二氧化硅填充的橡胶组合物及其制备方法技术

技术编号:10152945 阅读:101 留言:0更新日期:2014-06-30 19:24
本发明专利技术公开了一种制备橡胶组合物的方法,其包括如下步骤:(a)在至少一个预备混合步骤中共混至少一种天然或合成橡胶聚合物、二氧化硅填料、二氧化硅偶联剂和至少一种硫化促进剂;以及(b)随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为-55℃或更低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种制备橡胶组合物的方法,其包括如下步骤:(a)在至少一个预备混合步骤中共混至少一种天然或合成橡胶聚合物、二氧化硅填料、二氧化硅偶联剂和至少一种硫化促进剂;以及(b)随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为-55℃或更低。【专利说明】
本公开通常涉及一种。
技术介绍
通常引入增强填料(如炭黑和二氧化硅)以将某些有利的机械性质赋予经固化的橡胶组合物。当单独使用或与炭黑组合使用时,二氧化硅增强物在应用于轮胎部件时可提供改进的牵引特性和滚动阻力。含有二氧化硅的橡胶组合物通常在至少两个混合阶段中制得,即至少一个预备混合步骤和最终混合步骤,在至少一个预备混合步骤中,将聚合物、填料、偶联剂、增塑剂等捏合在一起,在最终混合步骤中,添加硫化剂,如固化剂和硫化促进剂。在实践中,通常不希望在任何预备混合阶段中添加硫化促进剂,以避免过早硫化。
技术实现思路
公开了一种制备橡胶组合物的方法,其包括:a.在至少一个预备混合步骤中共混(i)至少一种天然或合成橡胶聚合物,(ii) 二氧化硅填料,(iii) 二氧化硅偶联剂,和(iv)至少一种硫化促进剂;以及b.随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为-55°C或更低。也公开了一种通过包括如下的方法制得的橡胶组合物:a.在至少一个预备混合步骤中共混(i)至少一种天然或合成橡胶聚合物,(ii) 二氧化硅填料,(iii) 二氧化硅偶联剂,和(iv)至少一种硫化促进剂;以及b.随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为_55°C或更低。还公开了一种包含橡胶组合物的轮胎胎面,所述橡胶组合物通过包括如下的方法制得:a.在至少一个预备混合步骤中共混(i)至少一种天然或合成橡胶聚合物,(ii) 二氧化硅填料,(iii) 二氧化硅偶联剂,和 (iv)至少一种硫化促进剂;以及b.随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为_55°C或更低。根据如下描述,本公开的其他方面对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。为了协助理解如下各个实施例的描述,下文即提供了某些定义。除非上下文明确表示相反含义,否则这些定义旨在应用于全文:“聚合物”意指一种或多种单体的聚合产物,并包括均聚物、共聚物、三元共聚物、四元共聚物等;“共聚物”意指包含衍生自两种反应物(通常为单体)的基体单元的聚合物,并包括无规共聚物、嵌段共聚物、多嵌段共聚物、接枝共聚物、梯度共聚物等;且“phr”意指每100重量份橡胶的所述材料的重量份,并且是橡胶配混领域中的技术人员公认的术语。术语“橡胶组合物”和“橡胶混合物”可交换使用。除非另外指出,否则以引用方式并入本文的所有引文以全文引入。【具体实施方式】公开了一种制备橡胶组合物的方法,其包括如下步骤:(a)在至少一个预备混合步骤中共混至少一种天然或合成橡胶聚合物、二氧化硅填料、二氧化硅偶联剂和至少一种硫化促进剂;以及(b)随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为-55°C或更低。`天然或合成橡胶聚合物可为适用于冠带层橡胶组合物中的任何聚合物。可用于本文所述的组合物中的橡胶聚合物的例子包括但不限于天然橡胶、合成聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶、丁二烯-异戊二烯-苯乙烯三元共聚物、丁二烯-异戊二烯橡胶、聚丁二烯、丁基橡胶、氯丁橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、硅橡胶、含氟弹性体、乙烯丙烯酸橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物(EPDM)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、表氯醇橡胶、氯化聚乙烯-丙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氢化丁腈橡胶、和四氟乙烯-丙烯橡胶。可使用橡胶聚合物的混合物。橡胶组合物含有二氧化硅填料。可使用的增强二氧化硅填料的例子包括湿二氧化硅(水合硅酸)、干二氧化硅(无水硅酸)、硅酸钙等。其中优选沉淀无定形湿法水合二氧化硅。二氧化硅可以以约I至约IOOphr的量、以约5至约80phr的量、或者以约30至约80phr的量使用。可用的上限受限于此类填料所赋予的高粘度。可使用的一些市售二氧化硅包括但不限于由PPG工业公司(宾夕法尼亚州匹兹堡)(PPG Industries (Pittsburgh, Pa.))生产的HiSil? 190、HiSi_ 210、HiSil? 215、HiSil? 233、HiSil? 243 等。多种可用的商业级的不同二氧化娃也可得自德固赛公司(DeGussa Corporation)(例如VN2、VN3)、罗纳普朗克公司(Rhone Poulenc)(例如 Zeosil? 1165MP0)和 J.Μ.胡贝尔公司(J.Μ.HuberCorporation)。除了二氧化硅填料之外,也可将炭黑添加至橡胶组合物中。炭黑通常在至少一个预备混合步骤中添加。当存在时,炭黑可以以约I至约200phr的量、以约5至约IOOphr的量、或者以约30至约SOphr的量使用。合适的炭黑包括通常可得的商业生产的炭黑,但优选表面积为至少20m2/g、或优选为至少35m2/g直至200m2/g或更高的那些炭黑。炉黑、槽黑和灯黑在可用的炭黑中。可使用两种或更多种炭黑的混合物。示例性的炭黑包括但不限于如由ASTMD-1765-82a 指定的 N-110、N-220、N-339、N-330、N-352、N-550、N-660。如果橡胶组合物含有二氧化硅填料和炭黑的共混物,则二氧化硅与炭黑的比率可为约0.1:1至约10:1,或约1:1至约10:1,或约5:1至约10:1。炭黑和/或二氧化硅的表面可任选地处理或改性,以改进对特定类型的聚合物的亲合力。这种表面处理和改性是本领域技术人员公知的。也可使用另外的填料,包括但不限于矿物填料,如粘土、滑石、招水合物(aluminumhydrate)、氢氧化招(aluminum hydroxide)和云母。前述另外的填料为任选的,并可以以约0.5phr至约40phr的不同的量使用。填料的总量可为约I至约200phr,或者约5至约IOOphr,约IOphr至约30phr,约30至约80phr,或约40至约70phr。使用二氧化硅偶联剂以将二氧化硅偶联至橡胶聚合物。许多偶联剂是已知的,包括但不限于有机硫化物多硫化物和有机烷氧基疏基硅烷。可使用任何有机硅烷多硫化物。合适的有机硅烷多硫化物包括但不限于3,3’-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3’-双(二乙氧基甲娃烷基丙基)二硫化物、3,3’-双(二乙氧基甲娃烷基丙基)四硫化物、3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3,3’-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、2,2’-双(三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3,3’-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3,3’-双(三丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3’-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)六硫化物、3,3’-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3,3’ -双(三辛氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3,3’ -双(三己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3’-双(三-2〃-乙基己氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备橡胶组合物的方法,所述方法包括:a.在至少一个预备混合步骤中共混(i)至少一种天然或合成橡胶聚合物,(ii)二氧化硅填料,(iii)二氧化硅偶联剂,和(iv)至少一种硫化促进剂;以及b.随后在最终混合步骤中与硫固化剂共混,其中所述聚合物的平均玻璃化转变温度为‑55℃或更低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·顿拉维
申请(专利权)人:普利司通美国轮胎运营有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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