[发明专利]制备动态硫化合金的方法

说明书

交叉参考的相关申请

本申请要求2012年12月20日提交的美国临时专利申请No.61/740114的权益，其公开内容以其全部在此引入作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及制备弹性体和热塑性树脂的动态硫化合金的方法。

背景技术

含有弹性体(固化的和未固化的二者)和热塑性树脂的不同类型的热塑性弹性体组合物在工业上被称作热塑性塑料硫化橡胶(TPV)或者动态硫化合金(DVA)。所述弹性体分散在所述热塑性树脂中，为材料提供了归因于所述弹性体的挠性和归因于所述热塑性树脂的可再加工性。已知的是这些材料可用于许多应用中，包括汽车零件例如缓冲器，把手和雨刷，电应用例如电缆包套和连接器，和工业应用例如管、o形环、套筒、挤出的螺旋软管和挡风雨条。对于全部的这些已知应用，TPV或者DVA是流延或者模塑的，来形成最终的产品。

常规制作方法是一种具有下面的步骤的多步方法。配混物是如下来生产的：(i)通过在低于交联温度的温度，将弹性体和固化剂混合直到获得均匀的混合态，来制备橡胶母料(这经常称作预调节)，和(ii)预混合包含热塑性树脂和增塑剂的树脂母料。如果期望，还可以将填料例如碳，油，碳酸钙，纳米填料等加入所述橡胶母料中。热塑性树脂母料典型地在双螺杆挤出机中，通过混合树脂和增塑剂来混合的。所述树脂母料然后可以造粒。所述橡胶母料、树脂母料和全部剩余组分以及任何期望的次级组分然后进料入混合器，并且在剪切条件下混合。所述弹性体组分是在熔体混合期间硫化的。

商业TPV典型地不配混或者制备用于低渗透性应用，并且通常是基于聚烯烃的配混物。现有的生产基于聚烯烃的TPV的方法是在高挤出机螺杆速度(>大于250转/分钟)和相应的高峰值剪切速率运行的。较高的螺杆速度允许高的净产出。参见美国专利5298211和美国专利4594390。所述方法在所述挤出机中的固化反应的同时，使用了高剪切速率来降低橡胶粒度。用于这样的热塑性弹性体的典型的橡胶粒度是高于1微米尺寸，经常是3-10微米。用于生产亚微米尺寸颗粒的能量有效方法不同于上述专利，这归因于这样的事实，即，在固化之前，基本橡胶颗粒结构被认为由于橡胶和热塑性材料之间的界面反应而部分形成。

用于低渗透性[或者换言之：高不渗透性]应用的配混的DVA包含了低渗透性热塑性树脂，例如聚酰胺或者聚酰胺的共混物，在其中分散有低渗透性橡胶。这样的低渗透性橡胶包括丁基橡胶，卤化丁基橡胶或者溴化的异丁烯对甲基苯乙烯共聚物。橡胶是在动态硫化条件下固化的(在熔融混合期间固化所述橡胶，这与典型地在橡胶模具中发生的静态固化相反)，并且作为颗粒相紧密和均匀分散在热塑性树脂的连续相内。对于低渗透性应用，期望的是实现具有亚微米尺寸分散的橡胶颗粒的组合物。这种分散的粒度有助于具有弹性性能的材料。

弹性性质是需要挠性、强度和伸长率的应用所期望的。这样的性能也是轮胎材料中所期望的。因此在近年中，已经开发了将DVA用作轮胎内衬层。热塑性树脂为内衬层提供了非常低的渗透性，同时弹性体为内衬层提供了挠性和耐久性。因为热塑性树脂提供了非常低的渗透性，因此与全弹性体内衬组合物相比，由DVA所形成的内衬层可以作为非常薄的层来形成。常规的内衬层(仅仅包含基本弹性体(一种或多种))典型地具有1.25-7.0mm的厚度或者尺寸，而由DVA形成的内衬层典型的厚度是0.25mm-0.08mm。

但是，申请人和其它人过去在使用DVA用于轮胎内衬中的工作已经凸显了持续改进制备DVA的方法的需要。如上所述，TPV和DVA常规上模塑或者流延来形成最终产品。厚度为0.25mm-0.08mm的膜不能模塑或者流延，而是必须挤出或者吹塑通过合适的模头。DVA材料的形态(其受DVA制造方法的影响)对于获得品质挤出和品质膜的能力有显著的影响。具体的，DVA膜的低温耐久性不仅取决于组成，而且还取决于最终产品的形态。

发明内容