[发明专利]含有异烯烃和烷基苯乙烯的接枝聚合物的相容化弹性体共混物

说明书

本发明涉及相容性聚合物共混物的制备，该共混物含有一种C₄—G₇异烯烃与烷基苯乙烯共聚的酸接枝共聚物和一起混合的一种不同的聚合物。

C₄—C₇异烯烃(例如异丁烯)和至多20摩尔％的多烯烃如异戊二烯的共聚物(丁基橡胶)是众所周知的聚合物材料，它的硫化产物具有一些突出的性能，而这些性能为许多其它基于二烯烃的弹性体所不具有的。从许多固化丁基和卤化丁基弹性体制得的制品具有改进的耐油和耐润滑脂性能，以及耐氧和臭氧降解性能。丁基橡胶硫化产物表现出良好的耐磨性，优异的阻隔空气、水汽和许多有机溶剂的性能，以及耐老化和耐日光性能。这些性能使得这些材料成为一种或多种应用的理想选择，这些应用比如是水龙带、有机流体软管、轮胎结构中的组分、垫片、粘合剂组合物和各种模制品。

近来，已发现新的一类弹性共聚物，它们具有许多与丁基橡胶相同的性能，但却甚至更耐臭氧和溶剂和更易固化。这些材料包括异烯烃如异丁烯与对—烷基苯乙烯如对—甲基苯乙烯的共聚物(以下称作I—PAS共聚物)，其中高达60摩尔％的苄基氢可被官能团如卤素或亲核基团如酯基、醚基、腈基、羧基、羟基、巯基、它们的混合体和类似基团所取代。这些聚合物已在USP5,162,445中有公开，它被引用来作为参考。

最近，从上述异烯烃/对—烷基苯乙烯共聚物得到的接枝共聚物是通过让前者与选自不饱和羧酸或其衍生物的不饱和有机化合物进行反应而制得的，比如在美国专利申请流水号674,633(1991年3月25日申请)中所公开的那些。此类接枝聚合物在聚酰胺组合物中作为冲击性改性剂的用途在美国专利申请流水号710,492(1991年6月5日申请)中有公开。

如上所述，基于I—PAS共聚物(包括其卤化派生物)的优异性能使它们非常适合于一些应用，在这些应用中良好的耐热老化性能、耐候性、耐臭氧性、阻隔液体、气体和蒸汽的性能、能量吸收性能、抗屈挠龟裂和耐化学性是十分重要的。此类应用包括供水或有机流体使用的带和软管、垫片、轮胎结构中的组分、粘合剂、各种模制品、传输带、气垫等。

为I—PAS建议的另一种应用是它作为与一种或多种其它不同弹性体共混的组分，这类弹性体缺乏这些性能中的一种或多种，为的是增强含有此类不同弹性体的组合物的这些性能和/或将其它不同弹性体的一种或多种有益的性能赋予含有I—PAS的组合物。

例如，氯丁二烯橡胶(聚氯丁二烯)(CR)为大多数动力运输带所选用的材料，归因于它的各种性能的独特结合：耐油性、韧性、动态曲挠寿命、与其它材料的良好粘合性能和高达100℃的耐热性能。在过去，CR带与汽车工业的需要保持同步发展，但近年来需求用于更多迫切应用场合的新材料。首先，CR带在使用中面临更大的耐高温压力，因为汽车发动机罩下温度日益升高(高达150℃)。其次，为了满足汽车工业上更长的保用期(“160,900公里(100,000英里)目标”)，CR带必须在具有高的平均寿命的情况下有较低的失败率，甚至当遇到高温时。为满足这些迫切需求，改进氯丁橡胶带的耐热、耐臭氧和耐开裂生长性是十分需要的。

丁腈橡胶(NBR)因它在宽温度范围内耐燃料、各种油和其它流体耐被用于汽车工业。然而，丁腈橡胶本身不能用于需要耐热和耐臭氧的特定应用中。NBR(丙烯腈和丁二烯的无规共聚物)的较差的耐臭氧和热老化性能据信是聚合物骨架上不饱和的结果，在某些不利条件下使得聚合物链发生断裂。

更高度不饱和的橡胶如天然橡胶、聚异戊二烯，聚丁二烯和丁二烯/苯乙烯共聚物橡胶在耐磨性、柔软性、路面对轮胎的粘合力等性能方面表面良好，但是，这些材料也易受化学侵蚀和受氧和臭氧降解，限制从它们的硫化产物所制得的制品的使用寿命，这些制品例如是轮胎、软管、雨刷刮水器、垫片和模塑汽车零件。

然而，I—PAS在与其它弹性体一起共混的共混物中的使用通常限于那些对于I—PAS橡胶具有互相相容性和可比较的固化速率行为的其它弹性体。因此，尽管高度不饱和的弹性体如丁二烯苯乙烯共聚物在某些情况下与I—PAS橡胶适当地相容并且因烯属不饱和点的高度分布而可以共硫化，沿着主链有极性基团的和/或具有较低烯属不饱和度的其它弹性体如聚氯丁二烯、丁二烯/丙烯腈共聚物和类似材料却不这样容易共硫化。在与这些后一种弹性体一起共混的共混物的情况下，因I—PAS橡胶的影响而可以改进耐化学性和耐臭氧性，但通常以与其本身的固化弹性体相比降低了物理性能如拉伸强度、伸长率、模量和/或耐磨损性为代价。