具有引入的加工油的弹性体纳米复合材料的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年10月8日、申请号为201080046443. 4、发明名称为"具 有引入的加工油的弹性体纳米复合材料"的中国专利申请的分案申请。
[0002] 优先权声明
[0003] 本申请要求于2009年10月26日提交的USSN12/605, 548的优先权和权益。
技术领域
[0004] 本公开内容涉及弹性体-层状填料组合物（亦称"纳米复合材料〃）和它们的制 造以及包含在气密性制品例如充气轮胎内衬中的方法。
【背景技术】
[0005] 基于异丁烯的聚合物纳米复合材料由于它们的气密性能用作选择用于轮胎内衬 的材料。此类纳米复合材料的一个实例是包含官能化聚（异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯） 弹性体和有机粘土，或〃层状粘土 〃的纳米复合材料，如US2009-0050251所述那样。通常， 通过在升高的温度下熔体混合弹性体和粘土制备纳米复合材料。由于丁基橡胶的疏水性和 聚合物性质，所以难以达到粘土的良好分散或有效剥离。更早期的出版物描述了制造丁基 橡胶/粘土纳米复合材料的新型方法，WO2006-085957A2。首先用适合的有机溶剂处理所 述有机粘土。然后将弹性体和已经用溶剂处理的粘土彼此共混，并与剥离剂（exfoliating agent)共混，以形成纳米复合材料。
[0006] 当此种纳米复合材料用于内衬配混物时，将加工助剂，通常环烷油添加在该内衬 配制剂中以确保所述配混物的足够加工质量。利用形成纳米复合材料的溶液方法，发明人 在此发现了在制造纳米复合材料的方法中引入加工助剂的新型且有利的方法。所得的纳米 复合材料将通过消除弹性体纳米复合材料的环烷油进一步配混而允许不渗透性的进一步 改进。另外，所述纳米复合材料还显示维持或改进的配混物可加工性。
[0007] 描述弹性体和剥离粘土的共混物的出版物包括US2004-0132894、US 2004-0194863,US2005-0027057,US2006-0235128,US2007-0015853,US2007-0219304, US2009-0005493 和W0 2008-118174。
【发明内容】
[0008] 发明概述
[0009] 在某些实施方案中公开了形成轮胎内衬的方法，包括使官能化聚（异丁烯-共 聚-对甲基苯乙烯）弹性体与一种或多种层状填料、和1或2phr至4或5或6或7或8phr范围内的一种或多种加工助剂、和一种或多种溶剂接触以形成纳米复合材料组合物；使所 述纳米复合材料组合物沉淀；和形成适合于轮胎的内衬。
[0010] 在某些实施方案中，将官能化聚（异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯）弹性体分散在第 一溶剂中以形成第一溶剂混合物，和单独地，将一种或多种层状填料分散在第二溶剂中以 形成第二溶剂混合物，随后将所述两种溶剂混合物结合以形成纳米复合材料溶剂混合物； 随后将一种或多种加工助剂与纳米复合材料混合物结合以形成纳米复合材料组合物。
[0011] 在某些实施方案中，（第一溶剂）：（弹性体）重量比在1或2或3至5或8或10 或20或50的范围内，（第二溶剂）：（填料）重量比在5或10或15或20至50或60或80 或100或120或180或200的范围内。
[0012] 在某些实施方案中，纳米复合材料组合物还包含剥离剂；优选层状填料用所述试 剂处理以产生剥离的层状填料。在某些实施方案中，在与其它组分例如弹性体共混之前将 层状填料剥离。
[0013] 在一个合乎需要的实施方案中，环烷油基本上不存在于纳米复合材料、内衬组合 物和/或本文公开的所有组合物中。
[0014] 令人希望地，使用本文公开的纳米复合材料及其它添加剂制备的内衬的渗透系数 小于 200 或 180 或 160cc?mm/ (m2 ?天）。
[0015] 本文公开的各种描述性元素和数值范围可以与其它描述性元素和数值范围结合 以描述本文描述的组合物、内衬、含内衬轮胎和它们的制备方法的优选实施方案；此外，可 以将元素的任何数值上限与同样元素的任何数值下限结合以描述优选的实施方案。在这方 面，短语〃在X-Y的范围内〃旨在包括在"X"和"Y"值的范围内。
[0016] 除非另作说明，〃份数/100份橡胶〃或〃phr〃的值精确到百分之一小数位。因此， 表述〃lphr〃和〃60phr〃分别等于 1.OOphr和 60.OOphr。
[0017] 除非另作说明，如果给出了组分的量，则如果一起存在该组分的两种或更多种不 同物质，那么该量应理解为是总量。
[0018] 发明详述
[0019] 介绍
[0020] 本公开内容的各方面涉及适合于气囊、内管、内衬及其它合乎需要的气密性制品 的纳米复合材料组合物。特别地，本公开内容涉及包括所述纳米复合材料的组合物，所述 纳米复合材料以下述方式制备：使得它的气密性能与已知的纳米复合材料相比得到显著改 进，同时维持合乎需要的弹性和可加工性。在一个特别的方面中，气密性制品例如内衬，如 果形成，如下形成：首先使合乎需要的弹性体，特别是官能化聚（异丁烯-共聚-对甲基 苯乙烯）弹性体与一种或多种层状填料例如下面进一步描述的粘土接触，此外还接触至多 8phr的一种或多种加工助剂，和一种或多种溶剂以形成纳米复合材料组合物。然后使所述 纳米复合材料组合物沉淀以形成固体纳米复合材料组合物，可以将该固体纳米复合材料组 合物干燥并进一步与其它适合的成分例如，固化剂共混，从而形成适合于轮胎或其它制品 的内衬。
[0021] 希望地，纳米复合材料的制备可以分阶段地进行，其中将各组分单独地溶解在溶 剂例如下面进一步描述的那些溶剂中。因此，在一个实施方案中，将官能化聚（异丁烯-共 聚-对甲基苯乙烯）弹性体分散在第一溶剂中以形成第一溶剂混合物，和单独地，将一种或 多种层状填料分散在第二溶剂中以形成第二溶剂混合物，随后将所述