具有填料在弹性体基体中非常好的分散性的弹性体组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种橡胶组合物，其基于至少一种二烯弹性体、至少包含比表面积CTAB大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化温度小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，填料在弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有填料在弹性体基体中非常好的分散性的弹性体组合物
本专利技术涉及特别用于轮胎胎面的橡胶组合物，更特别地用于旨在装配承载重负载并以持续速度运行的车辆例如卡车、拖拉机、拖车或公共汽车、航空器等的轮胎。
技术介绍
被称为“道路”轮胎的一些现有轮胎旨在以高速运行并行驶越来越长的路程，这是由于全世界道路网的改进和高速公路网的发展。然而，由于节约燃料和保护环境的需要变为优先考虑的事情，所以轮胎重要的是具有低的能量消耗。能量耗散的一个源头是轮胎的升温。类似地，已知的是用于土木工程的轮胎的胎面对升高的温度特别的敏感。目前持续地尝试改进轮胎的性质，特别是其耐磨性，并且通常已知耐磨性的改进造成能量消耗的增加。为了获得耐磨性和能量消耗的这种改进，在胎面中尝试使用更细的增强填料，特别是“细”炭黑，即CTAB比表面积大于或等于90m2/g的炭黑，或甚至“非常细”炭黑，即CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑。然而，为了获得由轮胎胎面中的填料所赋予的最优的增强性和滞后性，并由此获得高耐磨性和低滚动阻力，通常已知的是这种填料应在弹性体基体中以这样的最后形式存在：既尽可能地细碎，又尽可能地均匀分布。这种情况仅当这种填料具有如下非常好的能力才能实现：一方面在与弹性体混合的过程中掺入基体中并解附聚，另一方面在此基体中均匀分散。目前，已知非常细炭黑极难以在弹性体基体中正确地分散，并引起加工性的劣化(与使用相同含量的不太细的炭黑相比)。本领域技术人员的一个解决方案是使用增塑油或增塑树脂以改进可加工性。然而，已知的是使用这种增塑剂造成断裂能量性质(断裂伸长和断裂应力性能)的非常显著的劣化。
技术实现思路
与本领域技术人员的知识相反，申请人意外地发现显示出填料在弹性体基体中的非常好的分散性的橡胶组合物中的非常细炭黑和存在某些特定增塑树脂的组合，能够获得良好可加工性而不损害断裂的极限性质。因此，本专利技术的主题是一种橡胶组合物，其基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值。优选地，所述组合物的增塑树脂含量为2至50份/100重量份的弹性体，优选为5至25phr(法文缩写为“pce”)。根据本专利技术的一个优选的实施方案，所述组合物从第一母料获得，所述第一母料包含至少二烯弹性体和炭黑，且炭黑在弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。根据本专利技术的实施方案的一个变体，所述第一母料通过在液相混合二烯弹性体胶乳和炭黑的水性分散体获得。事实上，有各种方法用于获得二烯弹性体和增强填料的母料。特别地，一种类型的技术方案在于在“液”相混合弹性体和填料以改进填料在弹性体基体中的可分散性。为此，使用以胶乳形式的弹性体(其为分散在水中的弹性体粒子的形式)和填料的水性分散体，即分散在水中的填料，通常被称为“浆料”。特别地，某些方法(例如在文件US6048923中描述的那些)能够获得弹性体和填料的母料，所述母料显示出填料在弹性体基体中非常好的分散性，相比于能在弹性体和增强填料以固相混合时获得的弹性体基体中的填料的分散性，大大地改进了填料在弹性体基体中的分散性。特别地，此方法特别包括将由弹性体胶乳组成的第一流体的连续流掺入凝结反应器的混合区，将由填料的水性分散体组成的第二流体的第二连续流在压力下掺入混合区从而与弹性体胶乳形成混合物，这两股流体的混合足够强劲，使其能够在凝结反应器的出口孔口前实际上完全凝结具有填料的弹性体胶乳，以及随后干燥获得的凝结物。本专利技术的主题还为一种组合物，其基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述组合物得自包含至少所述二烯弹性体和所述炭黑的第一母料，并显示出所述炭黑在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。优选地，所述组合物的增塑树脂含量为2至50份/100重量份的弹性体，优选为5至25phr。根据本专利技术的一个优选的实施方案，所述组合物从第一母料获得，所述第一母料包含至少二烯弹性体和炭黑，并显示出炭黑在弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。根据本专利技术的实施方案的一个变体，所述第一母料通过在液相混合二烯弹性体胶乳和炭黑的水性分散体获得，优选与在前详述的液相方法相同。本专利技术还涉及一种制备组合物的方法，所述组合物包含至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值，所述方法包括如下步骤：-在混合器中通过热机械捏合全部混合物直至达到在130℃和200℃之间的最大温度，掺入除了交联体系之外的组合物的所有组分；-将全部混合物冷却至小于100℃的温度，-然后掺入交联体系，-将全部混合物捏合直至达到小于120℃的最大温度。优选地，包含至少二烯弹性体和炭黑并显示出炭黑在弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值的第一母料在将组合物的所有组分掺入混合器前制备。还更优选地，母料特别地根据在前详述的方法由至少一种弹性体胶乳和炭黑的分散体在液相中制备。本专利技术还涉及一种制备组合物的方法，所述组合物包含至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述方法包括如下步骤：-制备包含二烯弹性体和炭黑的第一母料，此第一母料显示出填料在弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值，-在混合器中通过热机械捏合全部混合物直至达到在130℃和200℃之间的最大温度，将除了交联体系之外的组合物的其他组分掺入第一母料，-将全部混合物冷却至小于100℃的温度，-然后掺入交联体系，-将全部混合物捏合直至达到小于120℃的最大温度；优选地，母料特别地根据在前详述的方法由至少一种弹性体胶乳和炭黑的分散体在液相中制备。本专利技术还涉及一种母料，其基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂，所述填料在弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值。优选地，此母料得自第一母料，所述第一母料包含至少二烯弹性体和炭黑，并显示出炭黑在弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。还更优选地，此第一母料特别地根据在前详述的方法由至少一种弹性体胶乳和炭黑的分散体在液相中制备。本专利技术还涉及一种母料，其基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂，所述母料得自包含至少所述二烯弹性体和所述炭黑的第一母料，并显示出所述炭黑在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。优选地，此第一母料特别地根据在前详述的方法由至少一种弹性体胶乳和炭黑的分散体在液相中制备。最后，本专利技术的主题为包含上述组合物或上述母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 FR 11598211.一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值。2.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物从第一母料获得，所述第一母料包含至少所述二烯弹性体和所述炭黑，并显示出所述炭黑在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值。3.根据权利要求1至2中任一项所述的组合物，其中增塑树脂含量为2至35份/100重量份的弹性体。4.根据权利要求3所述的组合物，其中增塑树脂含量为5至25phr。5.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一母料通过在液相混合二烯弹性体胶乳和炭黑的水性分散体获得。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述第一母料根据如下方法步骤获得：-将二烯弹性体胶乳的连续流进料至凝结反应器的混合区，所述凝结反应器限定了在混合区和出口之间延伸的伸长的凝结区，-将包含填料的流体的连续流在压力下进料至凝结反应器的混合区以形成经凝结的混合物，-干燥以上所得的凝结物以回收第一母料。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述二烯弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的共混物。8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述二烯弹性体为天然橡胶。9.根据权利要求2所述的组合物，其包含至少一种无机填料和/或与所述二烯弹性体不同的至少一种第二弹性体。10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述至少一种无机填料为二氧化硅。11.根据权利要求1所述的组合物，其中全部所述填料的含量为30至150phr。12.根据权利要求11所述的组合物，其中全部所述填料的含量为30至100phr。13.根据权利要求9所述的组合物，其中将无机填料添加至第一母料，在所述第一母料中炭黑的含量为20至80phr，无机填料的含量为5至50phr。14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述无机填料为二氧化硅，在所述第一母料中炭黑的含量为40至65phr，无机填料的含量为10至30phr。15.一种制备组合物的方法，所述组合物包含至少一种二烯弹性体、至少包含CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑的增强填料、玻璃化转变温度Tg大于20℃且软化点小于170℃的增塑烃类树脂以及交联体系，所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于70的Z值，所述方法包括如下步骤：-在混合器中通过热机械捏合全部混合物直至达到在130℃和200℃之间的最大温度，掺入除了所述交联体系之外的所述组合物的所有组分，-将全部混合物冷却至小于100℃的温度，-然后掺入所述交联体系，-将全部混合物捏合直至达到小于120℃的最大温度。16.根据权利要求15所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·塞维尼翁，C·贝林，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR