[发明专利]用于形成热塑性硫化橡胶的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月30日申请的美国临时专利申请号61/291,244的优先权，其公开内容以整体在此引用作为参考。

技术领域

本发明的实施方案涉及用于制造热塑性硫化橡胶的方法以及由这种方法制备的热塑性硫化橡胶。

背景技术

热塑性硫化橡胶包括动态硫化橡胶和热塑性聚合物的共混物。该橡胶可以作为细碎橡胶颗粒分散在热塑性树脂相中。这些组合物已经有利地展示了热固性弹性体的许多性质，然而它们如热塑性塑料一样可加工。由于热塑性硫化橡胶有利地如热塑性塑料一样可加工，经常使用热塑性挤出技术由热塑性硫化橡胶挤出弹性制品。

热塑性硫化橡胶可以有利地通过用酚醛树脂将橡胶动态硫化同时将橡胶与热塑性树脂混合制备。美国专利No.4,311,628教导了包括完全硫化的橡胶的热塑性硫化橡胶可以通过使用酚醛树脂固化体系生产，所述酚醛树脂固化体系包括酚醛硫化树脂和硫化活性剂例如氯化亚锡。根据本发明，每100重量份橡胶可以使用5至20重量份的酚醛树脂和0.1至10重量份的硫化活性剂。同样地，美国专利No.5,952,425教导每100重量份橡胶以大约0.01至10重量份的量使用卤素给体。可以采用每100重量份橡胶超过1重量份的氯化亚锡以获得技术上有用的包括完全硫化的橡胶的产品。

不利地，据认为氯化亚锡导致几个缺陷。例如氯化亚锡有助于热塑性硫化橡胶的吸湿性。已经做出了尝试以降低这些热塑性硫化橡胶吸引和吸收大气湿度的倾向。不幸地是，这些尝试没有达到很大的成功。硫化活化剂例如氯化亚锡被完全地从体系中移除的情况下，如在美国专利No.6,143,828中提出的，使橡胶完全硫化的能力被排除。结果是，不能获得显示出与完全硫化橡胶相关的有利性质的热塑性硫化橡胶。美国专利No.5,952,425也提出在没有氯化亚锡存在下硫化动力学不是工艺上有用的。其它用于减轻问题的尝试已经包括替代的活化剂体系的使用。例如，美国专利No.6,437,030教导使用基于金属羧酸盐的卤化物减少的体系。不幸地，这些体系取向具有较慢的硫化动力学并且经常造成较低的硫化态。这些体系还经常需要预防措施以补偿已经观察到的热稳定性的剧烈下降。对于保质期，目前用于最小化该问题的尝试已经集中在热塑性硫化橡胶的包装上，其中经常采用特殊的箔衬里。这不仅昂贵，并且其不是解决问题的方案。

除了与吸湿性相关的问题，采用酚醛树脂固化体系与氯化亚锡硫化活性剂制备的热塑性硫化橡胶已经显示出压析(plate out)的倾向，其指的是可以最终影响工程公差(engineering tolerances)的在挤出模头中残留物累积。因此，常规挤出实践经常需要模头的常规清理。现有技术没有提供任何关于为何发生压析的解释，并且此外没有提供任何该问题的解决方案。

美国专利No.7,439,304教导了对于每100重量份的橡胶具有至少0.2重量份并且小于0.9重量份氯化亚锡的热塑性硫化橡胶。在0.2重量份以下，所述热塑性硫化橡胶不具备足够的耐热性，和在这些量以上，所述热塑性硫化橡胶显示出可感知的压析并且对热塑性硫化橡胶的吸湿性具有有害的影响。在这一范围中，发现到有利的硫化，同时利用由氯化亚锡降低的使用获得的改善的吸湿性。由这些热塑性硫化橡胶制备的挤出和模塑部件在长期的储存后也显示出减少的多孔性，即使没有特殊的包装。

仍然其它的问题包括与使用氯化亚锡制造热塑性硫化橡胶有关的那些。氯化亚锡是一种固体材料，经常以粉末的形式，其很难处理并且不容易计量加入到其中发生动态硫化的反应器中。而且，氯化亚锡可能是难以在整个橡胶和热塑性树脂的共混物中分散的。此外，还认为氯化亚锡参与到某些导致挤出热塑性硫化橡胶差的表面外观的副反应中。

因为酚醛树脂固化体系对比其它可以在热塑性硫化橡胶生产中使用的硫化体系提供了显著的优势，存在持续的需求以减轻一些与在热塑性硫化橡胶的生产中使用这些硫化体系相关的问题。

附图的简要说明

图1是显示了根据本发明实施方案的方法的流程图。

发明概述

本发明的一个或多个实施方案提供了用于生产热塑性硫化材料的方法，该方法包括以下步骤：将可硫化的橡胶加入到反应器中；将热塑性树脂和用于酚醛树脂固化剂的催化剂的母料加入到反应器中；将酚醛树脂固化剂加入到反应器中；在催化剂存在下用酚醛树脂固化剂动态硫化橡胶。