非均相二氧化硅-炭黑填充的橡胶配料制造技术

本发明专利技术涉及一种非均相二氧化硅／炭黑填充的橡胶配料和一种这种配料的制备方法。相对于均相填充二氧化硅的橡胶配料，该橡胶配料显著改善（降低）了电阻性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在某些轮胎市场上，近来的发展趋向于二氧化硅基胎面胶。基于这种趋势，伴随着炭黑含量的减少，使用的二氧化硅含量越来越高。当人们增加橡胶中的二氧化硅含量同时减少炭黑含量时，这种橡胶的电阻升高了。在装配轮胎的车辆里当轮胎中采用这种橡胶时，由于静电电位升起所造成的这种情况是不希望的。当在某些情况下使用二氧化硅填料同时，减少炭黑含量时避免电位问题也是所希望的。本专利技术涉及到非均相二氧化硅/炭黑填充橡胶配料和一种该配料的制备方法。公开了一种非均相二氧化硅/炭黑填充橡胶配料的制备方法，该方法包括(a)在第一橡胶中紧密分散30至60phr二氧化硅填料和5至80phr炭黑以形成第一非生产性配料；(b)在所述的第一非生产性配料中紧密分散固化剂以形成第一生产性配料；(c)在不同于所述的第一橡胶的第二橡胶中分别地紧密分散20至100phr二氧化硅填料，以形成第二非生产性配料；(d)在所述第二非生产性配料中紧密分散固化剂，以形成第二生产性配料；和(e)混合所述的第一生产性配料和第二生产性配料以形成非均相二氧化硅/炭黑填充橡胶配料。这里也公开了通过下述方法制备的非均相二氧化硅/炭黑填充橡胶配料，该方法包括(a)在第一橡胶中紧密分散30至60phr二氧化硅填料和5至80phr炭黑以形成第一非生产性配料；(b)在所述的第一非生产性配料中紧密分散固化剂以形成第一生产性配料；(c)在不同于所述的第一橡胶的第二橡胶中分别地紧密分散20至100phr二氧化硅填料，以形成第二非生产性配料；(d)在所述第二非生产性配料中紧密分散固化剂，以形成第二生产性配料；和(e)混合所述的第一生产性配料和第二生产性配料以形成非均相二氧化硅/炭黑填充橡胶配料。本专利技术涉及一种非均相二氧化硅/炭黑填充的橡胶配料。这里使用的非均相是指包括不相同的组分和/或组分含量。更具体地，该术语是指在第一橡胶中含有选择分散的二氧化硅和炭黑并且在第二橡胶中含有二氧化硅的橡胶配料。然后，在向每种橡胶配料中添加固化剂并且随后将两种产物混合时，炭黑在一相中的浓度较高，导致总橡胶配料的导电性提高以及这两相中每一相的最优化固化。本专利技术的重要一点是第一橡胶和第二橡胶是不同的。即使这两种橡胶是不同的，但这两种橡胶中的每种也可以选自相同类型的橡胶。第一橡胶和第二橡胶可选自乳液聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物，溶液聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物，天然橡胶，顺1,4-聚丁二烯，合成的顺1,4-聚异戊二烯，苯乙烯/异戊二烯共聚物，3,4-聚异戊二烯，异戊二烯/丁二烯共聚物，中乙烯基聚丁二烯(乙烯基单元为20～60重量％)，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元共聚物，丁基橡胶，氯丁橡胶，丙烯腈/丁二烯共聚物和乙烯/丙烯/二烯三元共聚物和它们的混合物。按照本专利技术优选的实施方案，第一橡胶(通常制备第一非生产性配料)和第二橡胶(通常制备第二非生产性配料)具有不同的玻璃化转变温度(Tg)。术语“Tg”指的是特定橡胶的玻璃化转变温度，由差示扫描量热计以每分钟10℃的速度进行测定。在一特别优选的实施方案中，第一橡胶的Tg比第二橡胶的Tg高。例如，第一橡胶的Tg为-50℃至0℃(高Tg橡胶)，第二橡胶的Tg为-100℃至-51℃(低Tg橡胶)。按照此实施方案，第一和第二橡胶Tg之间的差别为60℃至0℃。高Tg橡胶的代表性例子包括，典型地含有约65重量％的3,4-异戊二烯单元和Tg约为-16℃的3,4-聚异戊二烯。另一高Tg橡胶的例子是溶液聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶，其含有12重量％的苯乙烯，乙烯基含量约为40重量％，Tg为-45℃和门尼粘度(ML1+4)在100℃下为90。另一高Tg橡胶是苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元共聚物，其含有20重量％的苯乙烯，40重量％的异戊二烯和40重量％的丁二烯，Tg为-42℃和门尼粘度在100℃下为90。另一个高Tg橡胶的例子是高顺式1,4-聚丁二烯橡胶，其特征是1,4键合的重量百分比至少是9％。另一高Tg橡胶是溶液聚合的中顺式1,4-聚丁二烯，1,2-结构乙烯基单元为40至60重量％，顺1,4-结构单元为35至45重量％。这种溶液聚合聚丁二烯具有的Tg是-65℃，并且门尼粘度(ML1+4)在100℃下约是44。另一个高Tg橡胶的例子是乳液聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶，其特征是苯乙烯含量为23.5至40重量％。例如，苯乙烯含量为23.5重量％的乳液聚合苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶，典型地其Tg大约是-55℃。一种苯乙烯含量为40wt％的乳液聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶，典型地其Tg大约是-32℃至-35℃。优选的高Tg橡胶将取决于本专利技术橡胶配料的应用场合。低Tg橡胶的代表性例子包括具有95重量％或者更多顺1,4-结构的聚丁二烯橡胶，其Tg为-95℃至-105℃，门尼粘度(ML1+4)在100℃下是30至100。低Tg橡胶的另一例子是通过钕催化制备的异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶，其特征是异戊二烯的含量大约是20重量％，Tg约为-90℃和门尼粘度(ML1+4)在100℃下是82。还有另一种例子是通过钕催化剂制备的异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶，其特征是具有异戊二烯含量约10重量％,Tg约为-98℃和门尼粘度在100℃下为82。合适的橡胶的其他的例子是液体聚合的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶含高达10重量％的苯乙烯。这样的苯乙烯/丁二烯共聚物的Tg为-93℃至-80℃和门尼粘度(ML1+4)在100℃下是30至100。优选的低Tg橡胶将取决于本专利技术橡胶配料的应用场合。另一例子是顺1,4-聚异戊二烯。这种顺1,4-聚异戊二烯橡胶既包括天然橡胶又包括合成橡胶。顺1,4-聚异戊二烯橡胶，天然或者合成的，典型地其顺1,4-含量大约是96至99重量％。合成的顺1,4-聚异戊二烯橡胶，典型地，其Tg约是-65℃。天然的顺1,4-聚异戊二烯橡胶，典型地，其Tg约是-65℃。对于合成的顺1,4-聚异戊二烯橡胶和天然的顺1,4-聚异戊二烯橡胶，典型地，其门尼粘度(ML1+4)在100℃下为30至100。低Tg橡胶的另一例子是通过钕催化制备的异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶，其特征是异戊二烯的含量大约是70重量％，Tg约为-79℃和门尼粘度(ML1+4)在100℃下是76。另一低Tg橡胶是溶液聚合的、苯乙烯含量大约是18重量％的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶，其乙烯基含量大约是10重量％，Tg约为-78℃和门尼粘度(ML1+4)在100℃下是85。除在第一非生产性配料中的第一橡胶外，还存在另一种橡胶。在于第一非生产性配料中使用两种或者更多种橡胶的那些情况下，以第一非生产性配料为基准，第一橡胶的使用量应为30至80重量份每100重量份总橡胶(phr)。优选地，在第一非生产性配料中，第一橡胶的使用量应为40至60phr。然而，如果除第一橡胶之外还使用了一种或者更多种橡胶以制备第一非生产性配料，则在来自于第一非生产性配料的总的非均相共混物中，这些橡胶的总量为20至80phr，优选40至60phr。在于第一非生产性配料中还使用了另一种或者多种橡胶的那些情况下，优选地，要遵循与第一橡胶同样的选择标准，即对于所述Tg的选择标准。同样地，在第二非生产性配料中的第二橡胶中，还可以存在另一种橡胶。在于第二非生产性配料中使用两种或者更多种橡胶的那些情况下，以第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非均相二氧化硅／炭黑填充橡胶配料的制备方法，其特征在于：（ａ）在第一橡胶中紧密分散３０至６０ｐｈｒ二氧化硅填料和５至８０ｐｈｒ的炭黑以形成第一非生产性配料；（ｂ）在所述的第一非生产性配料中紧密分散固化剂以形成第一生产性配料； （ｃ）在不同于所述第一橡胶的第二橡胶中独立地紧密分散２０至１００ｐｈｒ的二氧化硅填料以形成第二非生产性配料；（ｄ）在所述的第二非生产性配料中紧密分散固化剂以形成第二生产性配料；（ｅ）混合所述的第一生产性配料和所述的第二生产性配料以形 成非均相二氧化硅／炭黑填充的橡胶配料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FG科尔瓦瑟，G阿戈斯蒂尼，PMJ道维斯特，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]