包含含有用多羧酸交联的环氧弹性体的橡胶组合物的轮胎的制作方法
【专利说明】包含含有用多羧酸交联的环氧弹性体的橡胶组合物的轮胎
[0001] 本发明涉及包含橡胶组合物、尤其是基于包含环氧官能团的弹性体的橡胶组合物 的轮胎。
[0002] 因为节约燃料和环保要求已经成为优先考虑的事情，已经证明需要生产出具有尽 可能低的滚动阻力的轮胎。此已经尤其借助于在橡胶组合物中使用特定的无机填料成为 可能，从补强的观点来看，这些无机填料能够与例如常规的轮胎级炭黑等有机填料相抗衡， 同时为这些组合物提供较低的滞后，此等同于为包含这些组合物的轮胎提供更低的滚动阻 力。
[0003] 为了进一步减小滚动阻力，在当前的经济和生态背景下，尽管用被描述为"补强" 的特定无机填料与用炭黑两者都分别实现了低水平滚动阻力，但仍然存在对此的持续关 注。为了进一步降低用此类补强填料补强的橡胶组合物的滞后，已经探索了许多途径。然 而，追求降低交通工具消耗的目标仍然是有益的，这种降低可通过轮胎组合物的滞后特性 的改进而导致。
[0004] 此外，已知且多年来已经通常在轮胎中使用具有用硫交联的弹性体基质的橡胶组 合物；因而此交联被称为硫化。常规的硫化体系将分子硫与至少一种硫化促进剂组合。然 而，众所周知此类体系会通过焦烧现象破坏组合物在固化前的加工。应记得在橡胶组合物 制备期间，"焦烧"现象迅速导致过早的硫化（"焦烧"），从而导致原状态下非常高的粘度， 并最终产生实际上不能处理和在工业上无法加工的橡胶组合物。
[0005] 因此，很多年来已经通过结合制备橡胶组合物的工艺而改善硫化体系，从而克服 了以上所提及的缺点。因此，组合物常常是复杂的，除了分子硫或贡献分子硫的试剂之外， 其还包含硫化促进剂、活化剂和任选存在的硫化延缓剂。目前，对于制造商们来说，寻找与 硫化一样有效，同时能简化组成及其制备的交联体系将是有益的。
[0006] 申请人的公司在不断进行它们的研宄工作下，现在已经发现了相对于常规硫化的 组合物，可以用简化的方式制备轮胎用特定组合物，且这些组合物还可以显示改善的滞后 特性。
【主权项】
1. 一种包含橡胶组合物的轮胎，所述橡胶组合物基于至少一种包含环氧官能团的主要 二烯弹性体、至少一种补强填料和包含以下成分的交联体系： 通式（I)的多羧酸：
其中A表示共价键或包含至少1个碳原子的烃基，其任选地被取代且其任选地间杂有 一个或多个杂原子，
和通式（II)的咪唑： 其中： -1^表不径基或氢原子， -?表示径基， -馬和R 4彼此独立地表示氢原子或烃基， -或馬与R 4连同其所连接的咪唑环的碳原子一起形成环。
2. 根据权利要求1所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A表示共价键或包含1至1800 个碳原子且优选2至300个碳原子的二价烃基。
3. 根据权利要求1和2中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A表示包含2至 100个碳原子且优选2至50个碳原子的二价烃基。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A表示包含3至 50个碳原子且优选5至50个碳原子的二价烃基。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A表示包含8至 50个碳原子且优选10至40个碳原子的二价烃基。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A是脂肪族或芳 香族类型的二价基团或包含至少脂肪族部分和芳香族部分的基团。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A是脂肪族类型 的二价基团或包含至少脂肪族部分和芳香族部分的基团。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A是饱和或不饱 和脂肪族类型的二价基团。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A是亚烷基。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A间杂有至少一 个选自氧、氮和硫的杂原子，杂原子优选是氧。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A被至少一个 选自烷基、环烷基烷基、芳基、芳烷基、羟基、烷氧基、氣基和幾基的基团取代。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中A被一个或多 个羧酸官能团取代和/或一个或多个选自烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基或芳烷基的烃基 取代，且烃基本身被一个或多个羧酸官能团取代。
13. 根据权利要求1至11中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述A基团不 包含另一羧酸官能团。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中多元酸的含量在 从0· 2延伸至lOOphr、且优选地从0· 2延伸至50phr的范围内。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中多元酸的含量在 从0. 4延伸至27phr、且优选地从0. 9延伸至20phr的范围内。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中： -R1表示氢原子或具有1至20个碳原子的烷基、具有5至24个碳原子的环烷基、具有 6至30个碳原子的芳基或具有7至25个碳原子的芳烷基，所述基团可以任选地间杂有一个 或多个杂原子和/或被取代， -馬表示具有1至20个碳原子的烷基、具有5至24个碳原子的环烷基、具有6至30个 碳原子的芳基或具有7至25个碳原子的芳烷基，所述基团可以任选地间杂有一个或多个杂 原子和/或被取代， -RJPR4独立地表示选自以下的相同或不同的基团：氢或具有1至20个碳原子的烷基、 具有5至24个碳原子的环烷基、具有6至30个碳原子的芳基或具有7至25个碳原子的芳 烷基，所述基团可以任选地间杂有一个或多个杂原子和/或被取代，或馬与R 4连同其所连 接的咪唑环的碳原子一起形成选自芳香族环、杂芳环或脂肪族环的包含5至12个碳原子、 优选地包含5或6个碳原子的环。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中R1表示选自具 有2至12个碳原子的烷基或具有7至13个碳原子的芳烷基的基团，所述基团可以任选地 被取代。
18. 根据权利要求1至17中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中R1表示任选取 代的具有7至13个碳原子的芳烷基，馬表示具有1至12个碳原子的烷基。
19. 根据权利要求1至18中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中R1表示任选取 代的具有7至9个碳原子的芳烷基，馬表示具有1至4个碳原子的烷基。
20. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中RjP R4独立地表 示选自以下的相同或不同的基团：氢或具有1至12个碳原子的烷基、具有5至8个碳原子 的环烷基、具有6至24个碳原子的芳基或具有7至13个碳原子的芳烷基，所述基团可以任 选地被取代。
21. 根据权利要求1至19中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中R 3与R4连同 其所连接的咪唑环的碳原子一起形成苯环、环己烯环或环戊烯环。
22. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中相对于通式（I) 的多羧酸上存在的羧酸官能团，所述咪唑的含量在从〇. 5延伸至4摩尔当量、且优选地从 0. 5延伸至3摩尔当量的范围内。
23. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中相对于通式（I) 的多羧酸上存在的羧酸官能团，所述咪唑的含量在从〇. 5延伸至2. 5摩尔当量、优选地从 0. 5延伸至2摩尔当量、更优选地从0. 5延伸至I. 5摩尔当量的范围内。
24. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述包含环氧官 能团的主要二烯弹性体是选自由环氧化天然橡胶、环氧化合成聚异戊二烯和这些弹性体的 混合物组成的群组的环氧化二烯弹性体。
25. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述包含环氧官 能团的主要二稀弹性体占30至lOOphr，优选地占50至lOOphr，作为与0至70phr、优选0 至50phr的一种或多种次要非环氧化弹性体的共混物。
26. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述包含环氧官 能团的主要二稀弹性体占弹性体全部的IOOphr。
27. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述补强填料包 含炭黑、二氧化硅或炭黑与二氧化硅的混合物。
28. 根据前述权利要求中任一项所述的包含橡胶组合物的轮胎，其中所述补强填料的 含量在20与200phr之间。
【专利摘要】本发明涉及一种包含橡胶组合物的轮胎，所述橡胶组合物基于至少一种包含环氧官能团的主要二烯弹性体、至少一种补强填料和包含以下成分的交联体系：通式(I)的多羧酸，其中A表示共价键或包含至少1个碳原子的烃基，其任选地被取代且其任选地间杂有一个或多个杂原子，和通式(II)的咪唑，其中R1表示烃基或氢原子，R2表示烃基，R3和R4彼此独立地表示氢原子或烃基，或R3与R4连同其所连接的咪唑环的碳原子一起形成环：
【IPC分类】B60C1-00, C08K5-3445, C08L15-00, C08K5-092
【公开号】CN104870206
【申请号】CN201380065999
【发明人】E·弗勒里, B·施内尔
【申请人】米其林企业总公司, 米其林研究和技术股份公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月12日
【公告号】WO2014095583A1