[发明专利]动态用途的橡胶组合物、其生产方法、含有其的产品及其用途

说明书

本发明涉及用于具有动态功能的机械构件的橡胶组合物，涉及用于制备该组合物的方法，涉及该构件以及涉及带有氨基甲酸酯功能的聚合物的用途所述组合物基于至少一种弹性体并且包含增强填料和分散在弹性体中的所述聚合物，所述组合物包含含有填料的弹性体、聚合物的前体以及扩链剂的原位热机械共混反应的产物。根据本发明，所述组合物的储能模量G'相对于复数剪切模量G*的比率G’0.5％/G’20％满足以下条件(i)‑(v)中的至少一个，在经受5Hz的相同频率和相同温度T下0.02％‑50％的剪切应变的双剪切试样上，在分别为0.5％和20％的动态应变幅度下根据标准ISO 4664测量G’0.5％和G’20％：(i)对于T＝100℃，G’0.5％/G’20％≤1.15，(ii)对于T＝65℃，G’0.5％/G’20％≤1.40，(iii)对于T＝25℃，G’0.5％/G’20％≤1.50，(iv)对于T＝0℃，G’0.5％/G’20％≤1.60，(v)对于T＝‑30℃，G’0.5％/G’20％≤2.50。

技术领域

本发明涉及可用于具有动态功能的机械构件的橡胶组合物，涉及用于制备该组合物的方法，涉及该构件以及涉及带有氨基甲酸酯功能的聚合物的用途。本发明尤其以非限制性的方式应用于特别是选自用于机动车辆或工业设备的防震支撑件和弹性联接节的机械构件。

背景技术

在已知方式中，通过异氰酸酯(NCO)和醇(OH)官能团之间的反应以产生氨基甲酸酯官能团(NHCOO)来获得聚氨酯(PU)。

在典型地通过由多异氰酸酯组成的第一前体、由长链多元醇组成的第二前体和多元醇类型的扩链剂之间的反应制备的聚氨酯中，分段的聚氨酯是已知的，其包含由第二前体形成的柔性链段和由第一前体和扩链剂形成的刚性链段，其中在这些互不相溶的柔性链段和刚性链段之间具有相分离。

WO-A1-2015/032681涉及热塑性聚氨酯和特别是用于印刷辊的橡胶的混合物，并且仅在其实施例中公开了通过使丁腈橡胶(NBR)与预先制备的单一预聚物(其共同掺入两种聚异氰酸酯和大分子二醇前体)以及二胺型扩链剂反应而与丁腈橡胶(NBR)共混的聚氨酯脲的原位生产。

所述文献中合成的聚氨酯-脲的主要缺点在于使用前体的预聚物，其将聚氨酯-脲的原位合成限制为使用极性弹性体(诸如NBR)，以及如下事实：从NBR中的聚氨酯-脲获得的分散体产生对于测试的NBR/聚氨酯-脲共混物(其没有掺入最少量的增强填料)而言不充分的机械性能，尤其是动态性能。

此外，非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)是已知的，其最近被开发以克服异氰酸酯的毒性和稳定性问题，并因此预期关于其使用的更严格的规定。这些NIPU典型地是根据以下反应方案通过使胺衍生物与环状碳酸酯反应以产生聚羟基氨基甲酸酯(PHU)来制备的：

US 9 416 227 B2公开了由这种聚羟基尿烷制备微粒的非异氰酸酯。

常规地，橡胶组合物中弹性体的增强通过添加填料(诸如炭黑和/或二氧化硅)来进行，以便借助于流体动力学作用以及一方面在弹性体和填料之间以及另一方面在填料自身之间的相互作用改进组合物的机械性能。

但是，这些填料-弹性体和填料-填料的相互作用引起通常被称为佩恩效应的不希望的现象，并且该现象通过非线性(即，振幅变硬)和尤其是经受动态应力的交联的橡胶组合物在低温下显著硬化来反映。由于与使用的增强填料的上述相互作用，这种硬化导致动态性能可能对于组合物而言是不令人满意的，这些动态性能通常可以通过在两个动态应变幅度下测量储能模量G'相对于组合物的复数剪切模量G*的比率来评估。需要提醒的是，复数模量G*由等式G*＝G’+iG”定义，其中：

G’:G*的实部，称为储能模量或弹性模量，G’表征组合物的刚度或粘弹性行为(即，所存储和完全恢复的能量)；和

G”:G*的虚部，称为损耗模量，G”表征组合物的粘性行为(即，能量以热的形式耗散，需要注意，比率G”/G’定义了tanδ损耗因子)。