[发明专利]丁基橡胶以及橡胶制品和组合物及应用以及车用轮胎气密层、内胎和硫化胶囊

说明书

本发明公开了一种丁基橡胶及其应用以及含有该丁基橡胶的组合物和橡胶制品，该丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自式I所示芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯。本发明还公开了由所述丁基橡胶制成的车用轮胎气密层、内胎和硫化胶囊。与现有的丁基橡胶相比，本发明的丁基橡胶具有更好的加工混炼性能和更低的挤出胀大比，同时还具有良好的综合力学性能，特别是具有更高的撕裂强度。本发明的丁基橡胶能有效地降低加工混炼过程中的能耗，制备的制品具有更为优异的尺寸稳定性和应用性能。本发明的丁基橡胶适于制作车用轮胎气密层、内胎和硫化胶囊。

技术领域

本发明涉及一种丁基橡胶及其应用以及一种卤代丁基橡胶及其应用，本发明还涉及基于所述丁基橡胶和/或卤代丁基橡胶的组合物和橡胶制品，本发明进一步涉及由所述丁基橡胶和/或卤代丁基橡胶形成的车用轮胎气密层、轮胎内胎和硫化胶囊。

背景技术

丁基橡胶作为商品问世距今已有六十多年的历史，由于其具有优异的气密性、阻尼性、耐热老化性、耐臭氧和耐气候性等特性，因而成为最重要的合成橡胶品种之一。由于各生产厂商生产丁基橡胶所采用的工艺条件不同，因此商品化的丁基橡胶产品的质量也各有差异，尤其是加工应用性能，不同生产厂商的产品差异比较明显。

长期以来，研究人员一直致力于改善丁基橡胶的加工应用性能。研究结果表明，丁基橡胶的加工应用性能实际上与分子量和分子量分布有很重要的关系。在生产丁基橡胶时，除了要保证足够的重均分子量，还需要保持一个合适的高低分子量部分的平衡，高分子量部分用以获得足够的生胶强度，而低分子量部分则可以保证一定的应力松弛速率。

关于改善丁基橡胶加工性能的方法，主要体现在改善丁基橡胶的分子量和分子量分布上。

US3780002提出采用元素周期表中第II族或第III族的金属卤化物与元素周期表中第IV族金属的四卤化物组成复合引发剂，如将AlCl₃与TiCl₄复合使用，或将AlCl₃与SnCl₄复合使用，使其中每一种引发剂都可以独立地引发阳离子聚合，在常规的丁基橡胶聚合条件下合成得到分子量分布指数M_w/M_n在5.0以上的丁基橡胶。

US5194538公开了采用官能团数不同的引发剂进行复合使用，即在传统丁基橡胶H₂O/AlCl₃引发体系中再另外加入一种含有2-4个羟基的化合物，结果得到呈现双峰分子量分布的丁基聚合物。

US20030166809提出在二烷基氯化铝与单烷基二氯化铝的混合体系中加入少量活化剂铝氧烷对引发体系进行活化改性，通过改变铝氧烷的用量可以得到具有不同分子量分布的丁基橡胶。

CN1966537A公开了在以H₂O/AlCl₃为引发体系的淤浆聚合体系中加入一些添加剂，如醇类、酚类、胺类或吡啶类、酰胺类、羧酸酯类或酮类等化合物，与AlCl₃进行陈化反应后形成复合引发剂体系，通过调节该添加剂与AlCl₃的用量比例，可以在一定范围内调节丁基橡胶的分子量及分子量分布。

丁基橡胶广泛应用于制造车用轮胎的内胎、气密层和硫化胶囊等。不同的应用场合对丁基橡胶的性能要求也不同。对于内胎用丁基橡胶，在具有良好的气密性的同时，还应当具有良好的耐热性、弹性和较小的永久变形。气密层的主要功能是防止气体泄漏，因此气密层胶料需要具有良好的气密性，较低的气体透过系数。硫化胶囊用于车用轮胎外胎硫化时将硫化介质与胎胚内表面隔离开，同时传递热量和压力于胎胚内表面上，硫化胶囊质量的优劣关系到外胎质量和轮胎的生产成本，其中，评价硫化胶囊质量优劣的主要指标是硫化胶囊的使用寿命，即安全地保证外胎质量的使用次数，每硫化一个周期(即，每硫化一条轮胎)为使用一次。目前，针对内胎、气密层和硫化胶囊有不同商品牌号的丁基橡胶。