[发明专利]可加工填充的可硫化的卤化异烯烃弹性体

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进了的未硫化胶可加工性的弹性体，且 更特别地涉及可用作轮胎内衬的填充弹性体组合物，其中当拉伸到指 定变形程度时，未硫化的组合物发生快速的应力松弛。

发明背景

卤化丁基橡胶，即卤化异丁烯/异戊二烯共聚物，是客车、 卡车、公共汽车和飞行器交通工具所用轮胎保持最佳气密性的首选聚 合物。可配制溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶和卤化星形-支化丁基橡胶 来用于特定的轮胎应用场合，诸如内胎(tubes)或内衬。最终生产配 制物的成分和添加剂的选择取决于对所需性能之间的平衡，即，在轮 胎制造厂中生胶(未硫化胶)的可加工性和粘性(tack)与成品轮胎 复合材料的使用性能之间的平衡。这些弹性体的例子是丁基橡胶(异丁 烯-异戊二烯橡胶或IIR)、溴化丁基橡胶(溴化异丁烯-异戊二烯橡胶 或BIIR)、氯化丁基橡胶(氯化异丁烯-异戊二烯橡胶或CIIR)、星形- 支化丁基橡胶(SBB)、EXXPRO^TM弹性体(溴化异丁烯-共聚-对甲基-苯乙 烯共聚物或BIMSM)等等。本申请集中关注卤化异烯烃聚合物，包括 BIMSM的可加工性。

人们已经知道使用异丁烯和对-甲基苯乙烯的溴化共聚物， 以及这些共聚物与其它聚合物的共混物，来形成常规的和纳米复合的 轮胎内衬。参见，例如，Elspass等人的US5,807,629和US6,034,164。 常规的轮胎内衬一般是用碳黑或其他填料进行填充，而纳米复合材料 一般还可包括粘土。

碳黑是一种用于卤化异烯烃橡胶的常规增强材料。用于轮 胎内衬的主要碳黑是N660，其氮吸附表面积为35m²/g。W.Barbin等人， Science and Technology of Rubber中第9章；J.E.Mark等人Eds.， 第2版，Academic Press：纽约，(1994)。N234是另一种普通碳黑，其 氮吸附表面积为126m²/g，并且具有更强的增强性能。含有少量增粘剂 的丁基聚合物的粘性行为可，例如，从M.F.Tse，″Green Tack of Butyl Polymers″，Polym.Prepr.，vol.45，no.1，p.980(2004)已知。

纳米复合材料是含有至少有一个尺寸在纳米范围内的无机 粒子的聚合物体系。其一些例子公开在US6,060,549、6,103,817、 6,034,164、5,973,053、5,936,023、5,883,173、5,807,629、 5,665,183、5,576,373，和5,576,372中。用于纳米复合材料的无机 粒子的常见种类是页硅酸盐、源自所谓“纳米-粘土”或“粘土”的常 见种类的无机物质。由于在粘土存在时，各种聚合物共混物气密性能 普遍增强，因此希望出现一种低透气性的纳米复合材料；特别是一种 这样的动态硫化弹性体纳米复合材料来用于轮胎的制造。

有机粘土一般是通过溶液型离子交换反应来进行制备，所 述反应为通过有机分子诸如烷基铵或芳基铵化合物，其在工业中已知 是作为溶胀剂或插层剂，来替换存在于钠蒙脱石表面的钠离子。参见， 例如，US5,807,629、WO02/100935，和WO02/100936。其它的背景技 术参考文献包括US5,576,373、5,665,183、5,807,629、5,936,023、 6,121,361、WO94/22680、WO01/85831，和WO04/058874。弹性体的纳 米复合材料内衬和内胎的形成还可通过使用络合剂和橡胶来进行，其 中络合剂是带有正电性基团的反应活性橡胶且有层状硅酸盐均匀地分 散在其中。参见，例如，Kresge等人的US5,665,183和5,576,373。