[發明專利]用于彈性體制品的反應性碳酸鹽

在審

• 申請號: 201880079783.3
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN111742002A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: D.維克斯;K.斯托瓦爾;S.J.樸;V.辛赫
• 申請（專利權）人: 英默里斯美國公司
• 主分類號: C08K3/04
• 分類號: C08K3/04;C08K3/34;C08K7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 童春媛;楊思捷

本公開描述了含有結合到反應性化合物的金屬碳酸鹽的反應性碳酸鹽的制備和用途，其中所述反應性化合物包含由聯結基團連接在一起的礦物結合基團和聚合物反應性基團。這樣的反應性碳酸鹽在制造結合礦物的彈性體材料的方法中及在減少彈性體材料中的空化的方法中可用作試劑。

優先權要求

本PCT國際申請要求2017年10月11日提交的美國臨時申請號62/571,035的優先權權益，其主題通過全文引用并入本文。

技術領域

本申請總體涉及材料技術，更具體而言，涉及能夠賦予聚合物材料某些特性的反應性碳酸鹽的制備和用途。本申請公開了制備結合礦物的彈性體材料的方法，其中金屬碳酸鹽經由包含礦物結合基團和聯結基團的聚合物基質單元結合到聚合物基質。本文公開的反應性碳酸鹽也可含有結合到反應性化合物的金屬碳酸鹽，所述反應性化合物包含礦物結合基團、聚合物反應性基團和聯結基團。這樣的反應性碳酸鹽可用在例如減少彈性體材料中的空化的方法中。

背景技術

天然橡膠膠乳在一個多世紀以來一直被廣泛用作防護性材料。例如，近年來，部分歸因于傳染病如HIV和AIDS的傳播，橡膠乳膠手套的使用已變得廣泛。

礦物如碳酸鈣被廣泛用在彈性體材料中作為填充劑材料，其可改變彈性體制品的性質，并還可減少更昂貴的粘結劑材料的使用。碳酸鈣被廣泛用于天然彈性體制品如手套中，并且在合成橡膠制品如丁腈手套中的使用越來越多。在最重要的填充劑中，碳酸鈣擁有最大的市場量并主要用于塑料領域。

在一些情況下，碳酸鈣和其他礦物會在包括彈性體聚合物在內的聚合材料中產生薄弱點或空化部位，特別是當礦物不良地分散在聚合物基質中時。空化是可在半結晶聚合材料的變形(如拉伸)期間觀察到的現象。在聚合物的變形期間將在非晶相內部形成許多內含物(inclusion)(空隙或空洞)。彈性體制品中由空化形成的不希望有的內含物的存在會導致使用過程中逐漸或甚至災難性的失效。

例如，在由天然或合成橡膠形成的防護性手套中——其中常希望在橡膠基質中包含礦物如碳酸鈣以改善性質如靈巧性——常見的失效模式包括在反復變形點(例如，指尖)處的泄漏或災難性的失效。這些薄弱點常常由空化部位的出現引起，空化部位的出現歸因于填充劑如碳酸鈣的存在，這些填充劑往往抵抗彈性體的變形并可因此導致內含物。

雖然已對礦物進行了表面改性以改善與彈性體材料的相容性，但仍需要更多的改進以增強經受反復拉伸和其他變形過程的彈性體材料的耐久性。

發明內容

需要發現用于改善包含礦物材料的彈性體制品的性質的方法和材料。例如，需要發現能夠減少彈性體制品中的空化，從而改善彈性體制品如防護性橡膠手套的性質和耐久性的方法和材料。

以下公開內容描述了能夠將礦物和其他無機填充劑材料牢固地鍵合到天然或合成彈性體的聚合物基質的反應性礦物的制備和用途。礦物和其他無機填充劑材料的這種牢固鍵合可通過降低彈性體制品中出現薄弱點和空化部位的頻率和嚴重性來改善彈性體材料的性質。

本文描述以使得本領域普通技術人員可進行和使用的本公開實施方案包括以下：

(1) 一些實施方案涉及結合礦物的彈性體材料，其包含：彈性聚合物；包含至少一個連接基團和礦物結合基團的聚合物基質單元；和經由礦物結合基團結合到聚合物基質單元的金屬碳酸鹽內含物，其中所述彈性聚合物經由聯結基團共價結合到聚合物基質單元；

(2) 一些實施方案涉及制備彈性體組合物的方法，所述方法包括在反應性碳酸鹽和任選地偶聯劑的存在下使單體混合物、預聚物或兩者反應以獲得結合礦物的彈性體組合物，其中：所述反應性碳酸鹽包含結合到反應性化合物的金屬碳酸鹽，所述反應性化合物包含由聯結基團連接在一起的礦物結合基團和聚合物反應性基團；且所述結合礦物的彈性體組合物包含聚合物基質，所述金屬碳酸鹽經由礦物結合基團結合到所述聚合物基質；