填料在弹性体基体中显示出良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填料在弹性体基体中显示出良好的分散性的弹性体组合物。具体地，公开一种用于获得基于至少一种二烯弹性体、增强填料的组合物的方法，所述增强填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的含量小于或等于50重量份/100份弹性体，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，该第一母料具有增强填料在弹性体基体中Z值大于或等于90的分散性，‑将除了交联体系之外的无机填料、第二弹性体和组合物的其他组分掺入混合器中的经干燥的第一母料，将所有物质热机械捏合直到到达在130℃和200℃之间的最大温度，‑将结合的混合物冷却至100℃以下的温度，‑随后引入交联体系，‑捏合所有物质直至120℃以下的最高温度。

An elastomeric composition in which the filler exhibits a good dispersion in the elastomer matrix

The present invention relates to an elastomeric composition that exhibits a good dispersion in an elastomer matrix. Specifically, disclosed for obtaining at least one diene elastomer filler composition and enhancement method based on the reinforcing filler containing at least carbon and inorganic filler, the content of the inorganic filler is less than or equal to 50 /100 weight portions of elastomer, the method includes the following steps: the first batch preparation contains a diene elastomer and carbon black, the first batch has reinforcing filler in elastomer matrix Z value is greater than or equal to 90 of the dispersion, except crosslinking system outside the inorganic filler and elastomer composition and second other components of incorporation in the first batch mixer dry, all the material mechanical kneading until the arrival of maximum temperature between 130 degrees and 200 degrees, temperature will combine the mixture cooled to 100 DEG C, then introduced crosslinking system, kneading all things straight Maximum temperature below 120 degrees C.

【技术实现步骤摘要】
填料在弹性体基体中显示出良好的分散性的弹性体组合物本申请是申请号为201180066161.5，申请日为2011年12月9日，专利技术名称为“填料在弹性体基体中显示出良好的分散性的弹性体组合物”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种基于至少一种无机填料(特别是二氧化硅)并基于母料的橡胶组合物，所述母料基于二烯弹性体和炭黑，所述母料具有炭黑在所述弹性体基体中良好的分散性，所述组合物具有所述组合物的全部填料在其弹性体基体中良好的分散性。术语“母料”理解为意指：其中已引入了填料并任选地已引入了其他添加剂的基于弹性体的复合材料。特别地，本专利技术涉及使用这种母料用于制造用有机填料和无机填料的共混物增强的二烯橡胶组合物，所述二烯橡胶组合物旨在用于制造轮胎或轮胎半成品，特别是这些轮胎的胎面。
技术介绍
已知为了获得由填料赋予轮胎胎面的最优的增强性能和滞后性能，并由此获得高耐磨性和低滚动阻力，通常合理的是，这种填料在弹性体基体中以这样的最终形式存在：既尽可能地细碎，又尽可能地均匀分布。然而，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。因为燃料节约和保护环境的需求已成为了优先考虑的事情，已经证实必须生产具有减少的滚动阻力而没有不利地影响它们的耐磨性的轮胎。这已经成为可能，特别是通过在这些轮胎的胎面中使用至少部分地用无机填料增强的新型橡胶组合物，所述无机填料特别是特定的高度可分散型二氧化硅，其从增强的角度可以与常规的轮胎级炭黑相媲美，同时对这些组合物提供低滞后性，也就是对于含有它们的轮胎提供低滚动阻力，并还改进了在潮湿、积雪覆盖或结冰路面上的抓地力。然而，由于相互亲和性的原因，这些无机填料粒子具有在弹性体基体中一起成块的恼人的趋势。这些相互作用具有限制填料的分散性的有害结果并因此增强性能降至显著低于理论上可能达到的水平，所述理论上可能达到的水平即如果实际获得了在配混操作中能够产生的所有(无机填料/弹性体)键合的水平。此外，这些相互作用往往增加橡胶组合物的未固化态的粘度，并因此使其比在炭黑存在时难以加工，即使对于高度可分散的二氧化硅也是如此。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，为了改进弹性体基体中的填料的可分散性，溶液的一种类型包括在“液”相中配混弹性体和填料。为此，方法涉及胶乳形式的弹性体和填料的水性分散体，所述胶乳形式的弹性体为水分散的弹性体粒子的形式，所述填料的水性分散体也就是在水中分散的填料，通常被称为“浆料”。特别地，某些方法(特别是例如在文件US6048923中所描述的那些)可以获得弹性体和填料的母料，所述母料具有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的固相配混过程中获得的弹性体基体中的填料的分散性，显著地改进了分散性。特别地，此方法包括将包含弹性体胶乳的第一流体的连续流掺入凝结反应器的配混区，将包含填料的水性分散体的第二流体的第二连续流在压力下掺入配混区以与弹性体胶乳形成混合物，这两股流体的配混足够强劲，使其能够在凝结反应器的出口孔口前几乎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。此方法特别地适用于始于天然橡胶胶乳和炭黑生产具有非常好的分散性的母料。事实上，此方法的应用由于必须同时一起凝结的天然橡胶胶乳和炭黑的能力变得特别有利。相反地，二氧化硅不与天然橡胶胶乳同时凝结，因为二氧化硅聚集体通常本质上是亲水性的，并且其与水比其与弹性体粒子本身具有更大的亲和力。此外，这种方法在存在于母料中的炭黑的含量方面具有限制，然而，随后掺入固体形式的炭黑以增加弹性体基体中总填料含量，并不使其能够保留所得的滞后性的优点。此外，关于可以使用以具有炭黑和弹性体的结合的凝结的二烯弹性体的类型，此方法还在实践中受限为天然橡胶；然而，使用其他弹性体用于许多轮胎应用的优点已经公知很久了。
技术实现思路
申请人意外地发现，与添加固体形式的炭黑和第二弹性体(与第一弹性体相同或不同)的效果相反，与本领域技术人员关于在弹性体基体中难以分散和加工二氧化硅的知识相反，将二氧化硅和第二弹性体(包括如果该第二弹性体不同于第一弹性体的情况)掺入具有炭黑在二烯弹性体基体中非常好的分散性的二烯弹性体和炭黑母料，特别是根据上述方法制备的母料，使其可以获得具有改进的滞后性而同时保留全部填料在弹性体基体中的良好的分散性并由此包括两种弹性体的新型母料。因此，本专利技术的一个主题为一种基于至少一种二烯弹性体、增强填料的橡胶组合物，所述增强填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的含量小于或等于50重量份/100份弹性体，所述组合物的特征在于所述组合物由第一母料获得，所述第一母料包含至少一种第一二烯弹性体和炭黑，并具有所述炭黑在所述弹性体基体中Z值大于或等于90的分散性，将所述无机填料和至少一种与所述第一弹性体相同或不同的第二弹性体添加至所述第一母料。优选地，该第一母料通过始于第一二烯弹性体胶乳和炭黑的水性分散体的液相配混获得，更优选地，其根据如下方法步骤获得：-将第一二烯弹性体胶乳的连续流进料至凝结反应器的混合区，所述凝结反应器定义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所述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所述第一母料。根据一有利的实施方案，所述第一二烯弹性体在所述弹性体基体中的重量分数大于或等于50％，优选大于或等于60％。根据一优选实施方案，所述第一二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，更优选地，所述第一二烯弹性体为天然橡胶。根据另一优选的实施方案，所述第二弹性体为二烯弹性体。优选地，所述第二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，更优选地，所述第二弹性体选自天然橡胶、聚丁二烯和聚丁二烯/苯乙烯共聚物。根据另一优选的实施方案，所述第二弹性体选自非二烯弹性体。根据另一优选的实施方案，所述组合物的所述无机填料为二氧化硅或二氧化硅覆盖的炭黑。本专利技术的另一主题为一种用于获得基于至少一种二烯弹性体、增强填料的组合物的方法，所述增强填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的含量小于或等于50重量份/100份弹性体，所述方法包括如下步骤：-制备包含所述二烯弹性体和所述炭黑的第一母料，该第一母料具有所述增强填料在所述弹性体基体中Z值大于或等于90的分散性，-将除了交联体系之外的所述无机填料、所述第二弹性体和组合物的其他组分掺入混合器中的所述第一母料，将所有物质热机械捏合直到到达在130℃和200℃之间的最大温度，-将结合的混合物冷却至100℃以下的温度，-随后掺入：所述交联体系，-捏合所有物质直至120℃以下的最高温度。根据本方法一优选的实施方案变体，同时引入所述无机填料和所述第二弹性体，优选以预先制备的第二母料的形式引入。根据另一优选的实施方案变体，分别引入所述无机填料和所述第二弹性体；所述无机填料在所述第二弹性体之前或之后引入。根据另一优选的实施方案变体，引入所述无机填料和/或所述第二弹性体相对于将所述第一母料引入所述混合器晚了(décalédansl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于获得基于至少一种二烯弹性体、增强填料的组合物的方法，所述增强填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的含量小于或等于50重量份/100份弹性体，所述方法包括如下步骤：‑制备第一母料，所述第一母料包含第一二烯弹性体和炭黑，该第一母料具有增强填料在弹性体基体中Z值大于或等于90的分散性，制备所述第一母料的步骤包括：形成第一二烯弹性体和炭黑的经凝结的混合物并干燥经凝结的混合物以回收第一母料，‑将除了交联体系之外的无机填料、第二弹性体和组合物的其他组分掺入混合器中的经干燥的第一母料，将所有物质热机械捏合直到到达在130℃和200℃之间的最大温度，‑将结合的混合物冷却至100℃以下的温度，‑随后引入交联体系，‑捏合所有物质直至120℃以下的最高温度。

【技术特征摘要】
2010.12.17 FR 10606871.一种用于获得基于至少一种二烯弹性体、增强填料的组合物的方法，所述增强填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的含量小于或等于50重量份/100份弹性体，所述方法包括如下步骤：-制备第一母料，所述第一母料包含第一二烯弹性体和炭黑，该第一母料具有增强填料在弹性体基体中Z值大于或等于90的分散性，制备所述第一母料的步骤包括：形成第一二烯弹性体和炭黑的经凝结的混合物并干燥经凝结的混合物以回收第一母料，-将除了交联体系之外的无机填料、第二弹性体和组合物的其他组分掺入混合器中的经干燥的第一母料，将所有物质热机械捏合直到到达在130℃和200℃之间的最大温度，-将结合的混合物冷却至100℃以下的温度，-随后引入交联体系，-捏合所有物质直至120℃以下的最高温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中同时引入所述无机填料和所述第二弹性体。3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述无机填料和所述第二弹性体以预先制备的第二母料的形式引入。4.根据权利要求1所述的方法，其中分别引入所述无机填料和所述第二弹性体；所述无机填料在所述第二弹性体之前或之后引入。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中引入所述无机填料和/或所述第二弹性体相对于将所述第一母料引入混合器晚了几十秒至几分钟的时间。6.根据权利要求1所述的方法，其中在液相中从至少一种弹性体胶乳和炭黑的分散体生产所述第一母料。7.根据权利要求6所述的方法，其中根据如下连续步骤生产所述第一母料：-将第一二烯弹性体胶乳的连续流进料至凝结反应器的混合区，所述凝结反应器定义了在混合区和出口孔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所述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所述第一母料。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一二烯弹性体在所述弹性体基体中的重量分数大于或等于50％。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一二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。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一二烯弹性体为天然橡胶。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二弹性体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·托马松，M·赛维吉洛，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR