[发明专利]沉淀二氧化硅增强的EPDM橡胶制剂制造方法，获得增强的橡胶型材的方法，着色的挤出橡胶型材及用途

说明书

发明领域

本发明涉及尤其拟用于建筑和汽车工业中的高度分散性的(dissipating)沉淀二氧化硅增强的EPDM(乙烯-丙烯-二烯单体)橡胶制剂以及包含所述制剂的着色的挤出的聚合物型材(profile)。本发明还涉及所述制剂的制造方法。

发明背景

已知用于生产型材的几种聚合物，例如聚氯乙烯(PVC)，乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)和硅橡胶，可特别用于建筑和汽车工业。

法国专利FR 0,272,361公开了尤其在添加EPDM的情况下，制造PVC制品的方法。PVC型材的成本相对低，然而，其机械性能较差，更特别是具有低的耐酷烈气候性质。

EPDM是一种表现出优良的耐酷烈气候、臭氧以及温度变化的材料。EPDM的性能优于与连续的热变化(thermal changes)不相容的PVC(聚氯乙烯)、SBR(丁二烯与苯乙烯的共聚物)和其他材料。

除了高乙烯等级在拉伸时产生结晶以外，EPDM都是无定形聚合物，所以必须对其进行增强以获得较好性能。

美国专利6,279,633公开了与有机硅烷二硫化物混合的沉淀二氧化硅增强的EPDM橡胶(其表面面积为大约110到130m²/g)组合物，并在其组成中任选使用炭黑。

由于炭黑增强填料仅限于黑色，因此通过可以在具有类似特性的橡胶型材中引入一种新的着色选择以替代炭黑，导致在用于橡胶制品制剂的配方中使用二氧化硅作为增强填料已表现出良好的市场选择性。

最近，Rhodia公司研发了一种高度疏水和可以自己再生的(self-regenerative)硅橡胶型材(Rhodiastic^)，其在组装和使用、气候与污染的恶劣和苛刻的条件下具有优异的耐性。这种型材可以着色，表现出良好的电和机械性能，但是其成本使其用于市场高端领域。

由于现有技术现状，因此需要研发一种具有与使用炭黑获得的型材具有类似机械性能的改进的着色型材，所述型材表现出耐酷烈气候的性质，但是与硅橡胶型材相比却具有较低的成本，正如本申请人所研发的那样。本申请涉及一种改进的增强的EPDM橡胶制剂，其具有高分散性的沉淀二氧化硅以制造着色的型材，并具有合适的机械性能。

发明详述

本发明的第一方面涉及一种增强的EPDM橡胶制剂，其中该制剂包括：

(a)一种或多种EPDM聚合物；

(b)至少一种高分散性的沉淀二氧化硅，作为增强填料；

(c)非增强填料；

(d)抗氧化剂；

(e)界面剂和/或偶联剂；

(f)干燥剂；

(g)促活化剂；

(h)硫化添加剂。

本发明的制剂使得可以获得高度耐酷烈气候的着色型材，其特征在于在其EPDM橡胶制剂中，具有高度分散性的沉淀二氧化硅(HDS制备的二氧化硅)，该高度分散性的沉淀二氧化硅作为重要物理-化学特征表现出大约30到100m²/g的低表面面积，特别是为大约50m²/g。对于沉淀二氧化硅的量，所述制剂包含大约50到250phr(基于一百份橡胶的份数)，特别是大约100到200phr，以及更特别是大约150到175phr。

本发明制剂中EPDM的浓度可以根据所期望的最终产物的机械和结构性能变化，这是因为本领域的技术人员知道怎样决定该浓度。特别地，本发明中使用的一种或多种EPDM聚合物的比例为100phr。

本发明中使用的EPDM聚合物优选在它们的结构式中存在含量为大约0.1-15％的双偶联(double coupling)(不排除任何替代选择)，其是控制硫化过程的有用特征。

在本发明制剂中使用非增强填料，例如煅烧粘土，为EPDM型材提供了更好的性质。

界面剂，例如聚乙二醇(PEG)或三乙醇胺(TEA)，改进HDS沉淀二氧化硅与EPDM聚合物之间的相容性。根据本发明，界面剂的数量可以在大约0到10phr之间，特别是大约3到6phr之间变化。在PEG的情况下，优选大约4到4.5phr。在TEA的情况下，为大约0.5到5phr，特别是1到4phr，优选大约1.5到3phr。

偶联剂，例如有机硅烷，使得二氧化硅与聚合物之间的相容性相适应(proportionate)，从而形成具有良好机械性能的复合物。本发明中偶联剂的量可以在大约0到11phr、特别是大约3到9phr、优选大约7.5到8.5phr变化。

界面剂和偶联剂的数量与本发明中使用的二氧化硅的数量紧密地成比例。