[发明专利]包含聚合物胺共活化剂的橡胶组合物

说明书

本发明涉及可硫化的橡胶组合物，它包含带有烷基胺侧基的烃聚合物的硫化共活化剂。

                        发明背景

带有烷基胺侧基的烃聚合物已为人所知。美国专利4,312,965和4,503,217提供了这些化合物及一种制备它们的方法，即对聚合物进行催化加氢甲酰化，然后与一级或二级胺反应。这些产品在表面活性剂、湿强剂和絮凝剂等方面有用途。

美国专利5,070,146和5,102,945描述了硫化共活化剂，它们是得自乙烯基吡啶单体的共聚物。

另外，美国专利5,134,200和欧洲专利申请556,727提供了包含功能基如苯二胺基或二苯基胺基团的烃聚合物的制备方法。这些功能化的聚合物据信可用作橡胶抗降解剂。

                        发明简述

已发现，通过向可硫化橡胶中除加入硫(或硫的给体)和硫化促进剂之外，还加入一种共活化剂，可以获得改良的橡胶组合物。共活化剂的量为每100重量份可硫化橡胶中加入0.1～10重量份，是一烃聚合物，其上带有通式如下的胺侧基：       

         -RNR’R”，式中R是含1-10个碳原子的直链、支链或环化双基或三基烃基团。R’和R”可以相同或不同，为含1-12个碳原子的直链、支链或环化烷基烃基团，或者R”可为氢原子。烃聚合物骨架的分子量为约700至约100,000，优选1000～20,000，更优选2,000～10,000。

本发明所得到的橡胶组合物的固化速度提高，延迟过早硫化(scorchdelay)下降甚少，硫化后的组合物模量上升非常小。硫化速度提高是很受欢迎的，因为据此可以获得较高的橡胶产品生产速度。在没有欠硫化的危险下，可以较早地从模具中取出模塑的橡胶制品。虽然通过使用复合促进剂和/或较高水平的促进剂通常可能提高橡胶复合物的硫化速度(到一定程度)，但这些变化通常伴随着不可接受的延迟过早硫化方面的损失或者不可接受的硫化产品模量增长。使用本发明的组合物，可以获得可快速硫化的橡胶复合物，而它具有最小的延迟过早硫化降低量，终产品的模量上升最少。而且，经硫化的组合物并不表现出热量积累(heat buildup)上升或者挠曲疲劳寿命下降。

                         发明详述

本发明中的组合物所应用的可硫化橡胶，包括天然橡胶、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、异戊二烯-异丁烯橡胶(IIR)和乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)。这些橡胶均可用促进的硫硫化体系硫化，以制造与ASTM D1566中的定义一致的橡胶或弹性材料。优选的橡胶是SBR、聚丁二烯和EPDM。

此组合物还包括硫及一种硫化促进剂。硫作为交联的来源；通常，较低的硫用量产生低交联密度的硫化橡胶，以及相应地“硫化程度”低。反之，非常高的硫的用量，产生交联密度高的硫化橡胶，以及相应地“硫化程度”高。极高的硫用量导致“硬橡胶”或胶木。硫在丁二烯聚合物中的用量优选每100重量份的聚合物中含0.2～4重量份的硫。

可用于本发明的组合物的硫化促进剂包括众多已知材料。典型的促进剂见列于“Rubber World Bluebook”。选择何种促进剂(或哪些种促进剂)决定于若干因素，对于本发明并非关键。可用的促进剂中有噻唑类，例如2-巯基苯并噻唑和苯并噻唑基二硫化物；苯并噻唑基亚磺酰胺类，如N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺，N，N-二环己基苯噻唑基-亚磺酰胺，N，N-二乙基苯并噻唑基亚磺酰胺，N，N-二异丙基苯并噻唑基亚磺酰胺，N-氧二亚乙基-苯并噻唑基亚磺酰胺，N-异丙基苯并噻唑基-亚磺酰胺和N-叔丁基苯并噻唑基亚磺酰胺；亚磺酰亚胺类，例如N-叔丁基苯并噻唑-亚磺酰亚胺；胍类，例如二邻-甲苯基胍和二苯基胍；硫脲类，如亚乙基硫脲，四甲基硫脲，N，N’-二乙基硫脲和N，N’-二丁基-硫脲；秋兰姆类(thiurams)，例如N，N’-二甲基-N，N’-二苯基-秋兰姆二硫化物，二(五亚甲基)秋兰姆六硫化物，四丁基秋兰姆单硫化物，四乙基秋兰姆二硫化物，四丁基秋兰姆二硫化物和四甲基秋兰姆二硫化物；黄原酸酯盐(xanthates)类，如二丁基黄原酸锌和二丁基黄原二硫化物；和二硫代氨基甲酸盐类，包括多种二低级烷基二硫代氨基甲酸盐，例如锌、铅、正铁、铜、硒、钠、锌、钾、铋、二甲基铵、环己基铵盐。