[发明专利]二氧化硅填充的弹性体胶料

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化硅填充的卤化丁基弹性体如溴化丁基弹性体 (BIIR)。此外，本发明还涉及改进了焦烧安全性的溴化丁基弹性体。

背景技术

大家知道，补强填充剂如炭黑和二氧化硅能大大地提高弹性体胶 料的强度性能和疲劳性能。大家还知道，弹性体与填充剂之间会发生 化学作用。例如，炭黑与高度不饱和弹性体如聚丁二烯(BR)、苯乙 烯丁二烯共聚物(SBR)之间会发生有益的相互作用，这是因为这些共 聚物中存在有大量的碳-碳双键。丁基弹性体中碳-碳双键可能只有BR 或SBR中的十分之一或以下，因而已知由丁基弹性体制的胶料与炭黑 之间缺乏良好的相互作用。例如，通过将炭黑与BR和丁基弹性体的组 合相混炼制成的胶料会形成包含大部分炭黑的BR区域和包含极少量 炭黑的丁基弹性体区域。众所周知，这种丁基胶料的耐磨性能很差。

加拿大专利申请2293149指出，通过使卤化丁基弹性体与二氧化 硅和特定的硅烷相混合可制得具有改进性能的填充丁基弹性体组合 物。硅烷在卤化丁基弹性体与填充剂之间起分散剂和键合剂的作用。 然而，采用硅烷的一个缺点是在制造过程中以及按这种方法制得的制 品在使用期间会逐渐形成醇。此外，采用硅烷还会大大地增加所得制 造制品的成本。

共同待审的加拿大专利申请2339080公开了具有至少一个含氮碱 性基团和至少一个羟基基团的化合物能增进卤化丁基弹性体与炭黑、 矿物填充剂之间的相互作用，从而改进胶料的性能如拉伸强度和耐磨 性(DIN)。

共同待审的加拿大专利申请2368363公开了包含卤化丁基弹性 体，至少一种矿物质填充剂和至少一种硅氮烷化合物的经填充的卤化 丁基弹性体化组合物。然而正在研究用于由二氧化硅填充的丁基胶料 中的其它加工助剂。

发明内容

本发明提供了包含卤化丁基弹性体，至少一种矿物质填充剂和至 少一种低聚多羟基化合物或至少一种低聚多羟基化合物与含至少一个 羟基基团、至少一个具有碱性胺基的官能基团的添加剂的混合物的组 合物。

本发明还提供了一种制备经二氧化硅补强的、具有改进的焦烧安 全性的弹性体胶料的方法，该方法包括对卤化丁基弹性体、至少一种 二氧化硅矿物质填充剂和至少一种低聚多羟基化合物或至少一种低聚 多羟基化合物与含至少一个羟基基团、至少一个具有碱性胺基的官能 基团的添加剂的混合物进行混炼，以及对获得的经填充的卤化丁基弹 性体混合物进行硫化。

已出乎意料地发现，低聚多羟基化合物能增进卤化丁基弹性体与 矿物质填充剂的相互作用，从而得到提高了胶料的性能如拉伸强度和 耐磨性能(DIN)，同时还改进了焦烧安全性的效果。

此外，还发现，低聚多羟基化合物与含至少一个羟基基团、一个 含碱性胺的官能基团的添加剂的混合物能增进卤化丁基弹性体与矿物 质填充剂间的相互作用，从而提高了胶料的性能如拉伸强度和耐磨性 能(DIN)。

附图说明

图1是对照的填充弹性体胶料与根据本发明填充胶料的门尼焦烧 的图示。

图2是对照的填充弹性体胶料与根据本发明填充胶料的DIN磨损 体积损耗的图示。

具体实施方式

本文所用术语“卤化丁基弹性体”是指氯化或溴化丁基弹性体。 溴化丁基弹性体是优选的，并通过实施例以溴化丁基弹性体为例对本 发明进行说明。然而大家都知道，本发明也延伸到氯化丁基弹性体的 应用。

适用于本发明的卤化丁基弹性体包括(但不受此限制)溴化丁基 弹性体。此类弹性体可通过丁基橡胶的溴化来制得，丁基橡胶是异烯 烃(通常是异丁烯)与共聚单体(通常是C₄-C₆共轭二烯烃，优选异戊 二烯)的共聚物。也可采用除共轭二烯外的共聚单体，如烷基取代的 乙烯基芳族共聚单体，包括C₁-C₄烷基取代的苯乙烯。可商购的卤化丁 基弹性体的实例是溴化异丁烯甲基苯乙烯共聚物(BIMS)，其中共聚 单体是对甲基苯乙烯。