包含含有由多元羧酸交联的烯属环氧弹性体的橡胶组合物的轮胎的制作方法_3

文档序号:9528755阅读:来源:国知局
型的非环氧化的弹性体,例 如二烯弹性体,实际甚至不同于二烯弹性体的弹性体一起使用。
[0075] 在本发明的轮胎的橡胶组合物中环氧化的烯属弹性体是主要的,亦即,其或者为 唯一的弹性体,或者在该组合物的弹性体中为占最大重量的弹性体。
[0076] 根据本发明的一个优选实施方案,橡胶组合物包含例如30至lOOphr,特别是50 至lOOphr,优选70至lOOphr的主要的环氧化的稀属弹性体,其与0至70phr,特别是0至 50phr,优选0to 30phr的一种或多种其他次要弹性体共混。
[0077] 根据本发明的另一优选实施方案,对于整个100phr弹性体,组合物包含一种或多 种环氧化的烯属弹性体。
[0078] II. 2.增强填料
[0079] 可使用已知能够增强可用于制造轮胎的橡胶组合物的任何类型的增强填料,例如 有机填料(如炭黑),增强无机填料(如二氧化硅),或这两类填料的共混物,特别是炭黑和 二氧化硅的共混物。
[0080] 所有炭黑,特别是常规用于轮胎中的HAF、ISAF或SAF型炭黑("轮胎级"炭黑) 适合用作炭黑。在"轮胎级"炭黑中,更特别地提及1〇〇、200或300系列(ASTM级)的增强 炭黑,例如N115、N134、N234、N326、N330、N339、N347或N375炭黑,或者,取决于目标应用, 更高系列的炭黑(例如N660、N683或N772)。炭黑可例如已经以母料的形式引入异戊二烯 弹性体中(参见例如申请W0 97/36724或W0 99/16600)。
[0081] 作为除了炭黑之外的有机填料的粒子,可提及如申请W0-A-2006/069792、 TO-A-2006/069793、TO-A-2008/003434 和 TO-A-2008/003435 中所述的经官能化的聚乙烯 基有机填料。
[0082] 通过定义,在本专利申请中,"无机增强填料"应被理解为意指任何无机或矿物填 料,无论其颜色及其来源(天然或合成),其相对于炭黑也称作"白填料"、"透明填料"或甚 至"非黑填料",其能够单独增强旨在制造轮胎的橡胶组合物而无需除了中间偶联剂之外的 方法,换言之,其在增强作用上能够代替常规轮胎级炭黑;这种填料通常以已知的方式特征 在于其表面上羟基(-OH)基团的存在。
[0083] 增强无机填料所提供的物理状态并不重要,无论其为粉末、微珠、颗粒、珠粒的形 式或任何其他适当的致密化形式。当然,增强无机填料也被理解为意指不同的增强无机填 料的混合物,特别是如下所述的高度可分散性硅质和/或铝质填料的混合物。
[0084] 硅质类型的矿物填料,特别是二氧化硅(Si02),或者铝质类型的矿物填料,特别是 氧化铝(A1203)特别适合作为增强无机填料。所用的二氧化硅可为本领域技术人员已知 的任何增强二氧化硅,特别是BET比表面积和CTAB比表面积均小于450m2/g,优选为30至 400m2/g的任何沉淀二氧化硅或热解法二氧化硅。作为高分散性沉淀二氧化硅("HDS"), 可提及例如得自Degussa的Ultrasil 7000和Ultrasil 7005二氧化娃、得自Rhodia的 Zeosil 1165MP、1135MP 和 1115MP 二氧化硅、得自 PPG 的 Hi-Sil EZ150G 二氧化硅、得自 Huber的Zeopol 8715、8745和8755二氧化硅或者如申请W0 03/16837中所述的具有高比 表面积的二氧化硅。
[0085] 所用的增强无机填料,特别是如果其为二氧化硅,优选具有45至400m2/g之间,更 优选60至300m2/g之间的BET比表面积。
[0086] 优选地,总增强填料(炭黑和/或诸如二氧化硅的增强无机填料)的含量为20至 200phr之间,更优选为30至150phr之间,最佳值取决于具体的目标应用以已知的方式而不 同:例如,对于自行车轮胎的预期的增强水平显然低于能够以持续方式在高速下运行的轮 胎(例如摩托车轮胎、客车轮胎或多用途车辆(如重型车辆)的轮胎)所需的增强水平。 [0087] 根据本发明的一个优选的具体实施方案,使用的增强填料包含在30至150phr之 间,更优选在50至120phr之间的有机填料,特别是炭黑,和任选的二氧化娃;当存在二氧化 娃时,其优选的使用含量为小于20phr,更优选小于lOphr (例如在0. 1和lOphr之间)。
[0088] 可选地,根据本发明的另一优选的具体实施方案,使用的增强填料包含在30至 150phr之间,更优选在50至120phr之间的无机填料,特别是二氧化娃,和任选的炭黑;当 存在炭黑时,其优选的使用含量为小于20phr,更优选小于lOphr (例如在0. 1和lOphr之 间)。
[0089] 能够通过存在于两个实体之间的化学和/或物理性质的相互作用,部分地提供无 机填料与烯键式弹性体之间的偶联。
[0090] 然而,为了强化增强无机填料与弹性体之间的偶联,以已知的方式使用旨在提供 无机填料(其粒子表面)与弹性体之间的化学和/或物理性质的满意连接的例如双官能的 偶联剂(或结合剂),特别是双官能的有机硅烷或聚有机硅氧烷。
[0091] 在根据本发明的橡胶组合物中,偶联剂的含量优选为0至12phr之间,更优选为0 至8phr之间。
[0092] 本领域技术人员将理解,可使用另一性质(特别是有机性质)的增强填料作为相 当于本部分所述的增强无机填料的填料,前提是该增强填料由无机层(如二氧化硅)覆盖, 或者该增强填料在其表面包含需要使用偶联剂以形成填料与弹性体之间的结合的官能位 点,特别是羟基位点。
[0093] II. 3.夺联体系
[0094] 将环氧化的烯属弹性体和上述的增强填料与能够使其交联或固化根据本发明的 轮胎的组合物的交联体系结合。该交联体系包含一种(亦即,至少一种)通式(I)的多元 羧酸和包含一种(亦即,至少一种)通式(II)的咪唑。
[0095] II. 3. a.多元酸
[0096] 为满足本发明的要求所使用的多元酸是通式(I)的多元羧酸:
[0098] 其中B表示包含至少50个碳原子的烃基,所述烃基任选地被取代和任选地被一个 或多个杂原子中断,
[0099] 优选在通式(I)的多元酸中,B表示包含50至1800个碳原子,优选50至1000个 碳原子,更优选80至500个碳原子,非常优选100至300个碳原子的二价烃基。超过1800 个碳原子,则多元酸为不太有效的交联剂。低于50个碳原子,则组合物的滞后改善得并不 像包含多元酸的组合物那样多。
[0100] 优选,在通式(I)的多元酸中,B可为脂族或芳族类型的二价基团,或至少包含脂 族部分和芳族部分的基团。优选地,B可为脂族类型的二价基团、或至少包含脂族部分和芳 族部分的基团。可选地并还优选地,B可为饱和或不饱和的脂族类型的二价基团,例如亚烧 基。
[0101] 通式(I)的多元酸的B基团可被至少一个杂原子中断,所述杂原子选自氧、氮和 硫,优选氧。
[0102] 此外,通式(I)的多元酸的B基团可被至少一个选自烷基、环烷基烷基、芳基、芳烷 基、羟基、烷氧基、氨基和羰基的基团取代。
[0103] 通式(I)的多元酸可包含超过两个羧酸官能团,在这种情况下,B基团被一个或 多个羧酸官能团取代和/或被一个或多个烃基取代;所述烃基选自烷基、环烷基、环烷基烷 基、芳基或芳烷基基团,所述烃基自身被一个或多个羧酸官能团取代。
[0104] 根据一个优选的形式,B基团并不包含其他羧酸官能团;多元酸因而为二酸。
[0105] 多元酸的含量优选在2至lOOphr的范围内,优选2至50phr,更优选5至50phr, 还更优选5至30phr。低于2phr多元酸,交联的效果并不显着,然而,超过lOOphr多元酸, 则相对于弹性体基质,多元酸(交联剂)以重量计变为主要的。
[0106] 为满足本发明的要求所使用的多元酸或者是可商购得到的,或是本领域技术人员 根据公知的技术(如描述于例如文献EP 1072613及其引用文献中的)容易制备的。
[0107] 例如,作为可商购得到并为满足本发明的要求所使用的多元酸,可以提及:
[0108] -聚丁二烯,二羧基封端的(Aldrich,CAS 68891-79-2)
[0109] -聚(丙烯腈-共-丁二烯),二羧基封端的(Aldrich,CAS 68891-46-3)
[0110] -聚(环氧乙烷),4-臂,羧酸封端的(Aldrich)
[0111] -聚(乙二醇)双(羧甲基)醚(Aldrich,CAS 39927-08-7)
[0112] -聚丁二稀,二羧基封端的(Sartomer,Krasol LBM32) 〇
[0113] II. 3. b.咪晔
[0114] 用于本发明的轮胎的交联体系的咪唑为通式(II)的咪唑:
[0116] 其中:
[0117] -?表示烃基或氢原子
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