用于充气制品的自密封组合物的制作方法_2

文档序号:9536611阅读:来源:国知局
同于二烯弹性体的弹性体如热塑性苯乙烯(TPS)弹性体,例如选自苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/ 丁二烯/异戊二烯/苯乙烯(SBIS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)、苯乙烯/乙烯-乙烯-丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物或这些共聚物的共混物。
[0042]令人惊奇的是,该未填充的(或极轻微填充的)不饱和二烯弹性体已经证明能够在以推荐的窄范围加入热塑性烃类树脂之后,实现高效自密封组合物的功能,这将在说明书的剩余部分详细进行解释。
[0043]1-1-B.烃类树脂
[0044]自密封组合物的第二必要组分为作为固体(在23°C下)增塑剂的烃类树脂。
[0045]如本领域技术人员所公知,术语“树脂”在本申请中被保留定义为在室温(23°C )下为固体的热塑性化合物,这与液体增塑剂化合物如油截然不同。
[0046]烃类树脂是本领域技术人员公知的聚合物,其基本上基于碳和氢,可特别地在聚合物基体中用作增塑剂或增粘剂。它们在本性上在使用的含量下可与它们所意图的聚合物组合物混溶(即相容),从而充当真正的稀释剂。它们已在例如R.Mildenberg、Μ.Zander 和 G.Collin 的题为“Hydrocarbon Resins” 的作品(New York, VCH, 1997, ISBN3-527-28617-9)中描述,其第5章涉及它们的应用,特别是在橡胶轮胎中的应用(5.5.“Rubber Tires and Mechanical Goods”)。它们可为脂族的、环脂族的、芳族的、氢化芳族的,或脂族/芳族型,即基于脂族和/或芳族单体的。它们可为天然的或合成的树脂,无论是否基于石油(在这种情况下其也称为石油树脂)。
[0047]它们的玻璃化转变温度(Tg)优选在0°C以上,特别地在20°C以上(通常介于30°C和95°C之间)。
[0048]如公知的,这些烃类树脂还可被称为热塑性树脂,因为它们被加热时变软并可因此被模制。它们也可通过软化点或软化温度加以定义,在该温度下产品(例如以粉末形式)变粘。一般而言,该软化点倾向于取代树脂的熔点,树脂的熔点非常难以定义。烃类树脂的软化点通常比Tg高约50°C至60°C。
[0049]在本发明的组合物中树脂的软化点优选为40°C以上(特别地介于40°C和140°C之间),更优选为50°C以上(特别地介于50°C和135°C之间)。
[0050]以介于30和90phr之间的以重量计的量使用所述树脂。在30phr以下,防刺穿性能已证明由于组合物的过分刚度而不充分的,而在90phr以上,材料具有不充分的机械强度,此外存在其性能在高温(通常在60°C以上)下降级的风险。由于这些原因,树脂含量优选介于40和80phr之间,更优选至少等于45phr,特别地在45至75phr范围内。
[0051]根据本发明的一个优选的具体实施方案,烃类树脂至少具有如下特征中的任何一个特征,更优选所有特征:
[0052]_1;在25。(:以上;
[0053]-软化点在50°C以上(特别地介于50°C和135°C之间);
[0054]-数均分子量(Mn)介于400和2000克/摩尔之间;以及
[0055]-多分散性指数(Ip)小于3(应记得Ip= M W/Mn,其中Mw为重均分子量)。
[0056]更优选地,该烃类树脂至少具有如下特征中的任何一个特征,更优选所有特征:
[0057]_!;介于25°C和100°C之间(特别地介于30°C和90°C之间);
[0058]-软化点在60°C以上(特别地介于60°C和135°C之间);
[0059]-数均分子量Mn介于500和1500克/摩尔之间;以及
[0060]-多分散性指数I/J、于2。
[0061]根据ASTM D3418(1999)标准测量Tg。根据ISO 4625标准(“环和球”法)测量软化点。宏观结构(Mw、MJP I p)通过尺寸排阻色谱法(SEC)确定:四氢呋喃溶剂;35°C温度;1克/升浓度;1毫升/分钟流率;在注入之前,将溶液经过0.45微米孔隙率的过滤器进行过滤;使用聚苯乙烯进行Moore校准;一组串联的3根WATERS柱(“STYRAGEL” HR4E、HR1和HR0.5);差示折光器(WATERS 2410)检测及其关联的操作软件(WATERS EMPOWER)。
[0062]作为这种烃树脂的实例,可提及选自环戊二烯(缩写为CPD)或双环戊二烯(缩写为DCPD)均聚物或共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、C5-馏分均聚物或共聚物树脂、C9-馏分均聚物或共聚物树脂或这些树脂的共混物的那些。在上述共聚物树脂中,可更特别地提及选自(D) CPD/乙烯基芳族共聚物树脂、(D) CPD/萜烯共聚物树脂、(D) CPD/C5-馏分共聚物树脂、萜烯/乙烯基芳族共聚物树脂、萜烯/酚树脂、C5-馏分/乙烯基芳族共聚物树脂或这些树脂的共混物的那些。
[0063]如所公知的,术语“萜烯”在本文包括α-蒎烯、β-蒎烯和苧烯单体。优选使用苧烯单体,其化合物如公知的可采取三种可能的异构体形式:L_苧烯(左旋对映体)、D_苧烯(右旋对映体)或二戊烯(右旋和左旋对映体的外消旋化合物)。合适的乙烯基芳族单体例如为:苯乙烯、α -甲基苯乙烯、邻-,间-和对-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对叔丁基苯乙稀、甲氧基苯乙稀、氯苯乙稀、轻基苯乙稀、乙稀基均三甲苯、二乙稀基苯、乙稀基萘,和得自c9-馏分(或更通常得自cs-至Q。-馏分)的任何乙烯基芳族单体。
[0064]更特别地,可提及的树脂选自(D)CPD均聚物树脂、(D)CPD/苯乙烯共聚物树脂、聚苧烯树脂、苧烯/苯乙烯共聚物树脂、苧烯/D (CPD)共聚物树脂、C5-馏分/苯乙烯共聚物树月旨、C5-馏分/C9-馏分共聚物树脂或这些树脂的共混物。
[0065]所有上述树脂对于本领域技术人员而言是公知的,且可市购得到,例如对于聚苧烯树脂而言由DRT以名称“Dercolyte”出售的那些、对于C5-馏分/苯乙烯树脂或C5-馏分/C9_ 饱分树脂而言由 Neville Chemical Company 以名称“Super Nevtac” 出售或由 Kolon以名称“Hikorez”出售的那些、或者由Struktol以名称“40MS”或“40NS”或由Exxon Mobil以名称“Escorez”出售的那些(它们为芳族和/或脂族树脂的共混物)。
[0066]1-1-C.液体增塑剂
[0067]本发明的自密封组合物具有的基本特征进一步包括增塑剂的含量小于60phr (换言之介于0和60phr之间)、增塑剂在23°C下为液体,称为“低Tg”增塑剂,其作用特别地为通过稀释二烯弹性体和烃类树脂,尤其是改进它们的“冷”自密封性能(即通常就0°C以下的温度而言的性能)而软化基体。其!;定义为-20°C以下,优选_40°C以下。
[0068]无论是芳族性质还是非芳族性质的任何液体弹性体或任何增量油,或更通常地已知对弹性体具有增塑性能的任何液体增塑剂(尤其是二烯弹性体)均可使用。在环境温度下(23°C ),这些增塑剂或油(相对较粘)为液体(在此提醒,即具有最终产生它们的容器的形状的能力的物质),这特别地与在室温下为天生固体的烃类树脂截然相反。
[0069]特别合适的为具有的较低数均分子量(Mn)通常介于300和90 000之间,更通常地介于400和50 000之间的液体弹性体,例如以液体BR、液体SBR、液体IR或解聚的天然橡胶形式,如在上述专利文献US 4 913 209,US 5 085 942和US 5 295 525中所述。也可使用这种液体弹性体与油的共混物,如下所述。
[0070]增量油也是合适的,特别是选自聚烯烃油(即由烯烃、单烯烃或二烯烃聚合得到的那些)、石蜡油、环烷油(低或高粘性的,且氢化或非氢化的)、芳族或DAE (蒸馏芳族提取物)油、MES(中等提取溶剂合物)油、TDAE(处理的蒸馏芳族提取物)油、矿物油、植物油(及其低聚物如油菜籽、大豆或向日葵油)或这些油的混合物的那些。
[0071]根据一个特定的具体实施方案,可使用例如聚丁烯型油,特别是聚异丁烯(PIB)油,其与其它测试的油,特别是常规石蜡油相比表现出极好的性能折中。举例而言,PIB油特别地由 Univar 以名称 “Dynapak Poly”(例如 “Dynapak Poly 190”),由 BASF 以名称“Glissopal,,(例如“Glissopal 1000”)或“Oppanol”(例如“Oppanol B12”)出售;石錯油例如由Exxon以名称“Telura 618”或由Repsol以名称“Extensol 51”出售。
[0072]也适合作为液体增塑剂的为醚、酯、磷酸酯和磺酸酯增塑剂,更特别地为选自酯或磷酸酯的那些。作为优选的磷酸酯增塑剂,可提及的为包含介于12和30个碳原子之间的那些,例如磷酸三辛酯。作为优选的酯类增塑剂,可以特别提及的是选自偏苯三酸酯、均苯四甲酸酯、邻苯二甲酸酯、1,2-环己烷二羧酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、甘油三酯或这些化合物的混合物的化合物。在上述三酯中,可以提及作为优选甘油三酯的为主要包含(例如大于50重量%,更优选大于80重量%)C1S不饱和脂肪酸,即选自油酸、亚油酸、亚麻酸或这些酸的混合物的脂肪酸的那些。更优选地,无论是合成源或天然源(例如为向日葵或菜籽油的情况),使用的脂肪酸由大于50重量%、更优选大于80重量%的油酸组成。这种具有高油酸含量的三油酸酯三酯在轮胎胎面中作为增塑剂是公知的,它们已经在例如专利申请W0 02/088238(或US 2004/0127617)中得以描述。
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