[发明专利]卤化弹性体组合物

说明书

本发明领域

本发明涉及包含卤化弹性体的组合物，特别是含有异丁烯和对位卤代烷基取代的苯乙烯、交联剂及硫代硫酸酯促进剂的弹性共聚体。

本发明背景

异丁烯的卤化共聚物和高达约4mol％的异戊二烯(丁基橡胶)是众所周知的聚合物材料，它们的硫化产品提供了一些许多其它基于二烯烃的弹性体所不具有的突出性质。由许多硫化的卤化弹性体制备的制品提供了提高的耐油和脂类的性质及耐氧和臭氧分解性。丁基橡胶硫化产品显示了良好的耐磨性，对空气、水蒸气和许多有机溶剂的优良不渗透性，以及耐老化和日晒。这类性质使这些材料成为一种或多种应用诸如水管、有机流体管、轮胎结构组成部分、垫片、粘合剂组合物和各种模型制品的理想选择物。

更近一些，已经发现新的卤化弹性体共聚物呈现和卤化丁基橡胶许多相同的性质，但是更耐臭氧和溶剂，且更容易硫化。这些材料是C₄-C₇异烯烃如异丁烯和对烷基苯乙烯共聚单体的无规共聚物的卤化产品，其中苯乙烯单体单元中至少一些烷基取代基包含卤素。

在美国专利US5,162,445中更具体地公开了这些共聚物及其制造方法，其全部公开内容引入本文供参考。这类共聚物中的芳族卤甲基允许以各种方式完成容易的交联，包括通过常用于硫化卤化丁基橡胶的氧化锌或促进的氧化锌硫化体系。

然而这些促进的氧化锌交联体系中的一些会带来严重的早期硫化问题。

美国专利US5,373,062公开了特征为使用了促进的氧化锌交联剂和羧酸铋早期硫化抑制剂的卤化弹性体组合物。

本发明的目的是提供卤化弹性体组合物，该组合物可快速硫化，但没有严重的早期硫化问题，且能够达到高水平的交联。

本发明概要

按照本发明，已经发现用于卤化弹性体的一种改进的促进硫化体系，硫化体系中包含了交联剂和含有一个或多个连接在烃基、有机桥基或聚合物上的下式基团的促进剂

               -S-SO₂-OM

其中M为一价金属、当量的多价金属、向含氮碱中加成一个质子得到的一价离子或当量的向含氮碱中加成两个或多个质子所得到的多价离子。

包含这些交联剂和促进剂材料的卤化弹性体组合物能够快速硫化到一个高硫化态，且避免早期硫化问题。

本发明的详细说明  

本发明组合物中的卤化弹性体包括氯化或溴化丁基橡胶、C₄-C₇异烯烃和对烷基苯乙烯的氯化或溴化共聚物，它们的混合物，或一种或两种这些弹性体与可硫化的二烯烃弹性体如天然或合成顺式聚异戊二烯、聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物或乙烯、丙烯和至多10mol％的非共轭二烯的弹性共聚物(已知为EPDM橡胶)的混合物。

卤丁基橡胶可以是基于异丁烯与至多约4mol％异戊二烯的氯化或溴化共聚物。一般这些弹性体的数均分子量范围在约50,000和至多约500,000之间，且可由本领域熟知的如公开于美国专利US2,940,960和US3,099,644的聚合和卤化方法制备，这些文件的公开内容被引入本文供参考。

基于C₄-C₇异烯烃如异丁烯和对烷基苯乙烯如对甲基苯乙烯的卤化共聚物在本领域中现在是已知的，这可从上述美国专利US5,162,445中得到证实。

更优选的材料是C₄-C₇异烯烃如异丁烯和对烷基苯乙烯共聚单体的无规共聚物的卤化产物，其中苯乙烯单体单元中至少一些烷基取代基包含卤素。优选材料的特征为包含沿着聚合物链无规间隔的下面单体单元的异丁烯共聚物：

其中聚合物链中至少约5mol％的共聚单体单元具有式2的结构，R和R’独立地是氢或C₁-C₄烷基，R”独立地是氢、C₁-C₄烷基或X，和X是溴或氯，共聚物在聚合物主链中另外基本上不合任何卤素。

关于作为异烯烃共聚单体的异丁烯，这些共聚物还包括：

a)由异丁烯和具有式2结构的单体组成的共聚物，其中R”是氢或C₁-C₄烷基，例如异丁烯和单卤素取代的对烷基苯乙烯共聚物；

b)包括异丁烯和具有式1和2结构的单体混合物的三元共聚物，其中R”是氢或C₁-C₄烷基，例如异丁烯、对烷基苯乙烯和单卤素取代的对甲基苯乙烯的三元共聚物；