CN113227220A - 包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物 - Google Patents

包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN113227220A
CN113227220A CN201980085846.0A CN201980085846A CN113227220A CN 113227220 A CN113227220 A CN 113227220A CN 201980085846 A CN201980085846 A CN 201980085846A CN 113227220 A CN113227220 A CN 113227220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
stannous chloride
tpv
thermoplastic
carrier compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980085846.0A
Other languages
English (en)
Inventor
P·巴达尼
R·特里帕蒂
O·O·常
C·E·赫贝克
R·小沃恩
K·B·卡布雷拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Celanese International Corp
Santoprene Production Pensacola LLC
Original Assignee
ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ExxonMobil Chemical Patents Inc filed Critical ExxonMobil Chemical Patents Inc
Publication of CN113227220A publication Critical patent/CN113227220A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/223Packed additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16Halogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/346Clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/01Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10Encapsulated ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/16Ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/16Ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

用于在热塑性硫化橡胶的生产中使用的包含包封的氯化亚锡的母料组合物,和与其相关的方法。例如,本公开内容提供包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的组合物,所述载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体。

Description

包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物
优先权
本申请要求2018年11月14日提交的临时申请号62/767,173的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
领域
本公开内容涉及用于在热塑性硫化橡胶的生产中使用的包含包封的氯化亚锡的母料,和与其相关的方法。
背景
热塑性弹性体(或TPE)是既为弹性体的又为热塑性的材料,其还区别于热固性橡胶(其是弹性体的但是由于橡胶的交联或硫化而不是热塑性的),并且区别于一般的热塑性塑料(其通常为刚性且硬的但不是弹性体的)。
热塑性硫化橡胶(TPV)是一类TPE,其中交联的橡胶在刚性热塑性相内形成分散的颗粒状弹性体相,使得实现了TPE性质。通过动态硫化来常规地制备TPV组合物。动态硫化是这样的方法,其中在强烈剪切和混合条件下,在具有至少一种非硫化热塑性聚合物组分的共混物内,在处于或高于该热塑性聚合物组分的熔点时,交联或硫化橡胶组分。通常,所述橡胶组分形成均匀分散在整个热塑性材料中的交联的弹性体颗粒。动态硫化的热塑性弹性体因此具有热塑性性质和弹性性质两者的组合,并且常规塑料加工设备可将TPV组合物挤出、注射、或以其他方式模塑,并由此压制并成型为单独的或以与其他材料的复合材料结构的可用的产品。即,TPV组合物具有常规弹性体的弹性和热塑性塑料的加工性,其使得TPV对于许多应用例如在油气、汽车、工业和消费者细分市场中有吸引力。
可以将各种添加剂添加至TPV组合物从而向其赋予某些期望的性质,例如固化加速、拉伸强度、耐磨损性、耐热性等。一种这样的添加剂是氯化亚锡(还称为锡(II)氯化物(SnCl2)),其可以并入TPV组合物作为固化促进剂和/或引发剂(即促进和/或引发固化剂例如酚类树脂的固化)。然而,氯化亚锡是已知的有害材料,其会损害制造环境中的工业卫生。纯的氯化亚锡已知为腐蚀性的和刺激性的,并与吸入毒性、皮肤致敏、生殖细胞诱变性、生殖毒性和水生毒性相关的疾病有关。因此,氯化亚锡(通常处于粉末形式)在TPV制造过程中非常难以处理,必须将其计量成小且精确控制的量,这例如对可商购材料传递和进料计量工艺提出了严峻的挑战。另外,纯的无水氯化亚锡特别吸水,并且它的熔点随着它吸收水和形成二水合物可从约247℃降低至约37℃。室温下,纯的无水氯化亚锡处于粉末形式,并因此提供大的表面积用于水吸收和聚集体形成,这进一步损害它的传递和计量。
从例如英国专利号2455981B已知的是可以通过在不溶的热塑性聚合物例如聚丙烯、聚乙烯或聚(甲基)丙烯酸中挤出来包封氯化亚锡。报道了产生的包封物提供了安全且易于运输的和易于储存的氯化亚锡形式,其可用于各种工业用途,包括包含天然橡胶的聚合物混合物的交联。
类似地,国际专利公开号WO2015/008053A1公开了热塑性聚合物中携带的氯化亚锡,其中氯化亚锡处于氯化亚锡的颗粒状形式,包含涂覆有包含氧化亚锡的层的氯化亚锡颗粒芯。该组合物被报道为可用于天然和合成橡胶的制备,特别是当在共挤出工艺中使用时。
另外,美国公开号2013/0041090A1公开了生产热塑性弹性体组合物的方法,该方法涉及在烷基酚树脂(C)和金属卤化物(D)的存在下使基于乙烯-α-烯烃的共聚物橡胶(A)和基于聚烯烃的树脂(B)在熔融捏合装置内经受动态热处理,其中金属卤化物(D)是粉末,并且将金属卤化物(D)的粉末和具有0.1μm至3mm的体积平均颗粒直径的颗粒的混合物连续送入熔融捏合装置。
尽管有这些提议,但迄今为止似乎没有公开或暗示氯化亚锡粉末的母料,所述氯化亚锡粉末包封在低分子量化合物中,所述低分子量化合物在TPV的生产中使用的加工和储存温度下保持固体,并且这提高纯的氯化亚锡的处理和加工性而不损害TPV的物理特性。
实施方案概述
本公开内容涉及用于在热塑性硫化橡胶的生产中使用的包含包封的氯化亚锡的母料,和与其相关的方法。
在一个或多个方面,本公开内容提供包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的组合物。载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体并选自以下:低聚物、天然的蜡、油脂化学品(oleochemical)、水溶性聚合物、非热塑性聚合物和它们的任何组合。
在一个或多个方面,本公开内容提供生产组合物的方法,所述组合物包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末,所述载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体并选自以下:低聚物、天然的蜡、油脂化学品、水溶性聚合物、非热塑性聚合物和它们的任何组合。方法包括供应氯化亚锡粉末和载体化合物至混合器;在混合器中在高于载体化合物的熔点的温度下配混氯化亚锡粉末和载体化合物以形成熔融混合物;和冷却熔融混合物以形成组合物。
在一个或多个方面,本公开内容提供生产热塑性硫化橡胶(TPV)的方法,包括供应包含橡胶组分、热塑性组分、固化剂和所述组合物的组分至混合器。组合物包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末,所述载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体并选自以下:低聚物、天然的蜡、油脂化学品、水溶性聚合物、非热塑性聚合物和它们的任何组合。在高于热塑性组分的熔点的温度下混合所述组分从而熔融热塑性组分和至少部分交联橡胶组分从而生产包含分散在热塑性组分的基体中的橡胶组分的颗粒的多相产物。
详述
本公开内容涉及用于在热塑性硫化橡胶的生产中使用的包含包封的氯化亚锡的母料,和与其相关的方法。
本文描述了在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的母料,生产这样的母料的方法,和产生的母料在热塑性硫化橡胶(TPV)的生产中的用途。通常将氯化亚锡以相对小的量添加至TPV组合物作为路易斯酸、固化促进剂和/或固化引发剂。然而,纯的氯化亚锡在TPV的处理和制造过程中存在许多危险。本公开内容的包封的组合物具有各种优势,包括健康风险减小,例如使皮肤灼伤、眼损伤、呼吸刺激、生殖诱变性等的可能性最小化,和它们的任何组合。另外,与单独进料纯的氯化亚锡粉末组分至最终热塑性硫化橡胶组合物相比,使用本文描述的母料可以实现更精确的计量,与纯的氯化亚锡相比增强的储存和运输性等,以及它们的组合。此外,动态硫化工艺受益于低至无粉尘的原料,其通过最小化粉尘飞散损失而改进计量准确性,并且可能降低管理和粉尘收集成本。
本文包括和提出了包含本文公开内容的实施方案的一种或多种说明性实施方案。为了清楚起见,在本申请中没有必要描述或显示物理实现的所有特征。应理解在并入本公开内容的实施方案的物理实施方案的开发中,为了实现开发者的目标,必须做出许多实现特定的决定,例如遵守与***相关的、商业相关的、政府相关的以及其他约束,其随实现不时变化。虽然开发者的努力可能是耗时的,但是这样的努力对于受益于本公开内容的本领域的普通技术人员来说是常规任务。
除非另外指出,否则在本说明书和相关权利要求书中使用的表示成分的量、性质例如物理性质、反应条件等的所有数值应被理解为在所有情况下通过术语“约”修饰。因此,除非指出相反情况,否则以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值,其可以取决于由本公开内容的实施方案寻求获得的所需性质而改变。至少,且不作为限制等同原则应用于权利要求范围的尝试,每个数值参数至少应该根据所报告的有效数字的数值和通过应用普通四舍五入技术来解释。
当本文列出数值下限和数值上限时,涵盖了无论是否明确列出的从任何下限至任何上限的范围。
虽然在“包含”各种组分或步骤方面本文描述了组合物和方法,但是所述组合物和方法还可“基本上由各种组分和步骤组成”或“由各种组分和步骤组成”。
对于容许这样的并入的所有辖区,本文引用的所有优先权文件、专利、出版物、以及专利申请、测试程序(例如ASTM方法)和其他文件通过引用完全并入,只要这样的公开内容不与本公开内容不一致。
以下限定了本文所用的各种术语。如果以下未限定权利要求中使用的术语,应赋予该术语相关领域技术人员赋予该术语的最宽泛的定义,如在一个或多个印刷出版物或公布专利中所反映的。
如本文所用的,术语“母料”及其语法变体是指添加剂的浓缩混合物,在这种情况下至少是氯化亚锡粉末,其在加热过程中被包封在载体化合物中,如根据本公开内容的实施方案描述的。可以将母料冷却和造粒或以其他方式例如切割或粉碎为较小的颗粒。
如本文所用的,术语“包封的”及其语法变体是指至少部分涂覆物质(例如氯化亚锡粉末和它的附聚体)的表面。术语“包封的”不需要100%涂覆,但包括100%涂覆。通常,以大于约50%直至100%的量(包括它们之间的任何值和子集)涂覆本文实施方案中描述的包封的氯化亚锡(用载体化合物)和产生的母料组合物(自由流动的)颗粒(例如粒料、丸粒、薄片、锭剂(pastilles)等)。
如本文所用的,术语“氯化亚锡”及其语法变体是指二水化的(还被称作二水合的)和无水的SnCl2(锡(II)氯化物)粉末。在一些实施方案中,无水氯化亚锡优选用于包封和使用在本公开内容的TPV组合物中,因为无水氯化亚锡的熔点相对较高(即约247℃)。然而,按照本公开内容的实施方案可以使用无水和/或二水化氯化亚锡中任一种或两者组合。按照本公开内容的实施方案可以使用任何制造的或以其他方式可商购得到来源的氯化亚锡。
如本文所用的,术语“载体化合物”及其语法变体是指在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下至少是固体并能够至少部分包封氯化亚锡的化合物。例如,在一些情况下,载体化合物可以在15.5℃至26.7℃(例如室温)范围内的温度下为固体,但是也可以在这样的范围外的温度下(例如15.5℃至260℃的温度下)是固体。载体化合物可以是任何这样的化合物类型,其满足前述要求并且与TPV的组分和TPV的形成(即TPV组分化学和动态硫化工艺,或氯化亚锡充当固化促进剂和/或引发剂的能力)相容,不会不利地影响产生的TPV的物理性质,并且不会引起其中包封的氯化亚锡的相分离(例如由极性或比重的差异所致)。
在一些情况下,载体化合物具有小于2000克/摩尔(g/mol)的重均分子量并且在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,载体化合物在15.5℃至240℃、或15.5℃至200℃、或15.5℃至180℃、或15.5℃至150℃、或15.5℃至100℃、或15.5℃至80℃范围内的温度下是固体,包括它们之间的任何值和子集。例如,载体化合物在直至其加工温度(例如熔融温度)的温度下,或在一些情况下在室温或运输和储存温度(例如约15.5℃至26.7℃)下是固体。本文描述的载体化合物具有小于2000g/mol,例如在小于2000g/mol至100g/mol的范围内的重均分子量,包括它们之间的任何值和子集,例如1500g/mol-100g/mol、或1000g/mol至100g/mol、或1000g/mol至400g/mol等。
在供选择的或组合实施方案中,载体化合物可以包括但不限于低聚物(而不是之前使用的聚合物包封剂,如下文描述)、天然的蜡(例如蜂蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、向日葵蜡、浆果蜡、蜡果杨梅果蜡、月桂蜡等)、油脂化学品(例如饱和的油、酯、它们的衍生物等)等,以及它们的任何组合。在一些实施方案中,这些载体化合物可以是水溶性的或非水溶性的。
此外,在一些实施方案中,可以将水溶性聚合物(例如具有聚合物而不是低聚物的分子量特性的那些)用作载体化合物。这样的水溶性聚合物,同时具有较高的分子量(例如大于约2000g/mol)在15.5℃至260℃范围内的温度下保持固体。作为载体化合物使用的这样的水溶性聚合物的实例可以包括但不限于聚乙烯醇。在不背离本公开内容的范围的情况下,可以另外使用其他非热塑性聚合物。
如上所述,之前公开了用于包封氯化亚锡的非溶性的热塑性聚合物载体。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)金皮书将聚合物定义为“由大分子组成的物质”,并且IUPAC金皮书将大分子定义为“具有高相对分子质量的分子,其结构基本上包含实际上或概念上由具有低相对分子质量的分子衍生的单元的多个重复”。(国际纯粹与应用化学联合会,化学术语总目录,金皮书,2.3.3版)。这些聚合物具有范围从几千至高达几百万gm/mol的分子量。大分子聚合物的聚合度(即大分子或低聚物分子中单体单元数)在原则上是无限制且无限的,并在实践中至少非常高,例如包括明显大于100。
因此,本公开内容中描述的载体化合物具有与聚合物相比大幅降低的分子量。在一些情况下,这些载体化合物是包含低聚物分子的低聚物,由IUPAC金皮书定义为“具有中等相对分子质量的分子(一个或多个),其结构基本上包含实际上或概念上由相对分子质量衍生的少量的多个单元”。(国际纯粹与应用化学联合会,化学术语总目录,金皮书,2.3.3版)。这些低聚物按照定义具有与聚合物相比相对更低的分子质量(或分子量)。虽然低聚物可以在分子量方面变动,但是作为本公开内容的载体化合物使用的低聚物具有小于900g/mol的重均分子量,例如在100g/mol至900g/mol的范围内,或在200g/mol至900g/mol的范围内,包括它们之间的任何值和子集。
此外,低聚物的聚合度明显小于聚合物的聚合度并且与聚合物的非常大的范围(理论上没有上限)相比更明确。用于在本公开内容的实施方案中作为载体化合物使用的低聚物的聚合度在2至100的范围内,包括它们之间的任何值和子集,例如小于100、或例如小于50。这个明确的聚合度转而有助于低聚物的更明确的物理性质,例如在高温TPV配混过程中较低的粘度和相关的操作容易性,以及较大的包封效率(即包封较大表面积的能力)。即,在本文描述的实施方案中使用低聚物作为载体化合物可以特别有利,因为这样的低聚物可以在TPV组合物过程中赋予减小的粘性;这种减小的粘性使TPV组合物的处理和形成容易。此外,使用低聚物载体化合物可降低成本,因为包封较大数量的氯化亚锡可以需要较小量的低聚物载体化合物,从而进一步允许具有包封的氯化亚锡的更浓缩的母料。
本公开内容的载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下处于固相(即是不流动的),包括它们之间的任何值和子集(例如具有≥260℃(≥500°F)的熔融温度)。因此,至少在本公开内容的包封的氯化亚锡的通常操作和储存过程中,例如用于TPV组合物的制造之前,载体化合物保持固态形式。这种固态形式防止氯化亚锡与载体化合物的相分离,由此维持从包封得到的健康和安全以及制造优势。应领会在不背离本公开内容的范围的情况下,在小于15.5℃或大于260℃的温度下处于固相的化合物可以额外被用作载体化合物,条件是它们在所述范围保持固态。例如,在一些情况下,载体化合物可以在较宽或较窄的范围内处于固态。在某些实施方案中,本公开内容的载体化合物在15.5℃至240℃、或15.5℃至200℃、或15.5℃至180℃、或15.5℃至150℃、或15.5℃至100℃、或15.5℃至80℃的范围内处于固态,包括它们之间的任何值和子集。
在一些实施方案中,低聚物可以是无定形的、玻璃状、低分子量(即小于900g/mol)的烃低聚物。例如,这样的低聚物可以是脂环族烃树脂,其可以是芳族改性的或可以不是芳族改性的。这些低聚物可以具有小于900g/mol,例如在250g/mol至900g/mol的范围内,或例如在500g/mol至900g/mol的范围内的分子量,包括它们之间的任何值和子集。这些低聚物的聚合度可以小于100、或小于50、或小于25、或小于20、或小于15、或在2至10、或2至50、或2至25、或2至20、或2至15的范围内,包括它们之间的任何值和子集。另外,这样的低聚物在15.5℃至260℃的范围内是固体。这样合适的可商购得到的低聚物的实例可以包括但不限于ESCOREZTM增粘树脂(ExxonMobil Chemical Company,德克萨斯州休斯敦),例如ESCOREZTM5300系列、5400系列和5600系列。
术语“热塑性硫化橡胶”及其语法变体,包括“热塑性硫化橡胶组合物”“热塑性硫化橡胶材料”或“TPV”等,被宽泛限定为包括分散的、至少部分硫化的橡胶组分和热塑性组分(例如聚烯烃热塑性树脂)的任何材料。TPV材料还可包括其他成分、其他添加剂或它们的组合。可商购得到的TPV材料的实例包括SANTOPRENETM热塑性硫化橡胶(ExxonMobilChemical Company,德克萨斯州休斯敦)。
术语“硫化橡胶”及其语法变体是指包括某种已经硫化的组分(例如橡胶)的组合物。术语“硫化的”及其语法变体在本文中以其最广泛的意义被定义(如在任何公布专利、印刷出版物、或词典中所反映的),并且通常是指在全部或部分的组合物(例如可交联的橡胶)已经经受了一定程度或量的硫化之后该组合物的状态。因此,所述术语包括部分硫化和完全硫化两者。优选的硫化类型为以下讨论的“动态硫化”,其也产生“硫化橡胶”。此外,在至少一种具体的实施方案中,术语“硫化的”是指高于非实质的硫化(例如固化(或交联)),其导致相关性质可测量的改变(例如按照任何ASTM-1238程序,组合物熔体流动指数(MFI)的10%或更多的改变)。在至少一个或多个上下文中,术语硫化包括在动态硫化中可使用的任何形式的固化(或交联),热和化学的两者。
术语“动态硫化”及其语法变体是指在剪切条件下在足以塑化混合物的温度下,与热塑性组分共混的可固化橡胶组分的硫化或固化。在至少一种实施方案中,橡胶组分同时交联和作为微米级颗粒分散在热塑性组分内。取决于固化的程度,橡胶组分与热塑性组分的比、橡胶组分和热塑性组分的相容性、捏合机类型和混合的强度(剪切速率)、其他形态(例如塑料基体中的共连续橡胶相)是可能的。
关于橡胶组分,术语“部分硫化的”或“部分交联的”及其语法变体(例如“至少部分硫化的”或“至少部分交联的”)是在硫化(优选动态硫化(例如热塑性硫化橡胶的橡胶相的交联))之后,其中大于5重量百分比(重量%)的橡胶组分(例如可交联的橡胶组分)在沸腾的二甲苯中可提取的一种橡胶组分。例如,至少5重量%且小于20重量%或30重量%或50重量%的橡胶组分可以是在沸腾的二甲苯中从热塑性硫化橡胶的试样中可提取的,包括它们之间的任何值和子集。可通过在美国专利号4,311,628中提出的技术测定可提取的橡胶组分的百分数,该专利通过引用完全并入本文。
本文所述热塑性硫化橡胶的橡胶组分可以是被本领域技术人员认为是“橡胶”的任何材料,优选可交联橡胶组分(例如硫化之前)或交联的橡胶组分(例如硫化之后)。例如,橡胶组分可以是任何含有烯烃的橡胶,包括但不限于乙烯-丙烯共聚物(EPM),包括特别饱和的化合物,其可使用自由基生成剂例如有机过氧化物来硫化(如美国专利号5,177,147中所述)。其他橡胶组分可以包括但不限于乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶或EPDM型橡胶,例如EPDM型橡胶可为衍生自至少两种具有2-10个碳原子、优选2-4个碳原子的不同单烯烃单体和至少一种具有5-20个碳原子的多不饱和烯烃的聚合的三元共聚物,包括它们之间的任何值和子集。合适的橡胶组分的另外的实例在下文描述。
橡胶组分还可以是丁基橡胶。术语“丁基橡胶”及其语法变体包括这样的聚合物,其主要包括来自异丁烯的重复单元但还包括少量提供交联位点的单体的重复单元。提供交联位点的单体可以包括但不限于多不饱和单体,例如共轭二烯或二乙烯基苯。在一种或多种实施方案中,丁基橡胶聚合物可以被卤化从而进一步增强交联反应性,其在本文称作“卤化丁基橡胶”。
另外,橡胶组分可以是具有4-8个碳原子的共轭二烯的均聚物和具有至少50重量%的来自至少一种具有4-8个碳原子的共轭二烯的重复单元的橡胶共聚物,包括它们之间的任何值和子集。
橡胶组分还可以是合成橡胶,取决于共聚单体,其可为非极性的或极性的。合成橡胶的实例包括但不限于合成聚异戊二烯、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶等。还可使用胺-官能化的、羧基-官能化的或环氧基-官能化的合成橡胶,实例包括但不限于马来化的EPDM。
合适的优选的橡胶组分包括但不限于乙烯-丙烯橡胶;乙烯-丙烯-二烯橡胶;天然橡胶;丁基橡胶;卤化丁基橡胶;对烷基苯乙烯和至少一种具有4-7个碳原子的异单烯烃的卤化橡胶共聚物;异丁烯和二乙烯基-苯的共聚物;具有4-8个碳原子的共轭二烯的橡胶均聚物;橡胶共聚物,其具有至少50重量%的来自至少一种具有4-8个碳原子的共轭二烯的重复单元和具有8-12个碳原子的乙烯基芳族单体、或丙烯腈单体、或具有3-8个碳原子的烷基取代的丙烯腈单体、或不饱和羧酸单体、或二羧酸的不饱和酸酐;或它们的任何组合。
在一种或多种实施方案中,橡胶组分以本公开内容的总的橡胶组分和热塑性组分的总重量的约5重量%-约85重量%的量存在,包括它们之间的任何值和子集。在一种或多种实施方案中,橡胶组分以橡胶组分和热塑性组分的总重量的小于70重量%或小于50重量%的量存在。
如本文所用,本公开内容的热塑性硫化橡胶的“热塑性组分”及其语法变体是指不是“橡胶”且是被本领域技术人员认为本质上是热塑性的聚合物或聚合物共混物(例如当暴露至热时软化并且当冷却至室温时返回其原始状态的聚合物)的任何材料。术语“热塑性组分”包括任何类型的固化(可逆的或不可逆的),并因此包括如本文使用的热固性塑料。热塑性组分可以包含一种或多种聚烯烃,包括聚烯烃均聚物和聚烯烃共聚物。在一种或多种实施方案中,聚烯烃热塑性组分包含以下中的至少一种:i)由具有2-7个碳原子的烯烃单体制备的聚合物和/或ii)由具有2-7个碳原子的烯烃单体与(甲基)丙烯酸酯或乙酸乙烯酯制备的共聚物。说明性聚烯烃可由单-烯烃单体制备,该单烯烃单体包括但不限于乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯、它们的混合物和它们与(甲基)丙烯酸酯和/或乙酸乙烯酯的共聚物。在一种或多种优选的实施方案中,聚烯烃热塑性组分包含聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物和它们的任何组合。优选地,热塑性组分是未硫化或未交联的。
在一种或多种实施方案中,热塑性组分含有聚丙烯。如本文所用,术语“聚丙烯”及其语法变体宽泛地是指被本领域技术人员认为是“聚丙烯”(如在至少一个专利或出版物中所反映的)的任何聚合物并且包括但不限于丙烯的均聚、抗冲和无规聚合物。在一种或多种实施方案中,热塑性组分是或者包括全同立构聚丙烯。优选地,热塑性组分含有一种或多种结晶丙烯均聚物或丙烯的共聚物,其具有通过差示扫描量热法(DSC)测量的大于105℃的熔融温度。优选的丙烯的共聚物包括但不限于丙烯的三元共聚物、丙烯的抗冲共聚物、无规聚丙烯共聚物和它们的任何组合。优选的共聚单体具有2个碳原子、或4-12个碳原子。优选地,该共聚单体是乙烯。在美国专利号6,342,565中描述了这样的热塑性组分及其制备方法,该专利通过引用完全并入本文。
在一种或多种实施方案中,热塑性组分以基于总的橡胶组分和热塑性组分的总重量的约15重量%-约95重量%的量存在,包括它们之间的任何值和子集。在一种或多种实施方案中,热塑性组分以基于橡胶组分和热塑性树脂组分的总重量的大于30重量%或大于50重量%的量存在。在一种或多种实施方案中,根据本发明的TPV泡沫组合物中热塑性组分的量为基于该组合物的总重量的至少大于约80重量%、或约85重量%、或约90重量%、或约95重量%,包括它们之间的任何值和子集。
如本文所用并且除非另有说明,术语“共聚物”及其语法变体是指来源于两种或更多种单体的聚合物(例如三元共聚物、四元共聚物等)。
使用一种或多种固化剂来硫化(例如固化(或交联))本公开内容包含包封在载体聚合物中的氯化亚锡的母料组合物的TPV。如本文所用的,术语“固化剂”及其语法变体是指用于引起弹性体或弹性体组合物固化的化合物。术语“固化剂(curing agent)”可以与术语“交联剂”、“固化剂(curative)”和“硫化剂”互换使用。如本文所用的,术语“固化”及其语法变体是指用于实现TPV(例如橡胶组分)的聚合物链的交联的交联反应和方法(一种或多种)。
固化剂的实例可以包括但不限于硫、金属氧化物、金属羧酸盐、有机金属化合物、自由基引发剂(inducer)、酚类化合物等,和它们的任何组合。
在一些实施方案中,固化剂是至少第2-14族金属氧化物或金属配体络合物,其中至少一个配体能够经历与引发剂化合物的取代反应。在一些实施方案中,至少一种固化剂是金属氧化物,其包括但不限于氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化铝(I)、氧化铬、氧化铁(II)、氧化铁(III)、氧化镍(II)、熟石灰、碱性碳酸盐、氢氧化物和它们的任何组合。在某些实施方案中,选择用于在本公开内容的弹性体组合物中使用的基于金属的固化剂可以包括氧化锌。这些金属氧化物可结合本文描述的任何其他固化剂(一种或多种),例如与酚类固化剂组合使用。
单独地或结合本文描述的固化剂中任一种或多种,用于在本公开内容的TPV组合物中使用的另外合适的固化剂包括酚类化合物。可以用作固化剂的酚类化合物的合适的实例包括但不限于辛基苯基树脂、烷基酚二硫化物、基于三聚氰胺的苯基树脂和它们的任何组合。在某些实施方案中,选择用于在本公开内容的TPV组合物中使用的酚类化合物是辛基苯酚甲醛树脂和/或烷基酚二硫化物。在一些情况下,酚类化合物可以额外赋予TPV组合物抗氧化品质,这可以有利地保护其一种或多种组分免于降解。例如,烷基酚二硫化物可以充当固化剂和抗氧化剂。
在一些实施方案中,固化剂(一种或多种)以TPV组合物的约0.3重量%-约7重量%的量存在于TPV组合物中,包括它们之间的任何值和子集,例如TPV组合物的约0.3重量%-约5重量%、或约0.3重量%至约4重量%,包括它们之间的任何值和子集。
在一种或多种实施方案中,可以将添加剂添加至热塑性硫化橡胶中。术语“添加剂”及其语法变体包括除了橡胶组分、热塑性组分和包封的氯化亚锡组分之外的本公开内容的热塑性硫化橡胶的任何组分。合适的添加剂的实例包括但不限于油(例如加工油、增量油等)、固化剂、固化促进剂、颗粒填料、热塑性改性剂(例如弹性体,例如VISTAMAXXTM聚合物(ExxonMobil Chemical,德克萨斯州休斯敦)、润滑剂、抗氧化剂、抗粘连剂、稳定剂、抗降解剂、抗静电剂、蜡类、发泡剂、颜料、加工助剂、粘合剂、增粘剂、增塑剂、蜡、不连续纤维(例如木纤维素纤维)等,以及它们的任何组合。
如以上提供的,本公开内容提供在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的母料,生产这样的母料的方法,和产生的母料在热塑性硫化橡胶(TPV)的生产中的用途。
更具体地,本公开内容的实施方案提供包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的母料组合物,如以上描述,载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体。
母料组合物(即包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的组合物)中存在的氯化亚锡的量可以改变为目标动态硫化工艺中需要的量。在一些实施方案中,本文描述的母料组合物中存在的氯化亚锡的量在以母料组合物的总重量(即母料组合物(包括任何添加剂)的总组成)计约0.5%-约99.5%的范围内,包括它们之间的任何值和子集,例如在以母料组合物的总重量计约5%-约80%、或约7.5%-约80%、或约10%-约90%、或约50%-约75%、或约40%-约50%的范围内。
母料组合物(即包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末的组合物)中存在的载体化合物的量可以改变为目标动态硫化工艺中需要的量,并且取决于包括的氯化亚锡以及可以包括的任何额外成分例如填料的量。在一些实施方案中,本文描述的母料组合物中存在的载体化合物的量在以母料组合物的总重量计约0.5%-约99.5%的范围内,包括它们之间的任何值和子集,例如在以母料组合物的总重量计约10%-约80%、或约20%-约60%、或约30%-约40%、或约40%-约50%的范围内。
在一些实施方案中,载体化合物还可以包含一种或多种添加剂(即除了载体化合物和氯化亚锡之外),例如关于TPV组合物讨论的那些。可以包括添加剂(一种或多种)的选择以促进那些添加剂添加至TPV制造工艺中和/或制备较简单的母料溶液和/或赋予载体流体和产生的包封氯化亚锡组合物某些期望的品质,例如稀释载体化合物以增强包封,向载体化合物提供拉伸强度等,和它们的任何组合。这样的添加剂的选择不应引起在载体化合物内包封的氯化亚锡的相分离(例如由极性或比重的差异所致)。例如,发现了使用某些加工油和其他粘性流体作为包封氯化亚锡的载体化合物导致由显著的比重差异所致的在氯化亚锡和载体化合物之间的被迫相分离。如此,在本公开内容的实施方案中重要的是载体化合物是固体(且不是液体)以防止这样的相分离。然而,应注意在不背离本公开内容的范围的情况下,某些流体添加剂可以与固体载体化合物组合。
在一些实施方案中,在本公开内容的母料组合物中包括添加剂填料材料。这样的填料可以改进例如母料组合物的可加工性(例如通过稀释载体化合物);强度;韧性;耐撕裂性;磨损和挠曲疲劳;耐久性等;以及它们的任何组合。说明性填料材料包括但不限于粘土、炭黑、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙和它们的任何组合。在一些实施方案中,取决于所选择的特定载体流体,母料组合物可以包括粘土填料材料。
当包括时,可以改变母料组合物中存在的填料材料的量至赋予载体化合物和母料组合物期望的性质所需的量。在一些实施方案中,本文描述的母料组合物中存在的填料材料的量在以母料组合物的总重量计0.5%-85%的范围内,包括它们之间的任何值和子集。通常,填料材料的粒度在约0.001微米(μm)-约1000μm的范围内,包括它们之间的任何值和子集。如本文所用的,术语“粒度”及其语法变体是指能够通过方形区域的物体(不管它的形状)的尺寸,其中方形区域的每边等于相等的数值长度。
通常,并如以下更详细讨论的,母料组合物处于具有粒度在100微米(μm)至10毫米(mm)范围内的自由流动的颗粒的形式,包括它们之间的任何值和子集。在一些实施方案中,颗粒可以处于粒料、丸粒、薄片、锭剂等和它们的任何组合的形式。如本文所用的,术语“粒料”及其语法变体是指物质(例如母料组合物)的球形或基本上球形的团块(mass)。可以例如通过旋转鼓附聚机(agglomerator)、圆盘造粒机、盘式造粒机、水下造粒机等形成粒料。如本文所用的,术语“丸粒”及其语法变体是指物质(例如本公开内容的母料组合物)的不规则的多边形团块。可以通过使用辊压机或压机等从较大的物质团块切割或以其他方式去除(例如断裂)一部分从而形成丸粒。如本文所用的,术语“薄片”及其语法变体是指物质(例如母料组合物)的平且薄的团块。如本文所用的,术语“锭剂”及其语法变体是指物质(例如母料组合物)的盘状(例如菱形)的团块。在一些实施方案中,可以使用关于粒料和丸粒所述的方法中一种或多种来形成薄片和锭剂。如本文所用的,将使用术语“颗粒”共同指代母料的个别组分,涵盖包括粒料、丸粒、薄片、锭剂等的任何形状。
可以通过将期望数量的氯化亚锡粉末、载体化合物、和任何添加剂(例如填料材料)供应至混合器(例如熔融密炼机)例如间歇式混合器(例如Banbury混合器、Brabender密炼机)或在一些实施方案中连续的混合器(例如单螺杆或双螺杆挤出机)从而生产母料组合物。然后在混合器中在高于载体化合物(一种或多种)的熔点,但通常低于约260℃,例如在约15.5℃-约260℃、或60℃至210℃范围内(包括它们之间的任何值和子集)的温度下配混成分持续一段时间,以形成熔融的均相混合物,通常在约2至10分钟的范围内,但是取决于母料组合物的所选成分可以更长。然后可将熔融混合物冷却并切割或粉碎或以其他方式制造成颗粒(例如粒料、丸粒、薄片和/或锭剂)从而便于进料至TPV制造工艺中用于形成TPV组合物,如下文描述。在一些实施方案中,在冷却前,将熔融混合物通过模头挤出从而促进颗粒的形成。在一些实施方案中,可以在水下(例如在水浴表面下)切割或以其他方式制造冷却的母料组合物(或冷却的挤出的母料组合物)。
可以使用本文描述的母料组合物来形成TPV组合物,其中可以挤出这样的TPV组合物用于形成各种可用的制品。例如,可以将TPV组合物挤出、压塑、吹塑、注塑和/或以其他方式层压为各种形状的制品,包括工业零件例如汽车零件、家电外壳、消费产品、包装等。说明性混合设备可以包括但不限于具有捏合机或具有一个或多个混合尖端(tip)或螺旋片(flight)的混合元件的挤出机,具有一个或多个螺杆的挤出机,和同向旋转或反向旋转挤出机。合适的混合设备可以包括例如BRABENDERTM混合器、BANBURYTM混合器、BUSSTM混合器和捏合机、和FARRELTM连续混合器。在不背离本公开内容的范围的情况下,可串联使用这些混合设备(包括挤出机)中的一种或多种。在美国专利号4,594,390中描述了用于制造TPV的另外的细节,该专利通过引用完全并入本文。
可以在本文描述的TPV组合物中以TPV组合物的约0.06重量%-约6重量%的,例如TPV组合物的约0.1重量%-约5重量%,或约0.1重量%-约4重量%,或约0.2重量%-约3重量%的量包括处于颗粒形式的本公开内容的母料组合物,包括它们之间的任何值和子集。
可以采用用于制备TPV的任何方法来形成包含本公开内容和本文所述的母料组合物的TPV组合物。例如,可在高于热塑性组分(一种或多种)的熔融温度的温度下混合各个材料和组分例如一种或多种橡胶组分、热塑性组分、母料组合物、固化剂、和任何额外的添加剂从而形成熔体,并至少部分固化(或交联)橡胶组分以生产包含分散在包含热塑性组分的基体中的至少部分交联的橡胶组分的颗粒的多相产物。通常熔点和因此混合温度可以在约15.5℃-约260℃、例如约100℃至约240℃、或约140℃至约210℃的范围内,包括它们之间的任何值和子集。在一些实施方案中,在形成熔体之后将固化剂引入混合物。
发现了氯化亚锡母料令人惊讶地有效维持TPV组合物的期望的物理性质,甚至在母料组合物内氯化亚锡的浓度范围很宽时。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV组合物可以具有在约20肖氏A至约60肖氏D范围内的按照ISO 868(15秒)测定的硬度,包括它们之间的任何值和子集。肖氏A和肖氏D硬度在大部分情况下可转化,其中例如60肖氏D大约为100肖氏A。这样的转化对于本领域技术人员容易了解。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV可以具有在约20至约100、或约50至约100、或约55至约85范围内的肖氏A硬度,包括它们之间的任何值和子集。在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV可以具有在约5至约60、或约10至约60、或约30至约60范围内的肖氏D硬度,包括它们之间的任何值和子集。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的热塑性硫化橡胶可以具有在约0.8至约1.4范围内的按照ISO 1183测定的比重,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV具有在约0.9至约1.1范围内的比重,包括它们之间的任何值和子集。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV组合物可以具有在约0.5至约10兆帕(MPa)范围内的按照ISO 37测定的100%模量,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV具有在约1MPa至约8MPa、或约1MPa至约6MPa、或约2MPa至约6MPa范围内的100%模量,包括它们之间的任何值和子集。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV组合物可以具有在约1至约20兆帕(MPa)范围内的按照ISO 37测定的断裂拉伸强度,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV具有在约1MPa至约8MPa、或约3MPa至约8MPa范围内的断裂拉伸强度,包括它们之间的任何值和子集。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV组合物可以具有在约50%至约1000%范围内的按照ISO 37测定的断裂极限伸长率,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV具有在约50%至约500%、或约100%至约500%、或约200%至约450%、或约250%至约400%范围内的断裂极限伸长率,包括它们之间的任何值和子集。
包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV组合物可以具有在约15%至约80%范围内的按照ASTM D-395测定的压缩永久变形,包括它们之间的任何值和子集。例如,在一些实施方案中,包含本公开内容的包封氯化亚锡的TPV具有在约15%至约70%、或约15%至约60%、或约15%至约55%、15%至约50%、或约20%至约45%、或约25%至约45%范围内的压缩永久变形,包括它们之间的任何值和子集。
为了促进更好地理解本发明的实施方案,给出了优选或代表性实施方案的以下实施例。不应以任何方式将以下实施例理解为限制或限定本公开内容的范围。
实施例
为了方便起见,在表1中指出了下文所述实施例中使用的各种具体测试程序。应理解即使优选该具体指出的程序,但是在不背离本公开内容的范围的情况下,本领域技术人员可以使用各种其他公开的或公认的测试方法来测定本文所述的泡沫组合物的特定性质。应将每项权利要求解释为覆盖任一这样的程序的结果,即使在一定程度上不同的程序可能产生不同的结果或测量值。
表1
性质 测试方法
肖氏A硬度(15秒) ISO 868
比重(SG) ISO 1183
100%模量 ISO 37
断裂拉伸强度 ISO 37
极限伸长率 ISO 37
压缩永久变形(22小时,70℃) ASTM D-395
制备了按照本公开内容的实施方案包含无水氯化亚锡和实验载体化合物的各种母料组合物,并且与包含无水氯化亚锡和聚合物聚丙烯(“PP”)的载体化合物的母料组合物对比。实验载体化合物是ESCOREZTM5340(“CC5340”)和ESCOREZTM 5616(“CC5616”)增粘树脂(ExxonMobil Chemical Company,德克萨斯州休斯敦)的低聚物。在一些实施例中(MB3、MB4、MB6和MB7),在母料组合物中包括一定量的粘土的添加剂填料材料(例如用于展现使用填料材料用于载体化合物稀释和赋予强度)。在表2中提供对照样品(CTRL)和实验样品(MB1-MB7)的浓度。以总母料组合物的重量%计提供每种组分的浓度;符号“—”表明从母料组合物排除特定的组分。
表2
Figure BDA0003130365500000191
Figure BDA0003130365500000201
在160℃下在Brabender熔融密炼机中使用100转/分钟(rpm)转子速度持续五(5)分钟(min)制备包含列出的组分和采用列出的浓度的表2中的母料组合物中每种。在熔融密炼机中混合之后,使组合物在室温(RT)下冷却并硬化。此后,将组合物断裂成较小块用于在TPV反应性熔融共混工艺中使用。
使用表2的最终CTRL和MB1-MB7母料组合物,连同表3中提供的额外组分来制备各种实验和对照TPV组合物。
表3
Figure BDA0003130365500000202
在表4中提供对照样品(C1和C2)和实验样品(E1-E8)的TPV组合物的浓度。以总TPV组合物的重量%计提供每种组分的浓度;符号“—”表明从母料组合物排除特定的组分。
表4
Figure BDA0003130365500000203
Figure BDA0003130365500000211
组分 E4 E5 E6 E7 E8
EPDM 50.4 50.4 50.5 50.4 50.4
15.6 15.6 15.6 15.6 15.6
PP 11.0 11.0 11.1 11.0 11.0
填料 19.1 19.1 19.1 19.1 17.4
固化剂 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
ZnO 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
CTRL
MB1
MB2
MB3 0.3
MB4 0.5
MB5 0.3
MB6 0.5
MB7 2.2
制备包含列出的组分和采用列出的浓度的表4中的TPV组合物中每种。在190℃下在Brabender熔融密炼机中使用100rpm转子速度持续八(8)min来反应性熔融混合EPDM和PP。将除固化剂之外的剩余材料(即油、填料、ZnO和特定母料组合物(表2))添加至混合器,并且混合继续2至3min(例如以确保毫无问题地将组分进料至混合物中)。此后,将固化剂缓慢添加至混合器,并且混合继续额外的4至5min。从熔融混合器去除组合物并压塑成2mm厚的小片用于在使其在RT下冷却至少一天之后的物理性质测试。
从对照和实验TPV组合物小片中每个切割试样(分别为C1和C2和E1-E8)用于根据表1中提供的测试方法进行物理性质测试。物理性质结果示于表5中。
表5
测试 C1 E1 C2 E2 E3
硬度(肖氏A) 66.8 65.6 83.1 82.6 62.5
比重 0.985 0.983 0.981 0.975 0.977
100%模量(MPa) 2.8 2.7 4.4 4.5 2.3
断裂拉伸强度(MPa) 5.7 5.4 7.1 8.0 5.3
极限伸长率(%) 316 314 314 360 350
压缩永久变形(%) 27.3 29.7 41.2 34.7 32.1
测试 E4 E5 E6 E7 E8
硬度(肖氏A) 60.4 60.8 63.1 62.1 59.5
比重 0.978 0.978 0.977 0.977 0.971
100%模量(MPa) 2.2 2.2 2.4 2.5 2.1
断裂拉伸强度(MPa) 4.3 4.4 5.2 5.2 3.6
极限伸长率(%) 294 312 338 311 268
压缩永久变形(%) 32.6 36.6 33.7 29.4 33.1
比较C1和C2,对照C2显示出更大的硬度,不受理论的束缚,这可以归因于与C1相比热塑性组分的提高的浓度和橡胶组分的降低的浓度。
比较C1、E1和E3,每个具有相同的配方,除了C1包含对照母料,E1包含实验母料组合物MB1(包含ESCOREZTM 5340(表2))和E3包含实验母料组合物MB2(包含ESCOREZTM 5615(表2))。C1、E1和E3中每个显示出非常类似的物理性质。
类似地,比较C1和E2,其具有相同的配方,除了C1包含对照母料和E1包含实验母料组合物MB2(包含ESCOREZTM 5615(表2)),这两个显示出非常类似的物理性质。
E4-E8利用不同浓度的各种实验母料组合物MB3-MB7(表2),单独的或与粘土填料材料组合,并且每种显示出非常类似的物理性质。确实,甚至包含实验母料组合物MB5,具有高浓度的氯化亚锡(母料的75重量%)的E6也表现出非常类似的物理性质。因此,包含如本文描述的载体化合物的母料组合物能够包封高浓度(以及低浓度)的氯化亚锡,而不影响其中使用该母料的产生的TPV。即,载体化合物有效地包封,而没有在形成TPV中干扰氯化亚锡的功能。
因此,本公开内容非常适于获得提到的以及其中固有的结果和优点。以上公开的特定实施方案仅为说明性的,因为对于受益于本文教导的本领域技术人员显然的是,可以采用不同但等效的方式来修改和实践本公开内容。此外,除了如以下权利要求中所述的,不意图限制本文所示的构造或设计的细节。因此显然可以改变、组合或修改以上公开的特定说明性实施方案,并且所有这样的改变被认为在本公开内容的范围和精神内。在不存在本文未具体公开的任何要素和/或本文公开的任何任选要素的情况下,可以适当地实施本文说明性公开的实施方案和实施例。虽然在“包含”、“含有”或“包括”各种组分或步骤方面描述了组合物和方法,但是所述组合物和方法还可“基本上由各种组分和步骤构成”或“由各种组分和步骤构成”。可以一定量地改变以上公开的所有数值和范围。无论何时公开了具有下限和上限的数值范围时,具体公开了落入该范围内的任何数和任何包括的范围。特别地,本文公开的每个数值范围(具有以下形式“从约a至约b”,或者等价地“从大约a至b”,或者等价地“从大约a-b”)应理解为列举包含在较宽的数值范围内的每个数值和范围。同样,权利要求中的术语具有它们的普通的、一般含义,除非专利权人另外明确和清楚地定义。此外,如在权利要求书中使用的不定冠词“一个”或“一种”本文定义为意指一个或多于一个它提出的要素。

Claims (33)

1.组合物,包含在载体化合物中包封的氯化亚锡粉末,所述载体化合物在15.5℃至260℃(60°F至500°F)范围内的温度下是固体并选自以下:低聚物、天然的蜡、油脂化学品、水溶性聚合物、非热塑性聚合物和它们的任何组合。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中载体化合物包含低聚物、天然的蜡、油脂化学品或它们的组合。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中载体化合物具有小于2000g/mol的分子量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中该化合物在15.5℃至27.7℃范围内的温度下是固体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中载体化合物包含低聚物。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中低聚物具有在2至100范围内的聚合度。
7.根据权利要求5所述的组合物,其中低聚物是无定形的、玻璃状的烃低聚物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中氯化亚锡粉末以组合物的总重量计0.5%至99.5%的量存在。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中氯化亚锡粉末是无水氯化亚锡粉末和二水合氯化亚锡粉末中的一种或多种。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包含添加剂。
11.根据权利要求10所述的组合物,其中添加剂是填料材料。
12.根据权利要求11所述的组合物,其中填料材料以组合物的总重量计0.5%至85%的量存在。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组合物处于自由流动的粒料、丸粒、薄片和锭剂中的一种或多种的形式。
14.根据权利要求13所述的组合物,其中一种或多种自由流动的粒料、丸粒、薄片和锭剂具有100微米-10毫米的粒度。
15.生产权利要求1-10任一项的组合物的方法,包括:
供应氯化亚锡粉末和载体化合物至混合器;
在混合器中在高于载体化合物的熔点的温度下配混氯化亚锡粉末和载体化合物以形成熔融混合物;和
冷却熔融混合物以形成组合物。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括在冷却前通过模头挤出熔融的混合物。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的方法,还包括将冷却的熔融混合物造粒、制成丸粒、制成薄片和制成锭剂中的一种或多种。
18.根据权利要求17所述的方法,其中一种或多种造粒的、制成丸粒的、制成薄片的、制成锭剂的冷却的熔融混合物具有100微米-10毫米的粒度。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的方法,还包括将填料材料与氯化亚锡粉末和载体化合物一起供应至混合器。
20.根据权利要求19所述的方法,其中填料材料是粘土。
21.根据权利要求19所述的方法,其中填料材料以组合物的总重量计0.5%至85%的量存在。
22.根据权利要求15-21中任一项所述的方法,其中温度在15.5℃至260℃的范围内。
23.生产包含权利要求1-14任一项的组合物的热塑性硫化橡胶(TPV)的方法,该方法包括:
供应包含橡胶组分、热塑性组分、固化剂和所述组合物的组分至混合器;
在高于热塑性组分的熔点的温度下混合所述组分从而熔融热塑性组分和至少部分交联橡胶组分,从而产生包含分散在热塑性组分的基体中的橡胶组分的颗粒的多相产物。
24.根据权利要求23所述的方法,其中在橡胶组分、热塑性组分和所述组合物之后将固化剂供应至混合器。
25.根据权利要求23-24中任一项所述的方法,其中热塑性组分是聚丙烯。
26.根据权利要求23-25中任一项所述的方法,其中橡胶组分是乙烯丙烯二烯三元共聚物。
27.根据权利要求23-26中任一项所述的方法,其中温度在15.5℃至260℃的范围内。
28.根据权利要求23-27中任一项所述的方法,其中TPV具有20肖氏A-60肖氏D的硬度。
29.根据权利要求23-28中任一项所述的方法,其中TPV具有0.8-1.4的比重。
30.根据权利要求23-29中任一项所述的方法,其中TPV具有0.5兆帕-10兆帕的100%模量。
31.根据权利要求23-30中任一项所述的方法,其中TPV具有1兆帕-20兆帕的断裂拉伸强度。
32.根据权利要求23-31中任一项所述的方法,其中TPV具有50%-1000%的断裂伸长率。
33.根据权利要求23-32中任一项所述的方法,其中TPV具有15%-80%的压缩永久变形。
CN201980085846.0A 2018-11-14 2019-11-06 包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物 Pending CN113227220A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862767173P 2018-11-14 2018-11-14
US62/767,173 2018-11-14
PCT/US2019/059966 WO2020101961A1 (en) 2018-11-14 2019-11-06 Thermoplastic vulcanizate compositions comprising encapsulated stannous chloride

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113227220A true CN113227220A (zh) 2021-08-06

Family

ID=69187890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980085846.0A Pending CN113227220A (zh) 2018-11-14 2019-11-06 包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210395470A1 (zh)
EP (1) EP3880736A1 (zh)
CN (1) CN113227220A (zh)
WO (1) WO2020101961A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117986754A (zh) * 2024-04-03 2024-05-07 河北崔氏橡塑制品科技有限公司 一种tpv发泡包覆式密封条及其生产工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1524106A (zh) * 2001-03-12 2004-08-25 άƽ���Ķ��� 预先分散系、制备该预先分散系的方法、使用该预先分散系的组合物以及制备该组合物的方法
GB2455981A (en) * 2007-12-22 2009-07-01 William Blythe Ltd Encapsulated tin (II) chloride
CN101993550A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 莱茵化学有限公司 促进固化的混合物
CN102812080A (zh) * 2009-12-30 2012-12-05 埃克森美孚化学专利公司 用于形成热塑性硫化橡胶的方法
CN105658754A (zh) * 2013-09-25 2016-06-08 波士胶公司 具有官能化的金属茂催化的聚烯烃的热熔性粘合剂
US20180009135A1 (en) * 2015-02-26 2018-01-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for Forming Thermoplastic Vulcanizates and Thermoplastic Vulcanizates Made Therefrom
CN107698872A (zh) * 2017-11-06 2018-02-16 常州瑞安普新材料有限公司 一种氯化亚锡母粒及其制备方法与应用
US20180112044A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Use of Masterbatches in the Production of Thermoplastic Vulcanizates

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4311628A (en) 1977-11-09 1982-01-19 Monsanto Company Thermoplastic elastomeric blends of olefin rubber and polyolefin resin
US4594390A (en) 1982-08-23 1986-06-10 Monsanto Company Process for the preparation of thermoplastic elastomers
US5177147A (en) 1986-03-03 1993-01-05 Advanced Elastomer Systems, Lp Elastomer-plastic blends
MXPA01011548A (es) 1999-05-13 2002-07-02 Exxon Chemical Patents Inc Fibras elasticas y articulos hechos de las mismas, incluyendo polimeros de propileno crsitalinos y cristalizables.
US20130041090A1 (en) 2011-06-14 2013-02-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for producing thermoplastic elastomer composition
WO2015008053A1 (en) 2013-07-15 2015-01-22 William Blythe Limited Free flowing stannous chloride in thermoplastic carrier
GB2538559B (en) * 2015-05-22 2020-02-12 William Blythe Ltd Provision of inorganic powders with reduced hazard

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1524106A (zh) * 2001-03-12 2004-08-25 άƽ���Ķ��� 预先分散系、制备该预先分散系的方法、使用该预先分散系的组合物以及制备该组合物的方法
GB2455981A (en) * 2007-12-22 2009-07-01 William Blythe Ltd Encapsulated tin (II) chloride
CN101993550A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 莱茵化学有限公司 促进固化的混合物
CN102812080A (zh) * 2009-12-30 2012-12-05 埃克森美孚化学专利公司 用于形成热塑性硫化橡胶的方法
CN105658754A (zh) * 2013-09-25 2016-06-08 波士胶公司 具有官能化的金属茂催化的聚烯烃的热熔性粘合剂
US20180009135A1 (en) * 2015-02-26 2018-01-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for Forming Thermoplastic Vulcanizates and Thermoplastic Vulcanizates Made Therefrom
US20180112044A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Use of Masterbatches in the Production of Thermoplastic Vulcanizates
CN107698872A (zh) * 2017-11-06 2018-02-16 常州瑞安普新材料有限公司 一种氯化亚锡母粒及其制备方法与应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117986754A (zh) * 2024-04-03 2024-05-07 河北崔氏橡塑制品科技有限公司 一种tpv发泡包覆式密封条及其生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
EP3880736A1 (en) 2021-09-22
WO2020101961A1 (en) 2020-05-22
US20210395470A1 (en) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107429019B (zh) 制备热塑性硫化橡胶材料的方法及其制备的热塑性硫化橡胶材料
EP2519581B1 (en) Process for forming thermoplastic vulcanizates
JPS63207617A (ja) 無機フイラ−含有ポリオレフイン樹脂組成物の製造方法
EP0775718A2 (en) Process for preparing elastomeric compounds from granular elastomers and polymers
WO2003082971A2 (en) Thermoplastic vulcanizate composition and method of making same
WO2016137556A1 (en) Process for forming thermoplastic vulcanizates and thermoplastic vulcanizates made therefrom
CN102585319A (zh) 一种溴化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体密封材料的硫化体系及其制备方法
JPS62502897A (ja) 熱可塑性エラストマ−組成物
CN109996834A (zh) 过氧化物母料
CN113227220A (zh) 包含包封的氯化亚锡的热塑性硫化橡胶组合物
CN106239765B (zh) 一种连续方式制备动态硫化热塑性弹性体的方法
WO2016085457A1 (en) Method of making thermoplastic vulcanizates and thermoplastic vulcanizates made therefrom
CN111793270A (zh) 一种鞋材用止滑剂颗粒及其制备方法
CN110791030A (zh) 一种无锌卤化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及制备方法
CN113302231A (zh) 泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关方法和制品
KR100477345B1 (ko) 열가소성 엘라스토머 조성물의 제조방법
US10450427B2 (en) Use of masterbatches in the production of thermoplastic vulcanizates
JP2012117018A5 (zh)
WO2019098187A1 (ja) 樹脂組成物
KR100341403B1 (ko) 열가소성 탄성체 조성물 및 그 제조방법
EP1651713A1 (en) Catalyst systems for elastomeric compositions
CN116426066B (zh) 一种提高tpe材料耐磨性能的方法及其产品
JPH07138378A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
RO131220B1 (ro) Compozit polimeric vulcanizat dinamic, pe bază de polipropilenă şi cauciuc epdm ranforsat cu montmorilonit
EP3956387A1 (en) Method for improving uv weatherability of thermoplastic vulcanizates

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220825

Address after: Texas, USA

Applicant after: CELANESE INTERNATIONAL Corp.

Address before: Texas, USA

Applicant before: Santoprene Manufacturing Pensacola LLC

Effective date of registration: 20220825

Address after: Texas, USA

Applicant after: Santoprene Manufacturing Pensacola LLC

Address before: Texas, USA

Applicant before: EXXONMOBIL CHEMICAL PATENTS Inc.

TA01 Transfer of patent application right