本發(fā)明涉及在大氣中的氧存在下交聯(lián)聚合物的組合物和方法以及通過(guò)那些方法制造的產(chǎn)品。
背景技術(shù):
已知通過(guò)自由基方法(包括通過(guò)使用有機(jī)過(guò)氧化物和/或偶氮引發(fā)劑)交聯(lián)的聚合物和共聚物具有優(yōu)越的特性,尤其是與通過(guò)硫固化交聯(lián)的聚合物相比。這些特性包括高的耐熱老化性、低壓縮變形、降低的金屬或包覆金屬片的染污性、以及易于生產(chǎn)具有增強(qiáng)的顏色穩(wěn)定性的著色產(chǎn)品。鑒于這些有益的特性,過(guò)氧化物固化具有非常大的實(shí)際意義。過(guò)氧化物固化的可能的缺點(diǎn)是在固化過(guò)程中空氣典型地必須從材料的表面排除;如果空氣沒(méi)有被排除,由于由氧導(dǎo)致的固化抑制,可導(dǎo)致發(fā)粘的表面。
在很多情況下,制造廠商將愿意從硫固化轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)氧化物固化并且使用現(xiàn)有的熱風(fēng)烘箱;然而,在這些情況下用常規(guī)的過(guò)氧化物系統(tǒng)固化將是不可行的,因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生發(fā)粘的表面。為了避免使用此類自由基交聯(lián)通過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物和/或偶氮引發(fā)劑制作的物品上的發(fā)粘表面,已經(jīng)常規(guī)的是在固化過(guò)程中排除空氣接觸該表面。排除氧的措施增加了固化步驟的成本和復(fù)雜性并且它經(jīng)常難以保證空氣和氧的完全排除;例如,在蒸汽高壓釜中和在軟管的內(nèi)部中。當(dāng)選擇過(guò)氧化物用于彈性體固化時(shí)發(fā)生另一個(gè)問(wèn)題,但是實(shí)現(xiàn)了模具的不完全排空(例如,在壓縮模制、注塑模制或傳遞模制過(guò)程中)。甚至痕量的氧可以引起顯著的模具結(jié)垢,該模具結(jié)垢需要頻繁的模具清洗并且增加了操作的成本。
為了降低固化步驟的成本和復(fù)雜性,已經(jīng)提出了多種多樣的方法用于防止在自由基交聯(lián)的過(guò)程中由氧導(dǎo)致的表面固化抑制。由于不同的理由,這些方法獲得了很少的或沒(méi)有獲得成功。具體地,這些方法都沒(méi)有在提供過(guò)氧化物固化的希望的物理特性(如優(yōu)越的壓縮)的同時(shí)提供無(wú)粘性表面。此外,涉及硫固化和過(guò)氧化物固化的多種方法局限于不飽和的彈性體。
在美國(guó)專利號(hào)5,001,185;6,620,871;6,747,099;7,211,611和美國(guó)公開(kāi)號(hào)u.s.2003/0096904(對(duì)應(yīng)于pct/jp01/06375)中描述了進(jìn)一步的信息。
因此,所希望的是具有有機(jī)過(guò)氧化物配制品和方法,其在完全或部分存在大氣氧下固化可商購(gòu)的可交聯(lián)的彈性體和聚合物(飽和的和不飽和的二者)。還令人希望的是擁有不粘附在模具上的可模制彈性體組合物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實(shí)施例涉及可以在完全或部分氧存在下固化彈性體(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)的有機(jī)過(guò)氧化物配制品。本發(fā)明的實(shí)施例還涉及含有這些可交聯(lián)的彈性體的組合物、用于固化這些彈性體的方法、以及由此類方法制造的產(chǎn)品。
諸位申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)在完全或部分氧存在下固化彈性體(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)時(shí),通過(guò)在有機(jī)過(guò)氧化物配制品中包含一種或多種干性油,可以獲得在表面膠粘性上的顯著降低。因此,包含一種或多種干性油的有機(jī)過(guò)氧化物組合物可以在其中氧(例如,大氣氧)可能以不同的量存在的固化方法中替換硫固化。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種有機(jī)過(guò)氧化物配制品,該有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:
a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;以及
b)至少一種干性油,
其中該至少一種有機(jī)過(guò)氧化物和該至少一種干性油的量選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。根據(jù)具體實(shí)施例,該配制品進(jìn)一步包含至少一種自由基捕集劑。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種彈性體組合物,該彈性體組合物包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:
a)至少一種彈性體,
b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物,以及
c)至少一種干性油,
其中該彈性體組合物在完全或部分氧存在下是可固化(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。根據(jù)具體實(shí)施例,該配制品進(jìn)一步包含至少一種自由基捕集劑。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種彈性體組合物,該彈性體組合物包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:
a)至少一種彈性體,
b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物,
c)至少一種干性油,以及
d)至少一種醌或氫醌(例如,mtbhq),
其中該彈性體組合物在完全或部分氧存在下是可固化(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。根據(jù)具體實(shí)施例,該配制品進(jìn)一步包含至少一種自由基捕集劑。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種彈性體組合物,該彈性體組合物包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:
a)至少一種彈性體,
b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物,
c)至少一種干性油,以及
d)至少一種氮氧自由基(例如,4-羥基-tempo),
其中該彈性體組合物在完全或部分氧存在下是可固化(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。根據(jù)具體實(shí)施例,該配制品進(jìn)一步包含至少一種自由基捕集劑。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種用于固化彈性體組合物的方法,該方法包括在氧存在下固化該彈性體組合物,其中該組合物包含至少一種彈性體、至少一種有機(jī)過(guò)氧化物和至少一種干性油。根據(jù)具體實(shí)施例,該配制品進(jìn)一步包含至少一種自由基捕集劑。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種用于制造包括如在此描述的彈性體組合物的物品的方法,該方法包括在完全或部分氧存在下固化該彈性體組合物(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。該方法可包括以下步驟:將該彈性體組合物在熱空氣存在下擠出以便形成未固化的預(yù)成型物品;并且固化該未固化的預(yù)成型物品。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及通過(guò)上面的方法制造的產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種有機(jī)過(guò)氧化物配制品,該有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:至少一種有機(jī)過(guò)氧化物以及至少一種干性油。諸位申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)在完全或部分氧存在下固化彈性體(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)時(shí),通過(guò)在有機(jī)過(guò)氧化物配制品中包含一種或多種干性油,可以獲得在表面膠粘性上的顯著降低。因此,包含一種或多種干性油的有機(jī)過(guò)氧化物組合物可以在其中氧(例如,大氣氧)可能以不同的量存在的固化方法中替換硫固化。
根據(jù)具體的實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品能夠提供完全或基本上無(wú)粘性固化的彈性體組合物。如在此使用的,基本上無(wú)粘性彈性體組合物具有在7與9.9或10之間、優(yōu)選地在8與9.9或10之間、更優(yōu)選地在9與9.9或10之間的表面膠粘性。完全無(wú)粘性彈性體組合物具有10的表面膠粘性。在此提供了用于測(cè)量表面膠粘性的方法,并且被稱為面紙?jiān)囼?yàn)。
使用本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物組合物固化的彈性體可以包括不飽和彈性體、飽和彈性體、或它們的組合,而硫固化和若干類型的過(guò)氧化物固化總體上局限于不飽和的彈性體。美國(guó)專利號(hào)6,747,099,將其通過(guò)引用結(jié)合在此,披露了在空氣存在下使用有機(jī)過(guò)氧化物。本發(fā)明的實(shí)施例提供了超過(guò)us6,747,099中所傳授的配制品的改進(jìn),當(dāng)使用具有很少或不具有不飽和度的彈性體(例如,epm)時(shí),us6,747,099沒(méi)有提供足夠的無(wú)粘性表面。例如,本發(fā)明的實(shí)施例可以用epdm與epm的共混物(因此顯著減少的不飽和度)獲得與用具有高不飽和度的彈性體(如epdm)所獲得的那些基本上相同的表面固化。因此,本發(fā)明的這些實(shí)施例并不受彈性體的不飽和水平的限制。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;b)至少一種干性油,以及c)至少一種自由基捕集劑。該一種或多種有機(jī)過(guò)氧化物和一種或多種干性油、以及它們的對(duì)應(yīng)量?jī)?yōu)選地選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。優(yōu)選地,該配制品能夠提供完全或基本上無(wú)粘性彈性體組合物。根據(jù)具體的實(shí)施例,包含至少一種自由基捕集劑提供了隨時(shí)間推移增加的配制品穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,一種或多種交聯(lián)活性助劑和/或一種或多種自由基捕集劑也包含在該有機(jī)過(guò)氧化物配制品中。例如,有機(jī)過(guò)氧化物配制品可以包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:至少一種過(guò)氧化物、至少一種干性油、至少一種自由基捕集劑和至少一種交聯(lián)活性助劑(例如,一種或多種雙-、三-或更高聚-馬來(lái)酰亞胺,雙-、三-或更高聚-檸康酰亞胺,或有機(jī)硅彈性體,如在u.s.6,747,099中描述的)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,該有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:至少一種過(guò)氧化物、至少一種干性油、至少一種自由基捕集劑、至少一種含硫化合物、以及任選地至少一種活性助劑,其中該配制品不包含任何雙-、三-或更高聚-馬來(lái)酰亞胺(例如,n,n’-間-亞苯基雙馬來(lái)酰亞胺,也被稱為hva-2),或雙-、三-或更高聚-檸康酰亞胺。
除了氫過(guò)氧化物和液體過(guò)氧二碳酸酯之外,所有已知的經(jīng)受熱分解會(huì)產(chǎn)生能夠引發(fā)所希望的固化(交聯(lián))反應(yīng)的自由基的那些有機(jī)過(guò)氧化物都考慮為適用于在本發(fā)明中使用。非限制性實(shí)例包括二烷基過(guò)氧化物、二過(guò)氧基縮酮、單過(guò)氧基碳酸酯、環(huán)酮過(guò)氧化物、二酰基過(guò)氧化物、有機(jī)磺?;^(guò)氧化物、過(guò)氧化酯以及固體的室溫穩(wěn)定的過(guò)氧二碳酸酯。在至少一個(gè)實(shí)施例中,該有機(jī)過(guò)氧化物是選自二烷基過(guò)氧化物、過(guò)氧基縮酮、環(huán)酮過(guò)氧化物以及二?;^(guò)氧化物。
所有這些類的有機(jī)過(guò)氧化物的過(guò)氧化物名稱和物理特性都可以在josesanchez與terryn.myers的“有機(jī)過(guò)氧化物(organicperoxides)”,柯克-奧斯莫化工技術(shù)百科全書(shū)(kirk-othmerencyclopediaofchemicaltechnology),第四版,第18卷(1996)(其披露內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此)中找到。
示例性二烷基過(guò)氧化物引發(fā)劑包括:
二-叔丁基過(guò)氧化物;
叔丁基枯基過(guò)氧化物;
2,5-二(枯基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己烷;
2,5-二(枯基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己炔-3;
4-甲基-4-(叔丁基過(guò)氧基)-2-戊醇;
4-甲基-4-(叔戊基過(guò)氧基)-2-戊醇;
4-甲基-4-(枯基過(guò)氧基)-2-戊醇;
4-甲基-4-(叔丁基過(guò)氧基)-2-戊酮;
4-甲基-4-(叔戊基過(guò)氧基)-2-戊酮;
4-甲基-4-(枯基過(guò)氧基)-2-戊酮;
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己烷;
2,5-二甲基-2,5-二(叔戊基過(guò)氧基)己烷;
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己炔-3;
2,5-二甲基-2,5-二(叔戊基過(guò)氧基)己炔-3;
2,5-二甲基-2-叔丁基過(guò)氧基-5-氫過(guò)氧基己烷;
2,5-二甲基-2-枯基過(guò)氧基-5-氫過(guò)氧基己烷;
2,5-二甲基-2-叔戊基過(guò)氧基-5-氫過(guò)氧基己烷;
間/對(duì)-α,α-二[(叔丁基過(guò)氧基)異丙基]苯;
1,3,5-三(叔丁基過(guò)氧基異丙基)苯;
1,3,5-三(叔戊基過(guò)氧基異丙基)苯;
1,3,5-三(枯基過(guò)氧基異丙基)苯;
二[1,3-二甲基-3-(叔丁基過(guò)氧基)丁基]碳酸酯;
二[1,3-二甲基-3-(叔戊基過(guò)氧基)丁基]碳酸酯;
二[1,3-二甲基-3-(枯基過(guò)氧基)丁基]碳酸酯;
二-叔戊基過(guò)氧化物;
叔戊基枯基過(guò)氧化物;
叔丁基-異丙烯基枯基過(guò)氧化物;
2,4,6-三(丁基過(guò)氧基)-s-三嗪;
1,3,5-三[1-(叔丁基過(guò)氧基)-1-甲基乙基]苯
1,3,5-三-[(叔丁基過(guò)氧基)-異丙基]苯;
1,3-二甲基-3-(叔丁基過(guò)氧基)丁醇;
1,3-二甲基-3-(叔戊基過(guò)氧基)丁醇;以及它們的混合物。
示例性的固體的、室溫下穩(wěn)定的過(guò)氧二碳酸酯包括,但不限于:
二(2-苯氧基乙基)過(guò)氧化二碳酸酯;二(4-叔丁基-環(huán)己基)過(guò)氧二碳酸酯;二肉豆蔻基過(guò)氧化二碳酸酯;二芐基過(guò)氧二碳酸酯;以及二(異冰片基)過(guò)氧二碳酸酯。
另一類可以單獨(dú)地或與其他的本披露所考慮的自由基引發(fā)劑組合在一起使用的二烷基過(guò)氧化物是選自由以下化學(xué)式所表示的組的那些:
其中,r4和r5可以獨(dú)立地處于間或?qū)ξ簧喜⑶沂窍嗤虿煌牟⑶疫x自氫或具有1至6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基。二枯基過(guò)氧化物和異丙基枯基枯基過(guò)氧化物是示例性的。
其他的二烷基過(guò)氧化物包括:
3-枯基過(guò)氧基-1,3-二甲基丁基甲基丙烯酸酯;
3-叔丁基過(guò)氧基-1,3-二甲基丁基甲基丙烯酸酯;
3-叔戊基過(guò)氧基-1,3-二甲基丁基甲基丙烯酸酯;
三(1,3-二甲基-3-叔丁基過(guò)氧基丁氧基)乙烯基硅烷;
1,3-二甲基-3-(叔丁基過(guò)氧基)丁基n-[1-{3-(1-甲基乙烯基)-苯基}1-甲基乙基]氨基甲酸酯;
1,3-二甲基-3-(叔戊基過(guò)氧基)丁基n-[1-{3-(1-甲基乙烯基)-苯基}-1-甲基乙基]氨基甲酸酯;
1,3-二甲基-3-(枯基過(guò)氧基)丁基n-[1-{3-(1-甲基乙烯基)-苯基}-1-甲基乙基]氨基甲酸酯。
在二過(guò)氧基縮酮引發(fā)劑的組中,優(yōu)選的引發(fā)劑包括:
1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷;
1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷;
正丁基4,4-二(叔戊基過(guò)氧基)戊酸酯;
乙基3,3-二(叔丁基過(guò)氧基)丁酸酯;
2,2-二(叔戊基過(guò)氧基)丙烷;
3,6,6,9,9-五甲基-3-乙氧基羰基甲基-1,2,4,5-四氧雜環(huán)壬烷;
正丁基-4,4-雙(叔丁基過(guò)氧基)戊酸酯;
乙基-3,3-二(叔戊基過(guò)氧基)丁酸酯;以及它們的混合物。
根據(jù)本披露的至少一個(gè)實(shí)施例可以使用的其他過(guò)氧化物包括過(guò)氧化苯甲酰、oo-叔丁基-o-氫-單過(guò)氧基-琥珀酸酯以及oo-叔戊基-o-氫-單過(guò)氧基-琥珀酸酯。
示例性的環(huán)酮過(guò)氧化物是具有以下通式(i)、(ii)和/或(iii)的化合物。
其中,r1至r10獨(dú)立地選自下組,該組由以下各項(xiàng)組成:氫、c1至c20烷基、c3至c20環(huán)烷基、c6至c20芳基、c7至c20芳烷基以及c7至c20烷芳基,這些基團(tuán)可以包括直鏈或支鏈烷基特性并且r1至r10各自可以被一個(gè)或多個(gè)選自以下各項(xiàng)的基團(tuán)所取代:羥基、c1至c20烷氧基、直鏈或支鏈的c1至c20烷基、c6至c20芳氧基、鹵素、酯、羧基、氮化物和酰氨基,例如像用于交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)氧化物混合物的總活性氧含量的至少20%將來(lái)自具有式(i)、(ii)和/或(iii)的化合物。
適合的環(huán)酮過(guò)氧化物的一些實(shí)例包括:
3,6,9,三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三過(guò)氧基壬烷(或甲基乙基酮過(guò)氧化物環(huán)狀三聚物)、甲基乙基酮過(guò)氧化物環(huán)狀二聚物、以及3,3,6,6,9,9-六甲基-1,2,4,5-四氧雜環(huán)壬烷。
過(guò)氧基酯的示例性實(shí)例包括:
2,5-二甲基-2,5-二(苯甲?;^(guò)氧基)己烷;
叔丁基過(guò)苯甲酸酯;
叔丁基過(guò)氧基乙酸酯;
叔丁基過(guò)氧基-2-乙基己酸酯;
叔戊基過(guò)苯甲酸酯;
叔戊基過(guò)氧基乙酸酯;
叔丁基過(guò)氧基異丁酸酯;
3-羥基-1,1-二甲基叔丁基過(guò)氧基-2-乙基己酸酯;
oo-叔戊基-o-氫-單過(guò)氧基琥珀酸酯;
oo-叔丁基-o-氫-單過(guò)氧基琥珀酸酯;
二-叔丁基二過(guò)氧基鄰苯二甲酸酯;
叔丁基過(guò)氧基(3,3,5-三甲基己酸酯);
1,4-雙(叔丁基過(guò)氧基羰基)環(huán)己烷;
叔丁基過(guò)氧基-3,5,5-三甲基己酸酯;
叔丁基-過(guò)氧基-(順-3-羧基)丙酸酯;
烯丙基3-甲基-3-叔丁基過(guò)氧基丁酸酯。
示例性單過(guò)氧基碳酸酯包括:
oo-叔丁基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯;
oo-叔丁基-o-(2-乙基己基)單過(guò)氧基碳酸酯;
1,1,1-三[2-(叔丁基過(guò)氧基-羰基氧基)乙氧基甲基]丙烷;
1,1,1-三[2-(叔戊基過(guò)氧基-羰基氧基)乙氧基甲基]丙烷;
1,1,1-三[2-(枯基過(guò)氧基-羰基氧基)乙氧基甲基]丙烷;
oo-叔戊基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯。
示例性二酰基過(guò)氧化物包括:
二(4-甲基苯甲?;?過(guò)氧化物;
二(3-甲基苯甲?;?過(guò)氧化物;
二(2-甲基苯甲?;?過(guò)氧化物;
過(guò)氧化二癸酰;過(guò)氧化二月桂酰;
2,4-二溴-苯甲?;^(guò)氧化物;
琥珀酸過(guò)氧化物。
過(guò)氧化二苯甲酰;
二(2,4-二氯-苯甲?;?過(guò)氧化物。
在pct申請(qǐng)公開(kāi)wo9703961a1(1997年2月6日)中所描述的類型的酰亞胺基過(guò)氧化物同樣考慮為適合于使用并且通過(guò)引用結(jié)合在此。
優(yōu)選的過(guò)氧化物包括以下項(xiàng)中的一種或多種:2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己烷;叔丁基枯基過(guò)氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己炔-3;叔丁基過(guò)氧基-異丙烯基枯基過(guò)氧化物;3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧雜環(huán)庚烷;3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三過(guò)氧壬烷;間/對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;間-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;二-叔丁基過(guò)氧化物;二-叔戊基過(guò)氧化物;二枯基過(guò)氧化物;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷;正丁基4,4-二(叔丁基過(guò)氧基)戊酸酯;乙基3,3-二(叔丁基過(guò)氧基)丁酸酯;oo-叔丁基-o-(2-乙基己基)單過(guò)氧基碳酸酯;oo-叔丁基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯;聚醚聚叔丁基過(guò)氧基碳酸酯;叔丁基過(guò)氧化苯甲酸酯;叔丁基過(guò)氧化乙酸酯;叔丁基過(guò)氧化馬來(lái)酸;二(4-甲基苯甲?;?過(guò)氧化物;過(guò)氧化二苯甲酰;二(2,4-二氯苯甲?;?過(guò)氧化物;過(guò)氧化二月桂酰;枯烯氫過(guò)氧化物;以及二(4-叔丁基環(huán)己基)過(guò)氧二碳酸酯。
更優(yōu)選的過(guò)氧化物包括以下項(xiàng)中的一種或多種:2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己烷;叔丁基枯基過(guò)氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己炔-3;叔丁基過(guò)氧基-異丙烯基枯基過(guò)氧化物;3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧雜環(huán)庚烷;3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三過(guò)氧壬烷;間/對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;間-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;二-叔丁基過(guò)氧化物;二枯基過(guò)氧化物;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷;正丁基4,4-二(叔丁基過(guò)氧基)戊酸酯;乙基3,3-二(叔丁基過(guò)氧基)丁酸酯;oo-叔丁基-o-(2-乙基己基)單過(guò)氧基碳酸酯;oo-叔丁基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯;聚醚聚叔丁基過(guò)氧基碳酸酯;叔丁基過(guò)氧化苯甲酸酯;過(guò)氧化二苯甲酰;二(2,4-二氯苯甲酰基)過(guò)氧化物;枯烯氫過(guò)氧化物;以及二(4-叔丁基環(huán)己基)過(guò)氧二碳酸酯。
甚至更優(yōu)選的過(guò)氧化物包括以下項(xiàng)中的一種或多種:2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己烷;叔丁基枯基過(guò)氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己炔-3;叔丁基過(guò)氧基-異丙烯基枯基過(guò)氧化物;3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧雜環(huán)庚烷;間/對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;間-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;二-叔丁基過(guò)氧化物;二枯基過(guò)氧化物;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷;正丁基4,4-二(叔丁基過(guò)氧基)戊酸酯;乙基3,3-二(叔丁基過(guò)氧基)丁酸酯;oo-叔丁基-o-(2-乙基己基)單過(guò)氧基碳酸酯;oo-叔丁基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯;叔丁基過(guò)氧化苯甲酸酯;過(guò)氧化二苯甲酰;以及二(2,4-二氯苯甲?;?過(guò)氧化物。
最優(yōu)選的過(guò)氧化物包括以下項(xiàng)中的一種或多種:2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)-2,5-二甲基己烷;叔丁基枯基過(guò)氧化物;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己炔-3;叔丁基過(guò)氧基-異丙烯基枯基過(guò)氧化物;間/對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;間-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;對(duì)-二(叔丁基過(guò)氧基)二異丙基苯;二枯基過(guò)氧化物;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷;1,1-二(叔丁基過(guò)氧基)環(huán)己烷;正丁基4,4-二(叔丁基過(guò)氧基)戊酸酯;乙基3,3-二(叔丁基過(guò)氧基)丁酸酯;oo-叔丁基-o-(2-乙基己基)單過(guò)氧基碳酸酯;oo-叔丁基-o-異丙基單過(guò)氧基碳酸酯;以及叔丁基過(guò)氧化苯甲酸酯。
根據(jù)附加的實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品可以進(jìn)一步包含至少一種惰性填充劑,如二氧化硅填充劑。
根據(jù)具體實(shí)施例,該一種或多種有機(jī)過(guò)氧化物以基于該總有機(jī)過(guò)氧化物配制品從20wt%至99wt%、或從30wt%至90wt%或從40wt%至75wt%、或從40wt%至70wt%、或從40wt%至65wt%、或從45wt%至80wt%、或從45wt%至75wt%、或從45wt%至70wt%、或從45wt%至65wt%、或從50wt%至98wt%、或從50wt%至75wt%、或從50wt%至70wt%、或從50wt%至65wt%、從50wt%至60wt%的量包含于該配制品中。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何干性油可以用于本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品中。干性油可以包括衍生自植物、動(dòng)物、和魚(yú)來(lái)源的油,包括,例如脂肪酸的甘油三酯,這些脂肪酸的特征是相對(duì)高水平的多不飽和脂肪酸,尤其是桐油酸和α-亞麻酸。根據(jù)具體實(shí)施例,該至少一種干性油選自下組,該組由以下各項(xiàng)組成:桐油、大麻油、生物法呢烯(biofene)或反式-β-法呢烯(由阿米瑞斯公司(amyris)制造的)、亞麻籽油、罌粟油、核桃油、向日葵油、棉籽油、玉米油、大豆油、沙丁魚(yú)油、鯡魚(yú)油、紅花油、亞麻種子油,紫蘇油、以及它們的組合。
最優(yōu)選的干性油是那些脂肪酸的甘油三酯,這些脂肪酸的特征是相對(duì)高水平的多不飽和脂肪酸,尤其是桐油酸和α-亞麻酸,共軛雙鍵的脂肪酸甘油三酯如桐油,以及化學(xué)上改性的亞麻籽油的酯,使用或不使用衣康酸的酸酯。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,該干性油包括以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:桐油。根據(jù)至少一個(gè)其他實(shí)施例,該干性油包括以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:大麻油。
該至少一種干性油與該至少一種有機(jī)過(guò)氧化物的比率沒(méi)有特別受限制,但是可以是在約1:約0.1與約1:約10之間;例如,約1:約0.24、約1:約0.40、約1:約0.54、約1:約0.8、約1:約0.9、約1:約1、約1:約1.8、約1:約2.4、約1:約3.2、約1:約7.2、或約1:約9.6。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種有機(jī)過(guò)氧化物配制品,該有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:至少一種有機(jī)過(guò)氧化物、至少一種干性油、以及至少一種自由基捕集劑??梢允褂脤?duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何自由基捕集劑(即,與自由基相互作用并且使它們鈍化持續(xù)一段時(shí)間的任何試劑)。
例如,該至少一種自由基捕集劑可以選自由氮氧自由基(例如,4-羥基-tempo)和醌(如單-叔丁氫醌(mtbhq))組成的組。如在此使用的,術(shù)語(yǔ)“醌”包括醌和氫醌兩者??梢栽诒景l(fā)明的配制品中使用的醌的非限制性實(shí)例包括單-叔丁氫醌(mtbhq)、氫醌;氫醌單甲醚(hqmme)(也稱為4-甲氧基苯酚,也稱為(mehq)cas#150-76-5);單-叔戊基氫醌;氫醌雙(2-羥乙基)醚;4-乙氧基苯酚;4-苯氧基苯酚;4-(芐氧基)苯酚;2,5-雙(嗎啉代甲基)氫醌,以及苯醌。
根據(jù)附加的實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品可以進(jìn)一步包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:至少一種活性助劑和/或至少一種填充劑?;钚灾鷦┑姆窍拗菩詫?shí)例包括甲基丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(sr-350)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(sr-351)、二丙烯酸鋅、以及二甲基丙烯酸鋅。根據(jù)具體實(shí)施例,在該配制品中使用的該一種或多種活性助劑與該一種或多種有機(jī)過(guò)氧化物的比率(活性助劑:過(guò)氧化物)可以在約0.1:約1.0與約1.5:約1.0之間。
用于在本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品中使用的適合的惰性填充劑的非限制性實(shí)例包括水洗粘土(例如,伯格斯(burgess)粘土)、沉淀的二氧化硅、沉淀的碳酸鈣、合成的硅酸鈣、以及它們的組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以使用這些填充劑的不同組合以實(shí)現(xiàn)自由流動(dòng)的、不結(jié)塊的最終過(guò)氧化物配制品。根據(jù)具體實(shí)施例,填充劑在該有機(jī)過(guò)氧化物配制品中的量根據(jù)所使用的過(guò)氧化物和添加劑的類型范圍可以從約0.1wt%至約90wt%、更優(yōu)選從約0.5wt%至約70wt%、最優(yōu)選從約1wt%至約60%。
根據(jù)具體實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品不包含二氧化硅填充劑。
在此描述的有機(jī)過(guò)氧化物配制品的實(shí)施例還可以進(jìn)一步包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:硫促進(jìn)劑,即,能夠促進(jìn)能夠被硫交聯(lián)的聚合物的硫固化的含硫化合物。
示例性硫促進(jìn)劑在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的。很多不同類別的這些化合物是已知的并且所有的都考慮為等效物。這些二硫化物和三硫化物可以是生物基的(例如,大蒜油和洋蔥油)或非生物基的化合物。
范德比爾特橡膠手冊(cè)(vanderbiltrubberhandbook)第13版,1990,r.t.范德比爾特有限公司(r.t.vanderbiltcompany,inc.,)出版商列出了很多類型的硫促進(jìn)劑,其披露內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此。這些類型的示例是苯并噻唑、噻二唑、次磺酰胺、次磺酰亞胺、二硫代氨基甲酸酯、秋蘭姆、咪唑、黃原酸酯和硫脲的衍生物。也包含于該通類硫化合物中的硫促進(jìn)劑是硫化物、二硫化物(例如二烯丙基二硫化物)、多硫化物和芳基多硫化物化合物例如戊基苯酚多硫化物(如來(lái)自阿科瑪公司(arkema)的
優(yōu)選的硫促進(jìn)劑包括
在至少一個(gè)實(shí)施例中,一類硫促進(jìn)劑包括二取代的二硫氨基甲酸的鹽。
這些鹽具有以下通用結(jié)構(gòu):
其中x是衍生自金屬的離子,該金屬選自由鎳、鈷、鐵、鉻、錫、鋅、銅、鉛、鉍、鎘、硒和碲組成的組,或x是季銨離子,n可以在從1至6之間變化并且等于該x離子上的形式正電荷的數(shù)目,并且r1和r2獨(dú)立地是具有1至7個(gè)碳原子的烷基。
二取代的二硫氨基甲酸的鹽的實(shí)例包括:
二甲基二硫代氨基甲酸鉍;
二乙基二硫代氨基甲酸鎘;
二戊基二硫代氨基甲酸鎘;
二甲基二硫代氨基甲酸銅;
二戊基二硫代氨基甲酸鉛;
二甲基二硫代氨基甲酸鉛;
二乙基二硫代氨基甲酸硒;
二甲基二硫代氨基甲酸硒;
二乙基二硫代氨基甲酸碲;
五亞甲基二硫代氨基甲酸哌啶鎓;
二戊基二硫代氨基甲酸鋅;
二異丁基二硫代氨基甲酸鋅;
二乙基二硫代氨基甲酸鋅;
二甲基二硫代氨基甲酸鋅;
二丁基二硫代氨基甲酸銅;
二甲基二硫代氨基甲酸鈉;
二乙基二硫代氨基甲酸鈉;
二丁基二硫代氨基甲酸鈉;
二-正丁基二硫代氨基甲酸鋅;
二芐基二硫代氨基甲酸鋅。
適用于在該有機(jī)過(guò)氧化物配制品中使用的第二類硫促進(jìn)劑包括秋蘭姆。這些是由仲胺和二硫化碳制成,而且具有以下通用結(jié)構(gòu):
其中r3是具有從1至約7個(gè)碳原子的烷基或每個(gè)特定氮原子上的這些r3基團(tuán)可以連接起來(lái),與它們附接到的氮原子一同形成分別含有4、5或6個(gè)碳原子的五、六或七元雜環(huán),并且n可以具有從大于0高達(dá)至6的正值。
秋蘭姆硫促進(jìn)劑的實(shí)例包括:
四硫化和六硫化二五亞甲基秋蘭姆;
二硫化四丁基秋蘭姆;
二硫化四甲基秋蘭姆;
二硫化四乙基秋蘭姆;
單硫化四甲基秋蘭姆;
二硫化異丁基秋蘭姆;
二硫化二芐基秋蘭姆;
二硫化四芐基秋蘭姆;
二硫化四異丁基秋蘭姆;
單硫化異丁基秋蘭姆;
單硫化二芐基秋蘭姆;
單硫化四芐基秋蘭姆;
單硫化四異丁基秋蘭姆。
各種秋蘭姆的更高的多硫化物也是硫供體。
噻二唑的衍生物是,但不局限于,二巰基噻二唑(2,5-二甲基-1,3,4-噻二唑)的單苯甲?;苌铮环兜卤葼柼叵鹉z公司(vanderbiltrubbercompany)確定為
苯并噻唑的衍生物具有以下通用結(jié)構(gòu):
其中m是兩個(gè)硫原子之間的直接連接的鍵、h、或是衍生自金屬的離子,該金屬選自由以下各項(xiàng)組成的組:鎳、鈷、鐵、鉻、錫、鋅、銅、鉛、鉍、鎘、硒和碲;并且當(dāng)m是h時(shí),x是1;當(dāng)m是兩個(gè)硫原子之間的直接連接的鍵時(shí),x是1或2;并且當(dāng)m是衍生自金屬的離子時(shí),x等于該金屬離子的形式化合價(jià);并且如果m是兩個(gè)硫原子之間的直接連接的鍵而且x是1,那么連接到該m鍵的第二個(gè)硫原子還與4-嗎啉基基團(tuán)鍵合。
示例的化合物包括:2-(4-嗎啉代二硫)苯并噻唑、二硫化苯并噻唑、2-巰基-苯并噻唑、二硫化2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噻唑鈉(sodium-2-mercaptobenzothiazolate)、2-巰基-苯并噻唑鋅、2-巰基-苯并噻唑銅、2-n-環(huán)己基氨基苯并噻唑、多硫化n-環(huán)己基氨基-2-苯并噻唑、2-雙苯并噻唑-2,2-多硫化物和2-雙苯并噻唑-2,2-二硫化物、雙(2,2′-苯并噻唑基二硫化物)。
次磺酰胺類促進(jìn)劑也是眾所周知的。示例性實(shí)例包括:n-氧二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、n-氧二亞乙基硫代氨基甲酰基-n-氧二亞乙基次磺酰胺、n-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、n-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、n,n-二環(huán)己基苯并噻唑基次磺酰胺、以及n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。還有次磺酰亞胺化合物,例如n-叔丁基苯并噻唑-2-次磺酰亞胺。
典型的咪唑包括:2-巰基苯并咪唑、2-巰基甲基苯并咪唑、以及2-巰基苯并咪唑的鋅鹽。
異丙基黃原酸鋅是典型的黃原酸鹽硫促進(jìn)劑。
典型的硫脲包括:三甲基硫脲、1,3-二乙基硫脲和1,3-二丁基硫脲、亞乙基硫脲、二烷基硫脲的共混物、二苯基硫脲、二鄰甲苯基硫脲、二甲基硫脲、二乙基硫脲、以及二丁基硫脲。
烷基酚二硫化物類型的硫促進(jìn)劑通過(guò)在名稱
通過(guò)此類化合物如二烷基二硫代磷酸銅、二烷基二硫代磷酸鋅、鋅胺二硫代磷酸鹽、二丁基二硫代磷酸鋅、o,o-二異丙基-二硫代磷酸銅、以及o,o-二異丙基二硫代磷酸鋅來(lái)舉例說(shuō)明硫代磷酸鹽硫促進(jìn)劑。
其他的各種硫促進(jìn)劑包括4,4-二硫代二嗎啉、n,n′-己內(nèi)酰胺二硫化物、以及二硫化二丁基黃原酸酯。
示例性的含硫化合物包括但不限于:
以及
cld-80=n,n’-己內(nèi)酰胺二硫化物。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;b)至少一種包括桐油的干性油;c)至少一種自由基捕集劑;d)至少一種任選的活性助劑;e)至少一種任選的填充劑;以及f)至少一種任選的硫促進(jìn)劑,其中這些組分的每一種的量選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物。優(yōu)選地,該配制品能夠提供完全或基本上無(wú)粘性彈性體組合物。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;b)至少一種包括桐油的干性油;c)至少一種自由基捕集劑;d)至少一種活性助劑;e)至少一種填充劑;以及f)至少一種硫促進(jìn)劑,其中這些組分的每一種的量選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物。優(yōu)選地,該配制品能夠提供一種完全或基本上無(wú)粘性彈性體組合物。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;b)至少一種包括大麻油的干性油;c)至少一種自由基捕集劑;d)至少一種任選的活性助劑;e)至少一種任選的填充劑;以及f)至少一種任選的硫促進(jìn)劑,其中這些組分的每一種的量選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物。優(yōu)選地,該配制品能夠提供完全或基本上無(wú)粘性彈性體組合物。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明的有機(jī)過(guò)氧化物配制品包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物;b)至少一種包括大麻油的干性油;c)至少一種自由基捕集劑;d)至少一種活性助劑;e)至少一種填充劑;以及f)至少一種硫促進(jìn)劑,其中這些組分的每一種的量選擇為使得該配制品能夠在完全或部分氧存在下固化彈性體組合物。優(yōu)選地,該配制品能夠提供完全或基本上無(wú)粘性彈性體組合物。
本發(fā)明的附加的實(shí)施例提供了彈性體組合物,這些彈性體組合物包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下各項(xiàng)組成:
a)至少一種彈性體(或者飽和的、不飽和的、或者兩者);
b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物,
c)至少一種干性油,以及
d)至少一種自由基捕集劑;
其中該彈性體組合物在完全或部分氧存在下是可固化(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。優(yōu)選地,該固化的彈性體組合物是完全或基本上無(wú)粘性。在此提供了用于測(cè)量表面膠粘性的方法,并且被稱為面紙?jiān)囼?yàn)。
根據(jù)具體實(shí)施例,該一種或多種干性油以范圍從約0.05phr(每百份橡膠的份數(shù))至約20.0phr、從約0.05phr至約10.0phr、從約0.05phr至約8.0phr、從約0.05phr至約5.0phr、從約0.05phr至約3.0phr、從約0.10phr至約10.0phr、從約0.10phr至約8.0phr、從約0.10phr至約6.0phr、從約0.5phr至約8.0phr、或從約1.0phr至約6.0phr的量包含于這些彈性體組合物中。
根據(jù)具體實(shí)施例,該一種或多種有機(jī)過(guò)氧化物以范圍從約0.05phr至約15phr、優(yōu)選地從約1phr至約10phr、更優(yōu)選地從約2phr至約8phr、甚至更優(yōu)選地從約3phr至約6phr的量包含于這些彈性體組合物中。固化必需的時(shí)間和溫度條件典型地取決于所使用的有機(jī)過(guò)氧化物的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)具體實(shí)施例,該一種或多種自由基捕集劑以范圍從約0.001phr至約7phr、約0.01phr至約4phr、優(yōu)選地從約0.1phr至約3.5phr、更優(yōu)選地從約0.5phr至約3.0phr、甚至更優(yōu)選從約0.75phr至約2.5phr的量包含于這些彈性體組合物中。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,該彈性體組合物可以包括飽和的彈性體、不飽和的彈性體,或飽和的和不飽和的彈性體二者。
根據(jù)具體實(shí)施例,該彈性體組合物進(jìn)一步包含至少一種聚合物。該彈性體組合物的至少一種聚合物可以包括飽和的聚合物、不飽和的聚合物,或飽和的和不飽和的聚合物二者。
應(yīng)該指出的是根據(jù)本發(fā)明可以使用可商購(gòu)的預(yù)混合的彈性體。這些彈性體可以包含多種添加劑如碳黑填料、工藝用油、脫模劑、抗氧化劑和/或熱穩(wěn)定劑。
如在此所使用的,術(shù)語(yǔ)“聚合物”指的是非彈性體聚合物,該非彈性體聚合物由至少一種單體構(gòu)成。術(shù)語(yǔ)“聚合物”包含均聚物和共聚物,其中術(shù)語(yǔ)“共聚物”指的是非彈性體聚合物,該非彈性體聚合物由至少兩種不同的處于聚合形式的單體構(gòu)成。例如,根據(jù)本披露的共聚物可以是包括兩種不同的單體的聚合物、包括三種不同的單體的三聚物、或是包括大于三種不同的單體的聚合物。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,該彈性體組合物的聚合物包括共聚物。在此所披露的這些實(shí)施例列舉了包括共聚物的彈性體組合物。然而,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地理解,均聚物可以在任何包括共聚物的實(shí)施例中進(jìn)行替代,除非明確地相反地指明。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,該彈性體組合物包括至少一種彈性體和至少一種共聚物。該彈性體和共聚物能夠以在從99:1至1:99、例如像從85:15至15:85、或從75:25至25:75范圍內(nèi)的重量比存在于該彈性體組合物中。在至少一個(gè)實(shí)施例中,該彈性體和共聚物是以50:50的重量比存在于該彈性體組合物中。
適合于根據(jù)本發(fā)明使用的彈性體和聚合物的非限制性實(shí)例包括:各種已知等級(jí)的乙烯-丙烯三聚物(epdm)(例如,
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,該彈性體組合物包含至少一種飽和的彈性體。該飽和的彈性體可以選自,例如,不具有不飽和度的硅橡膠(q)、甲基-聚硅氧烷(mq)、苯基-甲基-聚硅氧烷(pmq)、乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、氯化的聚(乙烯)(cpe)、聚(乙烯丙烯)(epm)、氟彈性體(fkm、ffkm)(例如,
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,該彈性體組合物包含至少一種不飽和的彈性體。在該彈性體組合物中可以使用的不飽和彈性體包括,例如,乙烯-丙烯-二烯三聚物(epdm)、乙烯基硅橡膠(vmq)、氟硅酮(fvmq)、丁腈橡膠(nbr)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、苯乙烯丁二烯橡膠(sbr)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、聚丁二烯橡膠(br)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、部分氫化的丙烯腈丁二烯(hnbr)、天然橡膠(nr)、合成聚異戊二烯橡膠(ir)、氯丁橡膠(cr)、聚氯丙烯、溴丁基橡膠(biir)、氯丁基橡膠、以及它們的組合。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例,該彈性體組合物包含至少一種飽和的共聚物。可以使用的飽和聚合物的非限制性實(shí)例包括乙烯與丙烯、丁烯、戊烯、己烷、庚烷、辛烷、以及乙酸乙烯酯的共聚物,如,線型低密度聚乙烯(lldpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、聚(乙烯乙酸乙烯酯)(eva)、聚(乙烯丙烯)(epm)、聚(乙烯-辛烯)(例如,
當(dāng)所希望的是泡沫產(chǎn)品時(shí),該彈性體組合物可以包括發(fā)泡劑。
本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于制造包括如在此描述的彈性體組合物的物品的方法,其中該方法包括在完全或部分氧存在下固化該彈性體組合物(例如,使用熱風(fēng)烘箱或通道、或蒸汽高壓釜)。
如在此所使用的,術(shù)語(yǔ)“固化”指的是聚合物鏈的交聯(lián)以便形成加固的或硬化的聚合物。固化或交聯(lián)步驟能夠以任何常規(guī)方式,例如像熱風(fēng)、蒸汽、或熱模制進(jìn)行。
該方法可以包括將如在此所描述的彈性體組合物擠出以形成未固化的預(yù)成型物品,并且使該未固化的預(yù)成型物品固化??梢栽跓峥諝獯嬖诘那闆r下將該彈性體組合物擠出以形成該未固化的預(yù)成型件。在至少一個(gè)實(shí)施例中,用微波或蒸汽高壓釜來(lái)使該預(yù)成型件固化。在至少一個(gè)其他實(shí)施例中,在不用微波或蒸汽高壓釜情況下使該預(yù)成型件固化。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,該擠出的型材在微波區(qū)域中在空氣存在下直接從該擠出機(jī)加熱,然后通過(guò)較長(zhǎng)的加熱空氣通道來(lái)完成該彈性體型材的固化。
該用于制備物品的方法可以在熱空氣通道、或任何其他設(shè)備中進(jìn)行。
本發(fā)明的彈性體組合物優(yōu)選地在空氣存在下擠出,而不是在排除空氣的模具內(nèi)部模制。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,該用于制備物品的方法可以連續(xù)進(jìn)行。與必須由更小的零件拼合在一起而成的密封件相反,連續(xù)的制造可以允許連續(xù)物品(例如連續(xù)密封件)的生產(chǎn)。
本披露的至少一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于制造軟管的方法。該方法可以包括在不固化一段長(zhǎng)度的軟管的情況下由彈性體組合物擠出該段長(zhǎng)度的軟管??梢允占摱伍L(zhǎng)度的未固化軟管,并且然后例如通過(guò)將該未固化軟管暴露于水蒸氣來(lái)使其固化。
本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例涉及用于固化彈性體組合物的方法,該方法包括在氧存在下固化該彈性體組合物,其中該組合物包含:
a)至少一種彈性體;
b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物,
c)至少一種干性油,以及
d)至少一種自由基捕集劑。該方法可進(jìn)一步包括混合這些組分a)-d)以提供該彈性體組合物。
在至少一個(gè)實(shí)施例中,在該固化步驟之前、之后和/或期間,常規(guī)的添加劑,如抗氧化劑(例如,受阻酚以及聚合的喹啉衍生物)、脂肪族工藝用油、以及其他加工助劑、顏料、染料、增粘劑、蠟、增強(qiáng)助劑、紫外穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑以及活化劑和抗臭氧劑還可以被添加至這些彈性體組合物中。
根據(jù)具體實(shí)施例,本發(fā)明的彈性體組合物包含以下項(xiàng)、基本上由以下項(xiàng)組成、或由以下項(xiàng)組成:a)至少一種彈性體(或者飽和的、不飽和的、或兩者);b)至少一種有機(jī)過(guò)氧化物、c)至少一種干性油、以及d)至少一種自由基捕集劑,該彈性體組合物在完全或部分氧存在下已經(jīng)固化,與根據(jù)相同的方法固化的并且具有相同組成(除了它不包含任何干性油)的彈性體組合物相比,具有較小的表面膠粘性。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種包括如在此描述的固化的彈性體組合物的彈性體物品。優(yōu)選地,該彈性體物品是完全或基本上無(wú)粘性的。根據(jù)具體實(shí)施例,該彈性體物品是非涂覆的類型(即,不是液體涂層)。在至少一個(gè)實(shí)施例中,該物品可以包括密封件、軟管、或墊片??梢愿鶕?jù)本發(fā)明的組合物和方法制作的示例性彈性體的物品包括o形環(huán)、墊片、膜片、密封件、索環(huán)、電絕緣體、鞋底、隔板、配件、護(hù)罩、片材、帶材、管材等。本披露還涉及根據(jù)在此所披露的組合物和方法制造的汽車的、工業(yè)的、或住宅的密封件。
在此所描述的實(shí)施例旨在作為本發(fā)明的示例而非對(duì)其的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是,在不脫離本披露的范圍的情況下可以做出對(duì)于本披露的這些實(shí)施例以及實(shí)例的修改。以上描述了使用術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”以及其變體的本發(fā)明的實(shí)施例。然而,諸位發(fā)明人的意圖在于,在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下,在此所描述的實(shí)施例的任一者中術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”可以被“由...組成(consistingof)”以及“基本上由...組成(consistingessentiallyof)”代替。
下列實(shí)例進(jìn)一步展示了諸位發(fā)明人所考慮的用于實(shí)施其發(fā)明的最佳模式,并且應(yīng)該被解釋為對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而非對(duì)其的限制。
測(cè)試與程序
用于混煉橡膠以及橡膠片制備的程序
以下程序被用于混煉橡膠并且制備用于熱空氣固化的橡膠片。使用具有室溫運(yùn)行能力或加熱的油的帶夾套的50ml容量碗的brabender
在這個(gè)48ml橡膠中,兩個(gè)橡膠的小條(相當(dāng)于約4克或者不大于5ml)保持備用。將所有其余的橡膠緩慢添加到該碗中。一旦將所有的橡膠添加至該混煉機(jī)中并且該橡膠在該碗中流動(dòng),將該混煉機(jī)rpm減少至15rpm,并且將用于此實(shí)驗(yàn)的過(guò)氧化物配制品(其在小
然后將rpm增加回到25rpm持續(xù)三分鐘。在這個(gè)時(shí)間之后,將混煉機(jī)速度降低到10rpm并且擰下并移開(kāi)該混煉機(jī)頭。一旦這些葉片不再旋轉(zhuǎn),將這些葉片周圍的橡膠安全移開(kāi)并且放置在
然后溫?zé)岬南鹉z成形為緊球并且將其放置在兩個(gè)
面紙?jiān)囼?yàn)
在熱風(fēng)烘箱中固化后,用以下程序來(lái)測(cè)試橡膠片的表面膠粘性。此程序也被稱為“面紙?jiān)囼?yàn)”用于在熱風(fēng)烘箱中固化的橡膠片的表面膠粘性。
制備具有1/8”厚乘以2”寬和3”長(zhǎng)尺寸的未固化橡膠平片,并且小心地懸掛在設(shè)定為205℃的預(yù)熱的熱風(fēng)烘箱中持續(xù)15分鐘。將該片通過(guò)來(lái)自金屬支架的金屬夾子懸掛在該烘箱中以便將該片的所有邊暴露于熱風(fēng)。在固化15分鐘之后,將該橡膠片迅速地移開(kāi)并且放置于覆鋁箔的卡紙板件上。立即用
如在此所使用的,表面膠粘性數(shù)=(沒(méi)有紙纖維的表面%÷10)。該表面膠粘性數(shù)可以范圍從10至0。完全無(wú)粘性沒(méi)有薄紙纖維的固化橡膠表面具有10的等級(jí)。非常差固化的橡膠表面(完全覆蓋在薄紙纖維中)被評(píng)級(jí)為0。如果90%的表面不具有附著的薄紙纖維,則評(píng)級(jí)為9,如果70%的表面不具有附著的薄紙纖維,則評(píng)級(jí)為7等等。
流變儀程序
使用以下程序用于移動(dòng)模頭流變儀(movingdierheometer)和rpa(橡膠工藝分析儀(analzer))評(píng)價(jià)。對(duì)于α技術(shù)mdr流變儀,使用測(cè)試方法astmd5289-12“橡膠特性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法—使用無(wú)轉(zhuǎn)子固化儀(rotorlesscuremeter)的固化”。在用于固定劑系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)墓袒瘻囟?例如,對(duì)于以下實(shí)例185℃)下以或者0.5度或者1.0度的弧度以及100cpm振動(dòng)頻率使用測(cè)試方法astmd6204。
當(dāng)進(jìn)行流變儀評(píng)價(jià)時(shí),使用約5至6克彈性體(取決于最終化合物的密度)完全填充該流變儀的上模頭和下模頭。通過(guò)以上描述的程序從所形成的壓制片上切割未固化的橡膠。將該橡膠切成約1.25英寸直徑的小圓盤(pán)并且放置在兩個(gè)
按照astmd6601,對(duì)于固化后動(dòng)態(tài)測(cè)試,應(yīng)用rpa的測(cè)試(使用具有3度弧度施加的應(yīng)變的儀器的應(yīng)力松弛特征)以測(cè)量該交聯(lián)彈性體充當(dāng)墊片或密封件的能力。這個(gè)目的與按照標(biāo)準(zhǔn)nfiso815的百分比抗壓試驗(yàn)非常類似。注意隨時(shí)間彈性模量損失或s’(dn-m)持續(xù)若干分鐘。在彈性模量損失上的速率反映百分比壓縮變形性能。在一分鐘期間內(nèi)在185℃或更高的測(cè)試溫度下對(duì)于固化的橡膠樣品的最低百分比壓縮值將具有最低的彈性模量損失或s’(dn-m)。
%壓縮變形程序
使用以下程序用于壓縮變形評(píng)價(jià)。用于%壓縮變形的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法是nfiso815和/或astmd395,它們適合于環(huán)境和高溫應(yīng)用測(cè)試。具體而言,在實(shí)例1中,使用nfiso815,其中用于該測(cè)試的樣品首先在190℃下使用tc90+8分鐘的固化時(shí)間固化以形成6.3±0.3mm高度和13±0.5mm直徑的圓柱,然后將測(cè)試件放置于nfiso815裝置中以在150℃下壓縮25%持續(xù)24小時(shí)。在此時(shí)間之后,釋放樣品,并且在測(cè)量高度變化之前,將其放置于環(huán)境溫度下的木質(zhì)板上持續(xù)30分鐘。
拉伸測(cè)試程序
使用以下程序用于拉伸測(cè)試。通過(guò)按照標(biāo)準(zhǔn)nfiso37和/或astmd412確定拉伸特性。首先,在壓力下在氣壓式壓力機(jī)中固化1.5mm厚的片。當(dāng)在190℃下在該mdr或rpa流變儀上測(cè)試時(shí),固化的條件從對(duì)于該化合物的固化時(shí)間結(jié)果的tc90(分鐘)90%進(jìn)行確定。固化溫度是190℃并且固化時(shí)間是tc90+8分鐘。然后,使用由nfiso37和/或astmd412指定的適當(dāng)?shù)哪n^從1.5mm固化的片上切割啞鈴形物。最后,使用
用于rpa流變儀測(cè)試使用的縮寫(xiě)
ml(dn-m)是在rpa流變儀測(cè)試中以分牛頓米計(jì)的最小扭矩并且涉及在測(cè)試溫度下該彈性體組合物的粘度。
mh(dn-m)是在rpa流變儀測(cè)試中以分牛頓米計(jì)的最大扭矩并且涉及所取得的交聯(lián)的最大量。
mh-ml(dn-m)是以分牛頓米計(jì)的相對(duì)交聯(lián)度;有時(shí)被稱為“δ”扭矩
ts1(min)是從最小扭矩獲得1dn-m增加以分鐘計(jì)的時(shí)間
ts2(min)是從最小扭矩獲得2dn-m增加以分鐘計(jì)的時(shí)間
tc50(min)是從最小扭矩獲得50%的mh-ml(dn-m)固化狀態(tài)以分鐘計(jì)的時(shí)間。
tc90(min)是從最小扭矩獲得90%的mh-ml(dn-m)固化狀態(tài)以分鐘計(jì)的時(shí)間。
實(shí)例中使用的縮寫(xiě)
4-羥基tempo或4-oht是4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基。
eva是聚(乙烯乙酸乙烯酯)共聚物
mbts是二硫化苯并噻唑,也被稱為巰基苯并噻唑二硫化物,也被稱為來(lái)自r.t.范德比爾特公司(r.t.vanderbilt)的
mtbhq是單叔丁基氫醌,cas1948-33-0。
n550碳黑是其中n550是用于炭黑粒徑的astm名稱
mgo是氧化鎂
phr意思是在該配制品中對(duì)于每100份純橡膠所添加的成分的份數(shù)。
peg為聚(乙二醇)
聚(乙烯α-烯烴)是來(lái)自陶氏公司(dow)被稱為
sr-350或tmptma是交聯(lián)活性助劑;或者來(lái)自阿科瑪公司的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
sr-351是交聯(lián)活性助劑;來(lái)自阿科瑪公司的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
tac是來(lái)自贏創(chuàng)公司(evonik)的氰脲酸三烯丙酯,交聯(lián)活性助劑
taic是來(lái)自三菱國(guó)際公司(mitsubishiintl)的異氰尿酸三烯丙酯,交聯(lián)活性助劑。
tmptma是交聯(lián)活性助劑;sartomersr-350;或者來(lái)自阿科瑪公司的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
tmq或
桐油是純的、或基本上是純的、生物基油,優(yōu)選地通過(guò)冷壓來(lái)自油桐樹(shù)的堅(jiān)果中的種子獲得
實(shí)例
實(shí)例1
在這個(gè)實(shí)例中,桐油與有機(jī)過(guò)氧化物
表2中的結(jié)果示出了,在甚至在0.1phr桐油(在該母料配制品中每100份橡膠,即,100份的
實(shí)例2
在這個(gè)實(shí)例中,將各種油與三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(來(lái)自沙多瑪公司(sartomer)的sr-350)50:50結(jié)合,并且當(dāng)在205℃下的熱風(fēng)烘箱中交聯(lián)epdm與聚(乙烯α-烯烴)共聚物的共混物持續(xù)15分鐘時(shí),評(píng)估它們提供無(wú)粘性表面的能力。在這個(gè)實(shí)例中,測(cè)試以下油:桐油、亞麻籽油、油菜油、紅花油、核桃油、向日葵油、紫蘇油和罌粟籽油。所有這些油當(dāng)與有機(jī)過(guò)氧化物共混時(shí)提供無(wú)粘性表面。
epdm可以含有從大致5%并且最高達(dá)9%的不飽和度,其可以通過(guò)硫固化進(jìn)行交聯(lián)。然而,硫固化固化體系不能固化飽和的聚乙烯共聚物,像eva或聚(乙烯-α-烯烴)共聚物。表3提供了用于評(píng)價(jià)54%和46%的epdm和聚(乙烯-α-烯烴)共聚物的共混物的通用配制品。
如表4a和4b中示出的,發(fā)現(xiàn)了這些生物基油當(dāng)固化該epdm與聚(乙烯-α-烯烴)的共混物時(shí)提供了無(wú)粘性橡膠表面。還發(fā)現(xiàn)了桐油、核桃油和紫蘇油像交聯(lián)活性助劑起作用。當(dāng)使用這三種油時(shí),獲得了無(wú)粘性熱空氣固化以及與僅僅使用tmptma的對(duì)照物相比顯著更高的固化狀態(tài)(基于mh(dn-m)值)。
在各自情況下,該tmptma活性助劑包含hq(氫醌)+mehq(單甲基醚氫醌)。在本發(fā)明的實(shí)踐中,使用自由基捕集劑是有益的,尤其當(dāng)使用不同的干性油時(shí)。各種氫醌如mtbhq的附加使用被推薦用于長(zhǎng)期(6個(gè)月)存儲(chǔ)該過(guò)氧化物加上桐油以及桐油與交聯(lián)活性助劑(像tmptma(三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)也被稱為sartomersr-350)的共混物。
實(shí)例3
在這個(gè)實(shí)例中,大麻油與有機(jī)過(guò)氧化物(
實(shí)例4
在這個(gè)實(shí)例中,將epdmmb(母料)(其配制品在表1中提供)與有機(jī)過(guò)氧化物(
出乎意料地,基于我們的面紙表面粘性測(cè)試,表6中的這種過(guò)氧化物組合物提供了無(wú)粘性(10等級(jí))固化的橡膠表面。
實(shí)例5
如表7中示出的,按照我們發(fā)明的傳授內(nèi)容,對(duì)
我們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于具有0等級(jí)(因?yàn)橄鹉z表面被薄紙完全覆蓋)的常規(guī)(標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)氧化物對(duì)照物;試驗(yàn)#1)的熱空氣固化性能,表7中的這兩種組合物(試驗(yàn)#2和試驗(yàn)#3)提供了優(yōu)異的熱空氣固化表面(8和9的等級(jí))。
在試驗(yàn)#2和試驗(yàn)#3中示出的這些新穎的配制品對(duì)于目前使用蒸汽高壓釜以幫助減少部分廢料的操作是有用的。此外,這些配制品還提供了進(jìn)行熱空氣通道固化的能力。盡管
實(shí)例6
在表8中,對(duì)于實(shí)例6,呈現(xiàn)了基于本發(fā)明實(shí)踐的兩種成功的過(guò)氧化物配制品,這些過(guò)氧化物配制品在200℃下持續(xù)15分鐘提供了優(yōu)異的(10)至非常良好的(10中8)的熱風(fēng)烘箱表面固化性能。在這些條件下,所有常規(guī)的過(guò)氧化物配制品提供了非常粘的表面(0等級(jí))。
與桐油和mtbhq自由基捕集劑結(jié)合使用的
實(shí)例7
在205℃下的熱風(fēng)烘箱中交聯(lián)eva彈性體
實(shí)例7,表9證明了eva彈性體與二枯基過(guò)氧化物、桐油和mtbhq(單-叔丁基氫醌)的新穎的共混物(與本發(fā)明一致)在205℃下的熱風(fēng)烘箱中持續(xù)15分鐘的成功的交聯(lián),從而產(chǎn)生相對(duì)無(wú)粘性表面(10中7的等級(jí))。