包含离聚物的弹性体组合物制造技术

本发明专利技术提供了包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂的弹性体组合物。还提供了制备所述弹性体组合物的方法以及包含所述弹性体组合物的制品。特别地，提供了包含所述弹性体组合物的轮胎，其中改善了处理和加工特性，同时保留了其他性能特性。

Elastomeric composition comprising ionomer

The present invention provides an elastomeric composition comprising at least one elastomer, at least one ionomer, at least one filler and optionally at least one coupling agent. Also provided are methods of preparing the elastomeric compositions and articles containing the elastomeric compositions. In particular, a tire comprising the elastomer composition is provided, wherein processing and processing characteristics are improved, while other performance characteristics are retained.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含离聚物的弹性体组合物相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月12日提交的美国临时申请序列62/115,389的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。专利
本专利技术属于弹性体组合物的领域，所述组合物包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂。还提供了生产所述弹性体组合物的方法以及使用所述弹性体组合物生产的制品，特别是轮胎。专利技术背景含有填料的轮胎配制物由于其在加工条件下的高粘度而难以加工。在这些配制物中，二氧化硅和/或炭黑通常用作填料。例如，沉淀二氧化硅纳米颗粒的表面是非常极性的，导致强的填料-填料相互作用和附聚，并且这种行为是二氧化硅填充的橡胶难加工的主要原因。大部分都需要长的混合时间和/或重复的混合循环，以使这些配制物可用于弹性体和轮胎应用中。为了克服这个缺点，加工助剂(例如油)通常包含在这些配制物中，这有助于通过稀释弹性体组合物进行混合。或者，可以使用减少的填料装载量。虽然这些方法改善了加工，但可以看出对最终硫化轮胎胶料（compound）的性能特性的显著负面影响，这取决于最终用途的应用条件，包括降低的轮胎耐磨性、抓着力/牵引力和侧滑系数(CC)或处理性。通过将加工助剂(例如油(例如经处理的馏出物芳族提取物(TDAE))和皂)并入轮胎胶料中，可以改善其加工性。然而，加入皂和油通常会通过不利地影响其动态机械特性使最终硫化轮胎胶料的性能劣化。或者，二氧化硅偶联剂可以包含在轮胎胶料中。但是，加工时间长的问题依然存在。已通过加入交联树脂，例如通常通过亚甲基供体交联的树脂来改善处理性。在加工过程中，树脂可以起到加工助剂的作用，但是随后在交联剂的存在下可以在橡胶硫化步骤期间与其自身交联，形成高Tg结构区域（domains），从而使所述胶料变硬(如果在剪切测试模式中测量，则增加低应变模量：G'，或者如果在拉伸测验模式中测量，则增加低应变模量：E')。增加的G'表示在胎面胶料中更好的处理和转向特性。尽管在二氧化硅配制物中使用的加工助剂(例如油)有助于主要通过胶料稀释进行胶料混合，但它们降低了胶料的E'并增加其滞后行为，因此降低了其滚动阻力。通常，偶联剂可以保持良好的滚动阻力特性，但是也对最终胶料的E'产生负面影响，因此使轮胎处理特性恶化。尽管交联树脂改善最终硫化胶料的处理特性，但是由于在轮胎的使用寿命期间遇到的周期性应变下的树脂网络的缓慢降解，其性能可能逐渐下降。这也可能导致增加的滞后行为和差的滚动阻力。除了这些缺点之外，交联树脂的使用可能会在一段时间后伴随甲醛释放的环境问题。在工业中需要用于弹性体组合物、特别是在轮胎中使用的那些弹性体组合物的添加剂，其可以改善加工性而不影响性能特性。专利技术概述在本专利技术的一个实施方案中，提供了包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和至少一种偶联剂的弹性体组合物。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了生产弹性体组合物的方法。所述方法包括将至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和至少一种偶联剂混合以生产弹性体组合物。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了包含弹性体组合物的制品；其中所述弹性体组合物包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和至少一种偶联剂。具体而言，提供了包含所述弹性体组合物的轮胎。附图简述图1示出了与对比例相比，含有离聚物的轮胎胎面胶料的性能。详细说明提供了包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂的弹性体组合物。如本文所用的术语“弹性体”可以与术语“橡胶”互换使用。由于本文所述方法的广泛适用性，因此所述离聚物实际上可以与任何类型的弹性体一起使用。例如，本专利技术中使用的所述弹性体可以包括天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶及其混合物。在本专利技术的一些实施方案中，所述弹性体可以是极性橡胶胶料。所述极性弹性体可以是选自氯化橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶和聚氨酯中的至少一种。在本专利技术的某些实施方案中，所述弹性体中的至少一种是非极性弹性体。例如，非极性弹性体可以包含至少约90、95、98、99或99.9重量%的非极性单体。在一个实施方案中，所述非极性弹性体主要基于烃。非极性弹性体的实例包括但不限于天然橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚烯烃、乙烯丙烯单体橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶和聚降冰片烯橡胶。聚烯烃的实例包括但不限于聚丁烯、聚异丁烯和乙丙橡胶。在另一个实施方案中，所述弹性体包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和/或聚丁二烯橡胶。非极性弹性体通常用于轮胎组件中。在某些实施方案中，所述弹性体含有很少或不含腈基。如本文所用，当腈单体占所述弹性体的小于10重量%时，所述弹性体被认为是“非腈”弹性体。在一个实施方案中，所述弹性体不含腈基。在本专利技术的一个实施方案中，使用碘值为约20-约400的二烯橡胶。可以使用的二烯橡胶的示例是基于共轭二烯，例如1,3-丁二烯；2-甲基-1,3-丁二烯；1,3-戊二烯；2,3-二甲基-1,3-丁二烯等的聚合物，以及这样的共轭二烯与单体的共聚物，所述单体例如为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙炔(例如，乙烯基乙炔)、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯等。在一个实施方案中，高度不饱和的橡胶包括天然橡胶、顺式聚异戊二烯、聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)、苯乙烯-异戊二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物等。此外，两种或更多种高度不饱和的橡胶与具有较低不饱和度的弹性体(例如EPDM、EPR和丁基橡胶或卤化丁基橡胶)的混合物也在本专利技术的预期之内。后者这些弹性体也可以构成弹性体混合物的主要组分。所述弹性体中的至少一种(或者如果不是混合物则为所述弹性体)是非极性弹性体。例如，非极性主要弹性体可以包含至少约90、95、98、99或99.9重量%的非极性单体。可用作本专利技术中的弹性体的弹性体二烯聚合物可以选自在硫、过氧化物或金属过氧化物可硫化的弹性体组合物中通常使用的那些，特别是适用于轮胎制造的那些。在一个实施方案中，可以使用具有通常低于20℃的玻璃化转变温度的不饱和链弹性体聚合物或共聚物。在其他实施方案中，所述玻璃化转变温度为约0℃-约-90℃。这样的聚合物或共聚物可以具有天然来源，或者可以通过一种或多种共轭二烯烃(可以与一种或多种其量通常不高于50重量%的单乙烯基芳烃混合)的溶液聚合或乳液聚合而合成获得。所述弹性体可以含有很少或不含腈/卤代基团。在弹性体组合物中使用的离聚物可以是本领域已知的任意一种。离聚物是含有至少一个可离子化基团或离子基团的大分子。在本专利技术的一个实施方案中，所述离聚物是大分子，其中小但显著比例的单元具有可离子化基团或离子基团，或两者。离聚物可以在大分子主链结构、离子基团或可离子化基团类型和中和抗衡离子(如果存在)方面不同。在本专利技术的另一个实施方案中，所述离聚物包含约1-约40摩尔%的可离子化基团或离子基团。在其他实施方案中，存在约3-约25摩尔%或约8-约20摩尔%的可离子化基团或离子基团。可离子化基团包括但不限于羧酸根（carboxylic）、硫酸根、磺酸根、膦酸根、磷酸根、胺。这些基团可以以可离子化或部分/完全中和的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
弹性体组合物，其包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂；其中所述离聚物包含主链结构和至少一个离子基团或可离子化基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.12 US 62/115389;2016.02.10 US 15/040006;201.弹性体组合物，其包含至少一种弹性体、至少一种离聚物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂；其中所述离聚物包含主链结构和至少一个离子基团或可离子化基团。2.根据权利要求1的弹性体组合物，其中所述弹性体选自天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶及其混合物。3.根据权利要求1的弹性体组合物，其中所述弹性体中的至少一种是非极性弹性体。4.根据权利要求3的弹性体组合物，其中所述非极性弹性体选自天然橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚烯烃、乙烯丙烯单体橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶和聚降冰片烯橡胶。5.根据权利要求1的弹性体组合物，其中所述离聚物还包含中和抗衡离子。6.根据权利要求1的弹性体组合物，其中所述离子基团或可离子化基团是选自羧酸根、硫酸根、磺酸根、磷酸根、膦酸根和季铵中的至少一种。7.根据权利要求5的弹性体组合物，其中中和阳离子是选自碱金属、碱土金属和过渡金属中的至少一种。8.根据权利要求5的弹性体组合物，其中所述中和抗衡离子是铵。9.根据权利要求1的弹性体组合物，其中所述离聚物主链结构是直链或支链的全碳主链聚合物。10.权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：PH瓦甘特瓦，F伊纳茨胡佛，SK巴苏，BJ赫尔默，CG罗伯森，ME唐纳森，MD谢尔比，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国,US