[发明专利]包括改性填料的粉状橡胶粉、应用及其制备方法

说明书

本发明涉及包含用有机硅化合物改性的填料的粉状橡胶、其制备方法及其应用。

许多出版物对橡胶粉的应用及可用于其制备的方法进行了评论。

对粉状橡胶的兴趣很可能源于橡胶工业中所用的加工技术，其中橡胶混合物是以时间、能源和人员方面的高成本制备的。此中主要原因是因为生料橡胶是胶包形式的。

粉碎胶包及与填料、矿物油增塑剂和硫化助剂的紧密混合是在辊中或密炼机中以许多加工阶段进行的。在各阶段之间混合物一般要保存。在密炼机或辊的下游使用了螺杆-造粒机系统或辊筒口型压出机系统。

需要完全新的加工技术以避免橡胶加工中这一非常复杂的方法。

因此，一段时间以来一直在讨论高度流动性的橡胶粉的使用，该粉末允许橡胶混合物像热塑性粉末一样被简单且快速地加工。

DE-PS 2822 148公开了制备粉状填料橡胶的方法。

根据该专利，向橡胶胶乳、胶浆或橡胶的水性乳液中加入水性填料乳液，就可沉淀出所需要的橡胶粉。

为了避免由该方法造成的填充物料的含量随颗粒尺寸而变，现有技术已报道了DE-PS 3723 213和DE-PS 3723 214版本。

在DE-PS 3723 213中，采用两步法首先将≥50％的填料引入到橡胶粉颗粒中。在第二步中，将剩余的填料加入到所谓的橡胶基体颗粒中。

这可被看作是粉末的变形，因为填料和橡胶之间未产生结合。

但是，按E.T.Italiaander(Vortrag 151.Technische Tagungder Rubber Div.der ACS[论文，第151次ACS橡胶分会技术会议]，加州，1997年5月6-9日(GAK 6/1997(50)456-464))所建立的，尽管在Delphi报告(Delphi Report“Kunftige Herstellverfahrenin der Gummiindustrie”[橡胶工业的未来生产方法]《橡胶杂志》154卷11期20-34页(1972))中预期了粉状和粒状橡胶的美好前景，并且尽管在七十年代中期至八十年代早期许多著名聚合物生产者对粉状NBR、SBR-炭黑母胶和颗粒状NR的制备方法进行了大量实验，所供应的聚合物标准形式仍然为胶包形式的。

已知方法的一个缺点是需要研磨以获得终产品质量所必需的10μm的填料颗粒直径。

这不仅造成高能耗，而且破坏了填料的结构，而结构是除活性表面积以外橡胶应用中有效性能的一个重要参数。

第二，在现有技术中产品的易处理性受储存期间颗粒相互粘接这一事实的不利影响。

因此本发明的目的是提供易于处理的粉状填料橡胶及其制备方法。

本发明提供了一种粉状橡胶(橡胶粉)，它包含通过沉淀方法牢固地结合到橡胶基质上并至少某种程度上被有机硅化合物改性的填料。因此不会与只具有表面覆盖(粘附粘结)的橡胶颗粒混淆(关键词：粉末化、沉淀)。

与现有技术相比，根据本发明的粉末轮廓更窄并且向更小的粒度转移(Kautschuk+Gummi+Kunststoffe 7,28(1975)397-402)。这种情况使粉末更易加工。该制备方法也不引起在各颗粒中的填充物料的颗粒-尺寸-依赖性。

粉状橡胶包括20-250phr，特别是50-100phr填料(phr：每一百份橡胶的份数)，填料表面至少某种程度上被橡胶领域已知的式(Ⅰ)的有机硅化合物改性。

经证明适宜的橡胶类型为下列可以彼此独立或混合的品种：

天然橡胶、苯乙烯含量为10-50％的乳聚SBR、丁基-丙烯腈橡胶。

丁基橡胶、使用乙烯、丙烯(EPM)和非共轭二烯(EPDM)制造的三聚体、丁二烯橡胶、由溶液聚合制备的苯乙烯含量为10-25％而1,2-乙烯基成分含量为20-55％的SBR、及异戊二烯橡胶，特别是3,4-聚异戊二烯。

除了所提到的橡胶，可以单独或混合使用下列弹性体：

羧基橡胶、环氧橡胶、反式聚戊烯橡胶、卤化丁基橡胶、2-氯丁二烯基橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯醚橡胶以及如果要求，也包括化学改性的天然橡胶，如环氧化类别。

一般所用的其它填料为炭黑及橡胶加工中已知的合成型白色填料，如沉淀白炭黑，或天然存在的填料，如白炭黑灰、粘土等。

特别适宜的材料为通常在橡胶加工中使用的炭黑。