充气轮胎中的纤维素酯制造技术

本发明专利技术提供了一种轮胎部件，其包含一种弹性体组合物，所述弹性体组合物包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少70份（phr）的一种或多种填料，其中纤维素酯与淀粉的重量比为至少3∶1，且其中所述纤维素酯呈具有不超过10µm平均直径的颗粒形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种轮胎部件，其包含一种弹性体组合物，所述弹性体组合物包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少70份（phr）的一种或多种填料，其中纤维素酯与淀粉的重量比为至少3∶1，且其中所述纤维素酯呈具有不超过10μm平均直径的颗粒形式。【专利说明】充气轮胎中的纤维素酯相关申请 本申请要求2011年12月7日申请的美国临时申请61/567，948,61/567, 950、61/567,951和61/567，953的优先权，其公开内容通过引用以它们不与本文的陈述相矛盾的程度并入本文。专利
本专利技术一般涉及包含纤维素酯的弹性体组合物以及制备这种弹性体组合物的方法。专利技术背景 包含高含量填料的弹性体组合物由于其增加的弹性、硬度、抗撕裂性和刚性而被通常用于制备轮胎或各种轮胎部件。弹性体组合物的这些提升的性能通常通过在制备过程中将大量的填料(例如炭黑、二氧化硅和其它矿物质)添加到弹性体组合物中来实现。高度填充的弹性体组合物的另一益处是相比于不包含或几乎不包含填料的弹性体组合物它们可以以更经济的规模制备，由此降低含有这类组分的轮胎的整体制造成本。弹性体通常是弹性体组合物中最昂贵的组分，因此使用高含量的填料可以使使用的昂贵弹性体的量最小化。不幸地是，在弹性体组合物中大量的填料的存在极大地增加了组合物的加工粘度，从而使其非常难以加工。对于该问题，目前的一个解决方案是将加工助剂，例如芳族加工油，添加到弹性体组合物中以降低其加工粘度。然而，将这类加工助剂合并到弹性体组合物中往往会使固化的弹性体组合物软化，从而削弱了将高含量的填料添加到组合物中的合意的益处。因此，由于这些加工限制，许多常规的高度填充的弹性体组合物可能在轮胎或轮胎部件中的应用有限。因此，对于容易加工并且在用于轮胎或轮胎部件中时显示出理想的弹性、硬度、抗撕裂性和刚性的高度填充的弹性体组合物存在需求。此外，对于可以改善弹性体组合物的可加工性并且还可以提高其在用于轮胎中时的弹性、硬度、抗撕裂性和/或刚性的弹性体组合物的加工助剂存在需求。专利技术概述 在本专利技术的一个实施方案中，提供了一种轮胎部件。所述轮胎部件包含一种弹性体组合物，其包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少约70份(phr)的一种或多种填料。在组合物中纤维素酯与淀粉的比为至少约3:1。此外，所述纤维 素酯呈具有小于约IOMffl的平均直径的颗粒形式。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了一种轮胎部件。所述轮胎部件包含一种弹性体组合物，包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种主弹性体，和一种或多种填料。所述弹性体组合物显示出至少1450000Pa的在5%应变和30°C下测量的动态力学分析(DMA)应变扫描模量和至少约120 lbf/in的根据ASTM D624测量的成型槽撕裂。在本专利技术的另一实施方案中，提供了一种制备轮胎部件的方法。该方法包括(a)将至少一种纤维素酯、至少一种非腈主弹性体和至少70phr的一种或多种填料在超过所述纤维素酯的Tg的温度下共混以制备弹性体组合物，所述弹性体组合物具有不超过约IlOAU的在100°C下根据ASTM D1646测量的门尼粘度；和(b)用所述弹性体组合物形成轮胎部件。在本专利技术进一步的实施方案中，提供了制备轮胎部件的方法。该方法包括混合包含至少一种非原纤维的纤维素酯、至少一种主弹性体和一种或多种填料的弹性体组合物。其中，所述弹性体组合物显示出至少1450000Pa的在5%应变和30 °C下测量的动态力学分析(DMA)应变扫描模量和至少120 lbf/in的根据ASTM D624测量的成型槽撕裂。其它涉及在弹性体中使用纤维素酯的专利技术已经由Eastman Chemical Company在2012年11月30日提交在名称为“在高度填充的弹性体体系中的纤维素酯(CelluloseEsters in Highly Filled Elastomeric Systems) ”、“纤维素酯弹性体组合物(CelluloseEster Elastomer Compositions) ”和“将纤维素酯分散到弹性体组合物中的方法(Processfor Dispersing Cellulose Esters into Elastomeric Compositions)，，的原始申请中提交，其公开内容通过引用以它们不与本文的陈述相矛盾的程度并入本文。附图简要说明 图1是根据本专利技术的一个实施方案制备的充气轮胎的剖视图。专利技术详述 本专利技术一般涉及将纤维素酯分散到弹性体组合物中以改善弹性体组合物的机械和物理性能。已经观察到 当在弹性体组合物中以及它们的制备中使用时，纤维素酯可以提供双重功能。例如，纤维素酯可以充当加工助剂，因为它们可以熔融并且在弹性体加工温度下流动，从而破裂成较小的颗粒并且降低在加工期间组合物的粘度。在被分散到整个弹性体组合物中之后，纤维素酯可以在冷却后重新固化并且可以充当增强所述弹性体组合物以及，最终，增强并入了这种弹性体组合物的任何轮胎或轮胎部件的增强填料。在本专利技术的某些实施方案中，提供了由包含高含量的一种或多种填料的高度填充的弹性体组合物制造的轮胎或轮胎部件。高度填充的弹性体组合物由于其提高的模量、强度和弹性对于在轮胎中的应用是合乎人意的。不幸地是，已经观察到将高含量的填料添加到弹性体组合物中会由于组合物增加的粘度而使得弹性体组合物的后续加工变得非常困难。然而将纤维素酯添加到弹性体组合物中可以弥补常规高度填充的弹性体组合物表现出的许多缺陷。因此，在本专利技术的某些实施方案中，纤维素酯可以使得高度填充的弹性体组合物的制备能够在加工过程中展现出出众的粘度并且在轮胎中使用期间展现出提高的模量、刚性、硬度和撕裂性能。在本专利技术的某些实施方案中，提供了一种弹性体组合物，其包含至少一种纤维素酯、至少一种主弹性体、任选地一种或多种填料和任选地一种或多种添加剂。(A)纤维素酯 本专利技术的弹性体组合物可以包含每100份橡胶至少约1、2、3、4、5或10份(“phr”)的至少一种纤维素酯，基于弹性体的总重量。另外地或可替代地，本专利技术的弹性体组合物可以包含不超过约75、50、40、30或20phr的至少一种纤维素酯，基于弹性体的总重量。本文所使用的术语“phr”是指每100重量份橡胶或弹性体中各自材料的份数。在本专利技术中使用的纤维素酯可以是本领域已知的任何纤维素酯。在本专利技术中可用的纤维素酯可以使用本领域已知的技术制备或可以商业上获得，例如由Eastman ChemicalCompany, Kingsport, TNj IL S.A。本专利技术的纤维素酯通常包含以下结构的重复单元:【权利要求】1.一种轮胎部件，其包含弹性体组合物，所述弹性体组合物包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少70份(Phr)的一种或多种填料，其中所述纤维素酯与所述淀粉的重量比为至少3:1，其中所述纤维素酯呈具有不超过IOMffl平均直径的颗粒形式。2.根据权利要求1的轮胎部件，其中所述轮胎部件包括轮胎胎面、轮胎子胎面、轮胎底胎面、胎体帘布层、带束层、覆盖冠带层、带束楔、肩部插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎部件，其包含弹性体组合物，所述弹性体组合物包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少70份（phr）的一种或多种填料，其中所述纤维素酯与所述淀粉的重量比为至少3:1，其中所述纤维素酯呈具有不超过10µm平均直径的颗粒形式。

【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：SK巴苏，BJ赫尔梅，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国;US