[發(fā)明專利]可固化橡膠組合物和橡膠組合物固化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410053142.4
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN103819772A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托馬斯·W·威爾遜三世
• 申請（專利權(quán)）人: 耐克國際有限公司
• 主分類號: C08L21/00
• 分類號: C08L21/00;C08L33/02;C08L23/08;C08L9/00;C08L9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;彭鯤鵬

本申請是申請日為2009年12月7日、申請?zhí)枮?00980154449.0、發(fā)明名稱為“鋅離聚物橡膠活化劑”(PCT/US2009/066918，進(jìn)入國家階段日期2011年7月12日)之申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固化的模塑橡膠制品。

背景技術(shù)

合成和天然橡膠具有多種獨(dú)特和有用的物理性質(zhì)。在未固化或天然狀態(tài)下，這種材料通常表現(xiàn)出并非是日?；蚬I(yè)應(yīng)用中最佳的性質(zhì)。因此，橡膠組合物經(jīng)常與諸如含硫或含過氧化物的交聯(lián)劑反應(yīng)以固化橡膠從而制造具有可接受性質(zhì)的工業(yè)制品。通常，在模塑操作過程中對橡膠組合物施加熱以生產(chǎn)具有所需物理性質(zhì)的模塑制品。

出于多種理由，經(jīng)常期望提高這種模塑操作過程中的固化速率。如果固化速率可得以提高，則可縮短制品的模塑時間或者制品可在較低溫度下模塑相同的時間。在任一情況下，如果固化速率提高，則工藝過程通常具有更高的成本效率。多年以來，已經(jīng)開發(fā)了多種可以加入橡膠組合物中通常用于提高固化速率的添加劑。這樣的添加劑的例子包括眾所周知的亞磺酰胺促進(jìn)劑。利用已知的促進(jìn)劑，橡膠組合物可以配制成具有寬范圍的固化速率。通常，期望提供具有甚至更高固化速率的橡膠組合物以實(shí)現(xiàn)上述益處。

氧化鋅(ZnO)以及其它二價金屬氧化物例如CaO和MgO通稱為活化劑，用于含促進(jìn)劑尤其是含硫的橡膠混配物的固化。更準(zhǔn)確的說，一分子的陽離子組分(例如ZnO)與兩分子的脂肪酸例如硬脂酸(C₁₇H₃₅COOH)結(jié)合形成諸如硬脂酸鋅(Zn(C₁₇H₃₅COO)₂)的鹽或皂和水。所述皂(例如硬脂酸鋅)被認(rèn)為是固化活化劑。

在混合和/或固化過程中，ZnO(或其它陽離子組分)與脂肪酸反應(yīng)形成皂，其使硫固化活化。在實(shí)際應(yīng)用中，在橡膠混配物中使用相對于脂肪酸化學(xué)計(jì)量過量的陽離子組分以獲得充分活化。

在固化橡膠中過量的陽離子組分如ZnO趨于削弱固化橡膠的物理性質(zhì)。此外，鋅趨于隨時間從固化橡膠中析出，這會導(dǎo)致污染問題。

為此，期望提供用于固化具有低鋅含量的橡膠的方法和組合物，而且這種方法和組合物還具有可接受的固化動力學(xué)和所得固化制品的物理性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本節(jié)提供公開內(nèi)容的一般性總結(jié)，其不是本發(fā)明的全部范圍或所有特征的全面公開。

部分基于用于硫固化的鋅活化劑組合物的發(fā)現(xiàn)提供了可固化橡膠組合物和由該組合物制成的固化制品。通常，活化劑組合物包含鋅和具有多個COOH基團(tuán)的聚合物組分，至少部分COOH基團(tuán)被鋅中和。雖然本發(fā)明不受限于理論，但是據(jù)信聚合物鋅活化劑通過類似于本領(lǐng)域已知的經(jīng)典硬脂酸鋅活化劑的機(jī)理活化硫固化?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的聚合物鋅活化劑時，通過硫交聯(lián)體系的橡膠固化可利用遠(yuǎn)低于常規(guī)硬脂酸鋅體系中所用的總鋅濃度來活化，特別是含有表面上具有活潑氫的任意填料(例如在二氧化硅填料表面上的-Si-OH)的那些。

一方面，可固化組合物包含含有鋅中和的羧基基團(tuán)的聚合物活化劑。本發(fā)明還提供用于固化橡膠混配物的方法和由所述方法制成的固化制品。在其它方面，可固化組合物包含諸如氧化鋅的鋅源以及含有多個COOH基團(tuán)的羧基聚合物。本發(fā)明提供單獨(dú)混合鋅和羧基聚合物以形成良好活化的可固化橡膠組合物的方法。據(jù)信，當(dāng)單獨(dú)提供鋅和羧酸聚合物并以此方式預(yù)混合時，原位形成活化成分如部分鋅中和的羧基聚合物。一旦通過直接向含有可固化橡膠的組合物中添加或原位形成而形成活化體系之后，對橡膠組合物進(jìn)行進(jìn)一步的混合并施加固化條件。

利用本文所述的鋅活化體系可制造多種橡膠制品。固化的制品可含有各種填料例如二氧化硅和碳黑。本發(fā)明的二氧化硅填充的橡膠具有例如作為鞋用橡膠鞋底的用途，而填充碳黑的組合物可用于輪胎。

根據(jù)本文所提供的說明，其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。本發(fā)明內(nèi)容的說明和具體實(shí)例僅旨在說明的目的，而非限制本公開內(nèi)容的范圍。

附圖說明

圖1和2示出本發(fā)明組合物的固化參數(shù)。

具體實(shí)施方式