[发明专利]用于制造橡胶制品的可用过氧化物硫化的丁基配料

说明书

技术领域

本发明涉及可用过氧化物硫化的包含丁基橡胶聚合物和由乙烯与 至少一种α-烯烃形成的烯烃聚合物的橡胶胶料。本发明还涉及可用过 氧化物硫化的包含丁基聚合物和EP(D)M橡胶聚合物的橡胶胶料。

背景技术

在技术上已知，可用过氧化物硫化的橡胶胶料与用常规硫—硫化 体系硫化的橡胶胶料相比，具有若干优点。一般来说，这些胶料具有 很快的硫化速率，所获得的硫化制品往往具有优良的耐热性和低的压 缩永久变形。此外，由于可用过氧化物硫化的配料不含有任何可提取 的无机杂质(例如硫)，因而更加“洁净”。因此这类橡胶制品可用作 例如电容器封口塞、生物医学器件、药物用器具(装药物瓶子的塞子、 注射器柱塞)以及可用于燃料电池的密封。

丁基类橡胶在密封领域中的应用优于其它合成橡胶的主要原因在 于丁基橡胶具有对诸如氧、氮等气体和水汽的不透过性以及对酸、碱 和化学品的稳定性。

可商购的基于异丁烯(IB)、异戊二烯(IP)和二乙烯基苯(DVB) 的丁基三元共聚物(商品名为Bayer XL-10000)是可单独用过氧化物 硫化的。然而，这一材料存在一些缺点。由于DVB是在聚合过程中 掺入的，因而在制造过程中会发生相当量的交联。从而导致门尼粘度 升高(约60-75MU，M_L 1+8125℃)，而形成的凝胶微粒会使该材 料难以加工。同时，相当量的游离DVB的存在也可能会引起安全问 题。因此希望有一种可用过氧化物硫化的、完全可溶(即没有凝胶)、 并在其组合物中不含有害或有恶臭的化学品的异丁烯基聚合物。

众所周知，包含丁基橡胶和聚异丁烯的胶料在有机过氧化物作用 下会发生分解。因此，在这些胶料中需添加硫化促进剂(助硫化剂)。

获得可用过氧化物硫化的丁基基配料的一种途径是采用常规丁基 橡胶连同乙烯基芳族化合物(如DVB)和有机过氧化物(参见日本专 利申请107738/1994)。也可采用含吸电子基团的多官能单体(二甲基 丙烯酸乙酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷，N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺) 来替代DVB(参见日本专利申请172547/1994)。

White等人(美国专利5578682)公开了一种由原来呈单峰分子 量分布的聚合物制备的呈双峰分子量分布的未硫化聚合物的方法。该 方法包括将聚合物(例如聚异丁烯、丁基橡胶或异丁烯与对甲基苯乙 烯的共聚物)与多不饱和交联剂任选地与自由基引发剂相混合，然后 在有机过氧化物存在下，在高剪切混合条件下进行混炼。双峰化作用 是一些经自由基降解的聚合物链在存在于交联助剂中的不饱和的条件 下进行偶联的结果。White等人没有提及这类改性聚合物经填充的胶 料，也没有提及这类胶料的硫化态。

Sudo等人(美国专利54465)公开了一种用过氧化物和双马来酰 亚胺类化合物处理异戊二烯含量为0.5-2.5摩尔％的一般丁基橡胶来 实施硫化的方法。该橡胶组合物任选地包含有机硅氧烷化合物，其制 品可供药用化学品或医疗用。Sudo等人的组合物在硫化后具有优良的 熔融流动性。

共同未决的加拿大专利申请2458741介绍了采用新等级高含量异 戊二烯的丁基橡胶来制备可用过氧化物硫化的丁基基胶料。根据该申 请，以N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺作为硫化促进剂(助硫化剂)。

Cotsakis等人(美国专利6120869)公开了一种供橡胶膜在现场 形成防水连接的压敏胶带。这种粘合屋面的胶带是基于采用过氧化物 硫化体系硫化的溴化丁基橡胶与EPDM橡胶的混合物。该两种橡胶可 分别单独用过氧化物进行硫化。Costsakis等人的专利的一个重要方面 是以高分子量聚异丁烯作为增塑剂。过氧化物对PIB作用所产生的降 解产物会使其表面发粘。

对于一些特定的用途如用于电解质电容器的弹性封口来说，胶料 中存在卤素是不希望的。这是由于弹性橡胶封口塞(与电解质相接触) 中存在的卤素会与电容器的铜导线接触发生腐蚀而导致电解质泄漏。 因此，上述用途不适宜用于电容器封口塞。