[发明专利]橡胶组合物

说明书

一种橡胶组合物，包括i)乙烯‑α‑烯烃‑非共轭二烯共聚物，其具有在150℃的门尼粘度ML(1+8)≥85MU以及乙烯含量≤63wt.％，二烯含量是该乙烯‑α‑烯烃‑非共轭二烯共聚物i)的按重量计4％至8％，非共轭二烯是5‑亚乙基‑2‑降冰片烯(ENB)和5‑乙烯基降冰片烯(VNB)的组合，该乙烯‑α‑烯烃‑非共轭二烯共聚物i)具有在0.05wt.％与1wt.％之间的量的VNB，并且具有至少400,000g/mol的Mw；以及，ii)基于该共聚物i)为10phr至40phr的填充油，其中EPDM共聚物i)和油ii)的总和为该组合物的至少95wt.％。

技术领域

本发明涉及具有有限量的填充油的特定橡胶组合物，其制造方法、以及其用于制造高度负载的固化产品的用途。

对于汽车密封件、建筑窗口垫圈以及其他应用，高度填充的固化产品是优选的。特别是对于汽车应用，EPDM橡胶组合物是希望的，其结合了良好的弹性和良好的机械特性。具有良好的弹性和机械特性的高度填充的橡胶固化产品对当今工业造成问题。

固化橡胶化合物典型地在机械性能和弹性方面进行表征。在本发明的上下文中，拉伸特性，如拉伸强度和断裂伸长率、以及撕裂强度是关键的机械特性；在高温和室温或低于室温下的压缩形变是弹性的关键特征。

乙烯-α-烯烃-二烯弹性体、尤其是乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)被认为是在多种多样的应用中有用的优异通用弹性体。EPDM由乙烯和丙烯重复单元与更小量的非共轭二烯单元组成，以便引入不饱和性并且因此促进聚合物链的交联。EPDM是在聚合物骨架中没有任何不饱和性的橡胶，并且因此与聚二烯橡胶相比具有优异的抗氧、臭氧、热量和UV辐照性能。因此，EPDM橡胶用于室外和高温应用，例如汽车密封系统，建筑窗口垫圈、屋顶板、冷却剂软管和带。EPDM橡胶典型地与填充剂(如增强炭黑和惰性白色填充剂)以及增塑剂(尤其是矿物油)混合。一方面，这产生了实用的EPDM化合物，其满足与混合、加工和最终应用相关的技术标准。在另一方面，这使得能够生产具有仍然令人满意的技术性能的相对低成本的化合物。然而，将具有非常高水平的一种或多种填充剂和一种或多种增塑剂的EPDM化合物的总负载增加到仅次于基础弹性体导致机械和弹性特性的劣化，如拉伸强度的降低、断裂伸长率的降低和撕裂强度的降低以及在各种温度下压缩形变的增加。对于EPDM应用开发，这种永久平衡作用的典型结果是在相对低的化合物负载下的优异的技术性能，在非常高的化合物负载下的相对差的性能或折衷。

背景技术

EP2818513披露了具有改进的弹性特性的EPDM共聚物，其中示例性的橡胶具有50phr的高量填充油和小于3.0的非常低的分子量分布。此外，这些EPDM聚合物被设计用于低阻尼应用，如发动机架。这对总橡胶化合物负载施加了限制，因为高水平的一种或多种填充剂和增塑剂(油)使阻尼性能劣化，并且因此使用低填充的化合物(250phr)。

在Joseph C.Salamone:“Polymeric Materials Encyclopedia Vol.3D-E”,23July 1996 CRC press[“聚合物材料百科全书第3卷D-E”，1996年7月23日CRC出版社]，XP002761450中，可以看出有可能测量150℃下的门尼，这是获得非常高分子量橡胶聚合物粘度的可再现和有用数据所需要的。

EP2902412中也披露了用于弹性目的的三元共聚物。示例性的聚合物不包含任何油，在高分子量EPDM橡胶的情况下，这将阻止化合物的有效混合，因此导致不可接受的长混合时间或两个随后的混合循环。此外，仅描述了具有ENB的三元共聚物，其将具有不足水平的受控长链支化，并且因此将具有高的化合物门尼粘度，导致低挤出和模制生产率。

US9139727中披露了用于抗振动应用的橡胶组合物。然而，此类橡胶组合物由两种EPDM的共混物组成，其需要多级反应器技术。此外，此种橡胶应用的低阻尼性能的需求需要低填充的化合物(250phr)。