包含至少一種彈性體和至少一種納米填料的納米復(fù)合材料。所述彈性體包含由具有4-7個碳原子的異烯烴和至少一種多烯烴衍生的單元。所述納米填料包含層狀填料和胺改性劑，其中所述納米填料基本上不含任何未締合的胺。通過在與所述彈性體之前在所述納米填料中消除未締合的胺，所述納米復(fù)合材料具有改進(jìn)的可加工性特性，同時保持了所希望的不滲透性特性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及彈性體納米復(fù)合材料，包含所述彈性體組合物的組合物，生產(chǎn)納米復(fù)合材料的方法，和所述納米復(fù)合材料在制品中的應(yīng)用。更具體地，本專利技術(shù)涉及具有改進(jìn)的性能和共混特性的鹵化的C4-C7異烯烴基納米復(fù)合材料。專利技術(shù)背景 含有大部分異丁烯單元的橡膠態(tài)聚合物因為它們的低氣體滲透性、獨特的阻尼性能和低表面能而是公知的；這些性能使得這樣的共聚物在諸如輪胎內(nèi)襯之類的應(yīng)用中是特別希望的。為了在最終應(yīng)用中具有更好的與其它彈性體組分的相容性或共硫化性，至少一種不飽和共聚單體和/或含有反應(yīng)性官能度的共聚單體被引入到所述異丁烯橡膠態(tài)聚合物中。以前已知的共聚單體包括異戊二烯和苯乙烯。所述聚合物可以被部分溴化，以給出更好的相容性。輪胎工業(yè)始終對提高輪胎的阻隔性能感興趣。改善阻隔性能的一種方式是將它們與層狀粘土混合，以形成彈性體納米復(fù)合材料。所述層狀粘土在所述基礎(chǔ)聚合物中可以采取5種不同的狀態(tài)。第一種狀態(tài)是“顆粒分散”，其中所述粘土顆粒尺寸在微米量級，但是均勻地分散在所述基礎(chǔ)聚合物中。術(shù)語聚集體和附聚物已經(jīng)被用于描述這種狀態(tài)。第二種狀態(tài)是“層插的納米復(fù)合材料”，其中聚合物鏈被插入到所述層狀粘土結(jié)構(gòu)中，這以晶體學(xué)規(guī)則的方式發(fā)生，不管聚合物與粘土比如何。層插的納米復(fù)合材料典型地可以含有在有機粘土板之間的數(shù)層聚合物。用橡膠溶脹的納米粘土的溝道(gallery)間隔從約0. 3-0. 7nm的原始態(tài)增加到約2. 0-6. Onm可以被認(rèn)為產(chǎn)生了層插的條件。第三種狀態(tài)是“絮凝的納米復(fù)合材料”。這在概念上與層插的納米復(fù)合材料相同；然而，各個粘土層有時由于所述粘土層的羥基化邊緣與邊緣相互作用而絮凝或聚集。第四種狀態(tài)是“層插-絮凝的納米復(fù)合材料”。在納米復(fù)合材料中的粘土板可以是分開的；然而，可以形成具有在100-500nm范圍內(nèi)的厚度的類晶團(tuán)聚體或附聚物。第五種狀態(tài)是“剝落的納米復(fù)合材料”。在剝落的納米復(fù)合材料中，各個粘土層被分開在連續(xù)的聚合物內(nèi)，平均距離取決于粘土在所述聚合物中的濃度或負(fù)載量。然而，在彈性體納米復(fù)合材料的生產(chǎn)中，疏水聚烯烴彈性體和親水無機粘土間的不相容性可能使得在所述彈性體內(nèi)實現(xiàn)好的粘土分散或剝落非常困難。人們已經(jīng)做了很多努力來改性所述粘土或所述彈性體，以使所述兩種組分更相容。以前已經(jīng)證明，在所述聚合物上的官能度和粘土表面間的更好的相互作用將導(dǎo)致更高的粘土分散和剝落程度。這又將廣生具有提聞的阻隔性能的彈性體納米復(fù)合材料。專利技術(shù)概述本專利技術(shù)涉及對于用在要求不滲透性特征的制品如輪胎內(nèi)襯、輪胎內(nèi)胎、輪胎硫化汽球、軟管、醫(yī)用塞、不滲透性片材和其它類似物品中來說具有改進(jìn)的性能的納米復(fù)合材料。這里公開的是包含至少一種彈性體和至少一種納米填料的納米復(fù)合材料。所述彈性體包含由具有4-7個碳原子的異烯烴和至少一種多烯烴衍生的單元。所述納米填料包含層狀填料和胺改性劑，其中所述納米填料基本上不含任何未締合的胺。通過在與所述彈性體接觸之前消除所述納米填料中的未締合的胺，所述納米復(fù)合材料具有改進(jìn)的可加工性特性，同時保持了所希望的不滲透性特性。在一個公開的方面，所述納米填料胺改性劑是仲胺、叔胺或季胺。如果所述胺改性劑是季胺，它具有如下結(jié)構(gòu)(R1R2R3R4) N+，其中R1選自C1-C8烷基、C2-C8烯烴和C3-C8芳基，其中R2選自C9-C26烷基、C9-C26烯烴和C9-C26芳基，和其中R3和R4相同或不同，并獨立地選自C1-C26烷基、C2-C26烯烴和C3-C26芳基。在一個公開的方面，所述納米填料胺改性劑選自由以下物質(zhì)組成的組二烷基二 氫化牛脂銨，二甲基二氫化牛脂銨，芐基三烷基銨，甲基芐基二烷基銨，甲基芐基二氫化牛脂銨，二甲基芐基氫化牛脂銨，和二芐基二烷基銨。在另一個公開的方面，所述納米復(fù)合材料具有在35-45范圍內(nèi)的在125° C門尼粘度(M^ I’ +8’)，和在所述納米復(fù)合材料在80° C老化14天之后具有不超過20%的門尼粘度增長百分?jǐn)?shù)。在其它公開的方面，所述納米復(fù)合材料可以與輔助彈性體，熱塑性樹脂，和/或選自填料、加工油或樹脂和硫化包的常規(guī)的彈性體配混添加劑共混。還被公開的是制備包含至少一種鹵化的彈性體和至少一種納米填料的納米復(fù)合材料的方法。所述方法包括以下步驟a)提供溶解在溶液中的鹵化的彈性體，所述彈性體包含由具有4-7個碳原子的異烯烴和至少一種多烯烴衍生的單元，和所述溶液其中所述溶液選自由以下物質(zhì)組成的組溶劑，溶劑的混合物，或由水相和不混溶的非水相組成的乳液；b)添加所述納米填料到所述溶液中，所述納米填料包含層狀填料和胺改性劑，其中所述納米填料基本上不含任何未締合的胺；c)使所述溶解的彈性體和所述納米填料接觸足夠的時間，以允許所述納米填料剝落在所述溶解的鹵化的彈性體中和形成納米復(fù)合材料；和d)從所述溶液回收所述納米復(fù)合材料。在所述公開的方法的一個方面中，所述胺改性劑是仲胺、叔胺或季胺。當(dāng)所述改性劑是季胺時，它具有以下結(jié)構(gòu)JR1R2R3R4)N+，其中R1是芐基衍生的單元，其可以被取代或者可以不被取代，其中R2選自C1-C26烷基、C2-C26烯烴和C3-C26芳基，和其中R3和R4相同或不同，并獨立地選自C9-C26烷基、C9-C26烯烴和C9-C26芳基。在所述公開的方法的另一方面中，在添加所述納米填料到所述含共聚物的溶液中之前，將所述納米填料添加到第二溶液中。所述第二溶液選自由以下物質(zhì)組成的組溶劑，溶劑的混合物，或由水相和不混溶的非水相組成的乳液。在所述公開的方法中，在所述溶解的鹵化的彈性體和納米填料接觸的同時，基本上沒有所述彈性體的鹵素被所述溶液中的任何胺化合物親核取代。還被公開的是納米復(fù)合材料，其具有在35-45范圍內(nèi)的125° C門尼粘度故I’+8’)，并且當(dāng)在80° C老化14天時具有不超過20%的門尼粘度增長。所述納米復(fù)合材料可以被進(jìn)一步配混，以形成適合用在輪胎、汽球、軟管、帶和其它增強的彈性體配混物或保持空氣的配混物的彈性體配混物。專利技術(shù)詳述現(xiàn)在將描述本專利技術(shù)的各種具體的實施方案、變例和實施例，包括在本文中采用的、用于理解要求保護(hù)的專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案和定義。盡管已經(jīng)特別地描述了說明性實施方案，可以理解的是，各種其它修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地做出，而不背離本專利技術(shù)的精神和范圍。為了確定侵權(quán)，本“專利技術(shù)”的范圍是指所附權(quán)利要求的任何一項或多項，包括它們的等價物和等價于所提到的那些要素或限制的要素或限制。定義適用于這里描述的專利技術(shù)的定義如下面所描述。橡膠是指符合如下ASTM D1566定義的任何聚合物或聚合物的組合物“能夠從大的變形恢復(fù)，并且可以被或者已經(jīng)被改性至其中它基本上不溶(但是可以溶脹)在沸騰溶劑中的狀態(tài)…的材料”。彈性體是可以與術(shù)語橡膠互換使用的術(shù)語。彈性體組合物是指包含至少一種上面定義的彈性體的任何組合物。按照ASTM D1566定義，硫化的橡膠配混物是指“交聯(lián)的、由彈性體配混的彈性材料，其易于因小的力產(chǎn)生大的變形，能夠在除去所述變形力后快速、有力地恢復(fù)至大致其原始尺寸和形狀”。硫化的彈性體組合物是指已經(jīng)經(jīng)歷硫化過程和/或包含有效量的硫化劑或硫化包或使用有效量的硫化劑或硫化包生產(chǎn)的任何彈性體組合物，并且是可與術(shù)語硫化的橡膠配混物互換使用的術(shù)語。術(shù)語“phr”是本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：翁衛(wèi)青，M·B·羅德格爾斯，J·P·索森，M·W·約翰斯頓，R·N·韋布，
申請(專利權(quán))人：埃克森美孚化學(xué)專利公司，
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國別省市：
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