合来生产含有高于40重量％液体有机过氧化物的母炼胶，该母炼胶易于粘结在辊上，使得混合更加困难，且难以从辊上取下(薄)片材，导致片材的强度差。另外，发现所得的片材或颗粒在储存中不稳定。更具体地说，它们因过氧化物从母炼胶中挤出而受损。相似地，如果母炼胶含有高于重量％固体有机过氧化物，在捏合期间，在辊上的物料易于破裂，使得难以有效地捏合产品。发现所得的母炼胶因从母炼胶中过氧化物的起霜而受损。为了克服这些问题，WO98/54249公开了生产高浓度母炼胶的方法，该母炼胶基本上含有液体聚合物，例如在60℃下Brookfield粘度为10000mPas和更低的EPM/EPDM。但是，这些液体聚合物的价格昂贵，这是它们在市场上未受广泛认可的一个主要原因。因此，仍然需要含有高于40重量％液体或固体过氧化物的过氧化物母炼胶，特别是基于EPM和/或EPDM的母炼胶，且不起尘，易于使用和储存稳定，不含昂贵的低分子量聚合物，且得到在待交联的弹性体中的均匀分布。发现本专利技术的高浓度的交联母炼胶可以解决这些问题。该母炼胶的特征在于它们含有固体合成橡胶例如EPM和/或EPDM作为基础聚合物、40-70重量％的有机过氧化物、和特定的二氧化硅。更优选，本专利技术的母炼胶含有40-70重量％有机过氧化物和EPM和/或EPDM橡胶，其中该橡胶的丙烯含量为35重量％或更高，优选40重量％或更高，更优选至少为45重量％，和通过本领域常规方法ML 1+4在100℃下测定的门尼粘度为30或更大。所用的二氧化硅的特征在于(a)如果有机过氧化物在室温下是固体，二氧化硅的比表面积至少为150米2/克，(b)如果有机过氧化物在室温下是液体，二氧化硅的孔体积至少为1.4毫升/克，优选1.5毫升/克或更大。因此，本专利技术涉及(1)一种交联母炼胶，含有基于母炼胶总重量的40-70重量％至少一种有机过氧化物、至少一种合成橡胶和一种比表面积为150米2/克或更大或孔体积为1.4毫升/克或更大的二氧化硅。(2)根据上述(1)的高浓度的交联母炼胶，其中所述母炼胶含有干处理或湿处理的二氧化硅，(a)如果所述有机过氧化物在室温下是固体，所述二氧化硅的比表面积为150米2/克或更大，或(b)如果所述有机过氧化物在室温下是液体，所述二氧化硅的孔体积为1.4毫升/克或更大。(3)根据上述(1)或(2)的高浓度的交联母炼胶，其中所述合成橡胶是乙丙橡胶或乙烯-丙烯-二烯橡胶，所述橡胶的丙烯含量为45重量％或更高，在100℃下的门尼粘度为30或更大。(4)根据上述(1)至(3)的高浓度的交联母炼胶，其中所述有机过氧化物的存在量是40-65重量％，所述合成橡胶的存在量是10-30重量％，所述二氧化硅的存在量是5-30重量％，各自基于母炼胶的总重量。用于本专利技术的优选的有机过氧化物具有10小时半衰期温度为60℃或更大，并在室温下是液体或固体。室温指约15-30℃，这取决于地域、季节和操作环境。术语“10小时半衰期温度”是常规涵义，指当通过过氧化物在一氯代苯中的0.2摩尔/升溶液的热分解检测时，在10小时时间内50％过氧化物分解时的温度。优选的在室温下为固体的有机过氧化物包括二烷基过氧化物，例如二枯基过氧化物、1，3-二(叔丁基过氧基异丙基)苯、和1，4-二(叔丁基过氧基异丙基)苯，以及二酰基过氧化物，例如过氧化二苯甲酰。优选的在室温下为液体的有机过氧化物包括二烷基过氧化物，例如2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔-3、叔丁基枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、和二叔戊基过氧化物；过氧基缩酮，例如1，1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷、4，4-二叔丁基过氧基戊酸正丁酯、和1，1-二叔丁基过氧基环己烷。在这些有机过氧化物中，更优选用于本专利技术母炼胶的过氧化物包括二枯基过氧化物、1，3-二(叔丁基过氧基异丙基)苯、和1，4-二(叔丁基过氧基异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、l，1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷、和4，4-二叔丁基过氧基戊酸正丁酯。有机过氧化物可以单独使用或作为一种或多种过氧化物的混合物使用。该混合物可以作为液体或作为固体使用，这取决于其在室温下的物理形式。本专利技术的交联母炼胶可以含有所述的任何有机过氧化物，过氧化物的总浓度为40-70重量％，优选42.5-65重量％，甚至更优选45-62.5重量％，最优选47.5-60重量％。优选用于本专利技术的合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浓缩的交联母炼胶，含有一种或多种有机过氧化物、一种或多种合成橡胶和二氧化硅，其中所述有机过氧化物占母炼胶总重量的４０－７０重量％，所述二氧化硅具有比表面积为１５０米↑［２］／克或更大或孔体积为１．４毫升／克或更大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A石渡，A高井，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，化药阿克佐公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]