[发明专利]用于弹性体的增塑剂和加工助剂

说明书

本发明涉及弹性体组合物及其制备方法，以及增塑和/或增强弹性体加工性能的方法。这些组合物在可塑性和加工性能上得以增强，降低了增塑剂在提取或迁移时的损失。

弹性体广泛应用在许多领域中。例如，弹性体用于汽车，国防，太空，石油钻孔和油回收工业。为在如此工业上使用，可将弹性体制成轮胎，密封件，垫片，挤出制品，特殊产品，板材等。如此应用的结果是，由弹性体制成的零件将不得不受到如燃料，润滑剂，超高温，水，蒸汽或化学品的侵蚀。而且，基于它的应用，如此弹性体可能需要被增塑以获得低温柔韧性及增强的伸长和拉伸性能。同时，为有效和经济地制成所需的零件，如此弹性体优选具有一定的加工性能。

增塑剂加入到弹性体中以提供或增强该材料的可塑性。具体地讲，增塑剂为这样一种材料：当其加入到聚合材料时，通过降低聚合物的玻璃化转变温度(Tg)，能增加加工性能和柔韧性。增塑剂通常分为内部和外部两种类型。内部增塑剂通过在聚合物形成的同时，当时生成一种增塑聚合物而制备。外部增塑剂在其加入聚合物之前就完全制备出来。(通常，参见Kirk-Othmer酚化学技术大百科全书，19卷258-273页，增塑剂部分)

如今常规的增塑剂趋于在弹性体中迁移，在表面上“起霜”和从弹性体中“流失”，因此，由弹性体制成的零件的寿命变短。这种迁移是由一些弹性材料所需的操作环境引起的。如此环境可使增塑剂从该弹性体中抽取出来。其结果是可塑性降低，环境可能被该增塑剂污染。克服增塑剂迁移问题的一种常规方法是使用具有高分子量的增塑剂。然而，如此高分子量增塑剂的使用导致弹性体的配料问题，即，将这些组份复合和混合成相混溶的弹性组合物是非常困难的。同时，这些弹性体也面临加工性能问题。

为增塑聚合物之目的，通常使用许多化学组合物以改善柔韧性，低温性能，致裂前的拉伸百分比，肖氏A硬度，以及当冲击时的耐撕裂和裂化性能。这些物理测试用作成品实际性能的现实标准，这些是公知的。例如，此物理测试描述在橡胶技术，第二版，第4和5章。

短链(甲基)丙烯酸酯被建议用作橡胶的增塑剂。例如，羟乙基和羟丙基甲基丙烯酸酯及其烷氧基衍生物被建议作为聚氯丁二烯组合物的增塑剂。(参见UK Research Disclosures,211卷，403页#21122)。同时，C₈-C₁₃甲基丙烯酸烷基酯，以及与粉末弹性体如天然橡胶，苯乙烯-丁二烯或丙烯腈-丁二烯混合的甲基丙烯酸2-乙氧基-乙酯被建议作为柔软丙烯酸弹性体组合物而用在假牙中。据称如此混合物避免了增塑剂的使用。(参Parker,S.和Braden,Biomaterials 1990，卷11，九月)。使用甲基丙烯酸C₇-C₁₂烷基酯增塑固化的橡胶。(参见Panchenko等Kauch,IRezina(4),24-26(1979))。这些参考资料建议，低链甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸庚酯具有最高的增塑能力。在US5,026,807中，在长链烷基取代基中，如在C_3-20亚烷基与C_1-20烃基之间具有重复酯基的甲基丙烯酸酯用作弹性体添加剂。该酯与具有弹性的聚合物化合以提供一种具有增强的耐油，热和低温性能的组合物。

US5,612,418公开了聚丙烯酸酯共聚物和丙烯酸C₄-C₈烷基酯，丙烯酸C₁-C₃烷基酯与丙烯酸C₂-C₁₂烷氧基烷基酯的三元共聚物，以及部分氢化的丁腈橡胶的混合物，其用于汽车发动机皮带，垫片，密封件等。然而，该公开的混合物也含有增塑剂添加剂，其中指出，并不认为聚丙烯酸酯具有增塑剂性质。US4,158,736和4,103,093建议可以将丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物用作增塑剂。然而，这些专利没有公开具体的弹性体组合物或在弹性体组合物中的应用。