发明名称 细微粒子橡胶粉末、其制造方法及用途
摘要 本发明系关于一种细微粒子、可自由流动的橡胶粉末之制备方法,该橡胶粉末由一种矽酸化充填剂、一种或多种承载着三烷氧基矽基的有机矽烷及一种利用溶液聚合反应所制备之橡胶所组成。该制备则起始自二相系统(充填剂在水中、橡胶在有机溶剂中),且描述在将多种反应物转换成单相期间,可于温和的条件下形成本发明之橡胶/矽酸化充填剂/矽烷复合物。本方法之特征为在选择充填剂的形式(充填剂沉淀悬浮液→充填剂滤饼→乾燥的充填剂)上及在选择有机矽烷(预矽烷化、直接加入)上的高程度自由度,且在全部的情况中皆可提供其中矽酸化充填剂及有机矽烷已完全地进行化学反应之完成的橡胶粉末作为最后产物。
申请公布号 TWI255278 申请公布日期 2006.05.21
申请号 TW091106982 申请日期 2002.04.08
申请人 PKU橡胶粉联合有限公司 发明人 宇多高尔;马夏司史考密;瑞哈史透伯;安德瑞斯高
分类号 C08J3/215;C08L21/00;C08K9/04 主分类号 C08J3/215
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;何秋远 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种制备细微粒子橡胶粉末之方法,该橡胶粉末 由一种或多种矽酸化充填剂、一种或多种双官能 基的有机矽烷及一种或多种橡胶所组成,其可藉由 溶液聚合反应及/或从存在于有机溶剂中的橡胶而 制备,其中: -直接地或在改质之后于水中乳化该矽酸化充填剂 (类)及该有机矽烷(类),其于适当的表面活性物质 及/或一种或多种可活化二氧化矽表面的物质之存 在下, -在温度30至90℃下加热该混合物5至120分钟, -将所产生的悬浮液之pH调整为5至10的范围,将该所 产生的悬浮液与橡胶乳液处理,且利用布忍斯特或 路易士酸将该混合物的pH调整为2至7的値, -然后加入含聚合物之有机溶剂, -然后移除有机溶剂, -然后使用固体/液体分离方法移除存在于水中的 橡胶粉末其大部分的水, -使用合适的成粒技术将该产物转换成微粒形式, 及 -利用乾燥方法将该产物的剩余湿气程度调整为0 至5%, 其中该一种或多种有机矽烷可由一般式I、II或III 表示: [Rn-(RO)3-nSi(alk)m-(ar)p]q[B] (I) [R1n-(RO)3-nSi-(烷基) (II) [R1n-(RO)3-nSi-(烯基) (II) 其中: B 为-SCN、-SH、-Cl、-NH2(若q=1)或-Sx-(若q=2); R及R1 为具有1至4个碳原子、分枝或未分枝的烷基, 或苯基,及每个R及R1的意义可相同或不同; n 为0、1或2; alk 为具有1至6个碳原子之直链或分枝的二价烃基 团; m 为0或1; ar 为具有6至12个碳原子的伸芳基; p 为0或1,附带条件为p及n不同时为0; x 为2至8的数字; 烷基 为具有1至20个碳原子的直链或分枝的饱和单 价径基团; 烯基 为具有2至20个碳原子的直链或分枝的不饱和 单价烃基团, 其中该悬浮液包含0.1至2%(以充填剂的含量为准)的 非离子、阳离子或阴离子型表面活性剂作为表面 活性物质, 其中该悬浮液包含0.3至9%(以充填剂为准)的二氧化 矽活化剂,该活化剂为二-及多醇类及/或胺类系列 。 2.一种制备细微粒子橡胶粉末之方法,该橡胶粉末 由一种或多种矽酸化充填剂、一种或多种双官能 基的有机矽烷及一种或多种橡胶所组成,其可利用 溶液聚合反应及/或从存在于有机溶剂中的橡胶而 制备,其中: -直接地或在改质之后于水中乳化矽酸化充填剂( 类)及有机矽烷(类),其于适当的表面活性物质及/ 或一种或多种可活化二氧化矽表面的物质之存在 下, -将所产生的悬浮液之pH范围调整为5至10,将所产生 的悬浮液与橡胶乳液处理,且利用布忍斯特或路易 士酸将该混合物的pH调整为2至7的値, -将该混合物在温度30至90℃下加热5至120分钟, -然后加入含聚合物之有机溶剂, -然后移除有机溶剂, 一然后使用固体/液体分离方法移除存在于水中的 橡胶粉末其大部分的水, -使用合适的成粒技术将该产物转换成微粒形式, 及 -将该产物的剩余湿气程度利用乾燥方法调整为0 至5%,其中该一种或多种有机矽烷可由一般式I、II 或III表示: [Rn-(RO)3-nSi(alk)m-(ar)p]q[B] (I) [R1n-(RO)3-nSi-(烷基) (II) [R1n-(RO)3-nSi-(烯基) (II) 其中: B 为-SCN、-SH、-Cl、-NH2(若q=1)或-Sx-(若q=2); R及R1 为具有1至4个碳原子、分枝或未分枝的烷基, 或苯基,及每个R及R1的意义可相同或不同; n 为0、1或2; alk 为具有1至6个碳原子之直链或分枝的二价烃基 团; m 为0或1; ar 为具有6至12个碳原子的伸芳基; p 为0或1,附带条件为p及n不同时为0; x 为2至8的数字; 烷基 为具有1至20个碳原子的直链或分枝的饱和单 价烃基团; 烯基 为具有2至20个碳原子的直链或分枝的不饱和 单价烃基团, 其中该悬浮液包含0.1至2%(以充填剂的含量为准)的 非离子、阳离子或阴离子型表面活性剂作为表面 活性物质, 其中该悬浮液包含0.3至9%(以充填剂为准)的二氧化 矽活化剂,该活化剂为二-及多醇类及/或胺类系列 。 3.如申请专利范围第1或2项之方法,其中所使用的 橡胶包括具苯乙烯含量为10至30%,且1,2-乙烯基丁二 烯含量为20至55%之苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯 橡胶、具1,4-顺结构≧90%的丁二烯橡胶、聚戊烯橡 胶、聚辛烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、 含氯或溴作为卤素原子之卤丁基橡胶、乙烯-丙烯 (EPM)或乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶。 4.如申请专利范围第1或2项之方法,其中以100份的 矽酸化充填剂为准,将0.5至15份的有机矽烷(类)悬 浮在水中,而为与充填剂在一起之自由态未键结的 矽烷形式,或可适当地为经预矽烷化改质之充填剂 形式。 5.如申请专利范围第1或2项之方法,其中可将一种 或多种橡胶乳液加入至该充填剂/矽烷悬浮液,但 是其比例不超过15phr(每百橡胶份),以橡胶粉末中 的全部橡胶为准。 6.如申请专利范围第1或2项之方法,其中于水中制 备之该混合物的pH利用布忍斯特或路易士酸调整 为2至7的値。 7.如申请专利范围第1或2项之方法,其中将该于水 中的物质混合物于温度30至90℃下加热5至120分钟 。 8.如申请专利范围第1或2项之方法,其中使用5至300 phr的一种或多种矽酸化充填剂,其氮表面积(IS 350 5794/1D)从1至1000平方公尺/克,及结构范围[DBP値(ASTM D2415-92)]从150至400毫升/100克。 9.如申请专利范围第1或2项之方法,其中将由含一 或多种橡胶之有机溶剂所组成之橡胶溶液添加至 已在水中制备的混合物,然后于通常依溶剂的沸点 而定之温度及压力下移除该溶剂。 10.如申请专利范围第1或2项之方法,其中该细微粒 子橡胶粉末在水相中形成。 11.如申请专利范围第1或2项之方法,其中除了矽酸 化充填剂外,于传统橡胶技术之浓度中,可加入其 它在橡胶应用中常用的充填剂、制程辅助剂及化 学物质。 12.如申请专利范围第1或2项之方法,其中包含该产 物的大部分水可利用机械移除步骤移除。 13.如申请专利范围第1或2项之方法,其中在脱水之 后,将该产物以粒子形式转移至塑成制程。 14.一种细微粒子橡胶粉末,其系由申请专利范围第 1或2项之方法所制备。 15.一种可硫化之橡胶混合物,其系由申请专利范围 第14项之细微粒子橡胶粉末所制备。
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