用于橡胶组合物的添加剂制造技术

本发明专利技术涉及含氧化硅，具有至少一个环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷和含松香的材料的橡胶组合物。本发明专利技术还涉及含这种橡胶组合物的轮胎，这种橡胶组合物或其轮胎的制备方法，和含松香的材料用于改进包含它的橡胶(例如在轮胎中)的门尼粘度的用途。

Additive for rubber composition

The present invention relates to a rubber composition containing at least one ring and / or a bridged alkoxy organo silane and a rosin containing material. The invention also relates to compositions containing such rubber tire, preparation method of the rubber composition or the tire, and containing rosin material for improved rubber containing it (e.g. in tire) use of Mooney viscosity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于橡胶组合物的添加剂专利
本专利技术涉及一种橡胶组合物，它包括氧化硅，含羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和含松香的材料。本专利技术还涉及含这种橡胶组合物的轮胎，这种橡胶组合物或其轮胎的制备方法，和含松香的材料用于改进包含它的橡胶(例如在轮胎内)的门尼粘度和机械性能的用途。专利技术背景在橡胶组合物中使用硅烷作为粘合促进剂，作为交联剂和作为表面改性剂。例如参考E.P.Plueddemann，"SilaneCouplingAgents"，第2版，PlenumPress1982。若干种常用的硅烷包括烷氧基硅烷和有机基巯基硅烷类，例如氨烷基三烷氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，多硫代烷基三烷氧基硅烷(polysulfanalkyltrialkoxysilanes)，巯烷基三烷氧基硅烷，和巯基-硫代羧酸酯低聚物。美国专利7683115公开了当使用含有多个巯基和硅烷醇官能团的有机基巯基硅烷与二烯烃基弹性体时发生的现象，所得胶料的未固化粘度显著增加。这对加工胶料产生严重的问题。这一专利表明在硬脂酸和改性硫化体系的含量水平增加情况下，使用氧化锌、硬脂酸体系将减少这一问题。Struktol在CongressoBrasileirodeTecno-logiadaBorracha2012提交的“FasterProcessingofHighPerformanceSilicaCompounds”中提出了通过使用具有锌和不具有锌的脂肪酸共混物，氧化硅填充的橡胶胶料的粘度下降。在橡胶组合物中使用的松香衍生物的实例包括例如在US2009/0209690和US2009/069474中描述的那些。US2009/0209690公开了一种橡胶组合物，它含有氧化硅增强剂和植物-衍生的液态部分脱羧化的松香的结合物。这一文献公开了许多偶联剂可用于偶联氧化硅，简单地多聚硫烷(例如含有多硫化桥的多聚硫烷)，和一般地提及有机巯基烷氧基硅烷，但没有公开它们的结构。事实上，这一专利排除使用具有约160mgKOH/g的典型酸值的松香，且要求保护使用具有2至30mgKOH/g的典型酸值的脱羧化松香油。US2009/069474公开了在所述橡胶组合物的表面内部和上面具有含树脂酸锌的橡胶组合物的胎面的轮胎。公开了许多偶联剂与氧化硅联合使用。提及有机烷氧基巯基硅烷以及多聚硫烷，例如双-(3-三烷氧基甲硅烷基烷基)多硫化物。没有公开在含氧化硅的橡胶组合物内与具有羟基，环状和/或桥连烷氧基和/或封闭和未封闭巯基的有机基硅烷结合使用含松香的材料。此外，既没有公开，也没有提及如本文描述的与有机基硅烷结合使用含松香的材料的优势，尤其相对于不含它的橡胶组合物的门尼粘度的改进。专利技术概述本专利技术的一个实施方案涉及一种橡胶组合物，它包括：(A)橡胶；(B)氧化硅；(C)具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和(D)选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中至少一种的含松香的材料(它包括至少一种松香化合物及其衍生物)。本专利技术的另一实施方案涉及含松香的材料(组分D)在橡胶组合物中的用途，含松香材料选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香，脱羧化松香和松香酯，所述橡胶组合物进一步包括：橡胶(组分A)；氧化硅(组分B)；和具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷；以获得当橡胶组合物未固化时，与不具有组分D的类似未固化橡胶组合物相比时，具有降低的门尼粘度和相当的机械性能的橡胶组合物。本专利技术的进一步的实施方案涉及橡胶组合物的制备方法，该方法包括混合下述成分：(A)橡胶；(B)氧化硅；(C)具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和(D)选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中的含松香的材料。专利技术详述已发现，含松香的材料与有机基硅烷和氧化硅一起使用导致具有改进的性能的橡胶组合物。特别地，已发现，含松香的材料改进含氧化硅和这种有机基硅烷的橡胶组合物的门尼粘度。因此，本文描述的橡胶组合物有利地改进所述橡胶组合物和包含它的产品的制造与性能。本文描述的有机基硅烷不同于其他有机基硅烷，和尤其不同于常用的烷氧基取代的有机基硅烷，在于键合到硅原子上的基团。在一个实施方案中，本文描述的有机基硅烷可具有至少一个巯基和硅烷醇官能团。在若干实施方案中，本文描述的有机基硅烷具有至少一个巯基化学封闭的基团。本文中具有这种封闭基团的有机基硅烷被称为封闭型有机基硅烷。本文所使用的术语“有机基硅烷”应当是指具有至少一个羟基，环状或桥连烷氧基，任选地具有至少一个巯基和/或硅烷醇官能团和最小乙氧基的非-聚合的、二聚或低聚的硅烷。在若干实施方案中，本文描述的有机基硅烷具有至少一个封闭基团和至少一个未封闭基团。与其他常用的有机基硅烷相比，这种基团赋予有机基硅烷和包含它的橡胶组合物不同的性能。例如，具有封闭巯基的有机基硅烷具有不同的动力学行为，当与具有未封闭的巯基的有机基硅烷相比时。在没有束缚于任何理论的情况下，预期封闭型基团在硅烷和氧化硅中的硅烷醇基之间的反应机理上扮演重要的作用。例如参考A.Blume，2011年4月KautschukGummiKunststoffe(KGK)(第38-43页)的出版物“KineticsoftheSilica-SilaneReaction”和SatoshiMihara2009的出版物“ReactiveProcessingofSilica-ReinforcedTireRubber-NewinsightintothetimeandTemperaureDependanceofSilicaRubberInteraction”。因此，在若干方面中，本专利技术涉及含橡胶，氧化硅，有机基硅烷和含松香的材料的橡胶组合物。在一个实施方案中，有机基硅烷可包括含有多个巯基和硅烷醇官能团的二醇衍生的有机基硅烷。在另一实施方案中，硅烷含有羟基，由烃基二醇衍生的环状和/或桥连烷氧基，和/或最小含量的乙氧基。含松香的材料是含松香化合物且一般地含松香化合物的混合物的组合物。本文中松香化合物是指松香酸或油松香酸衍生的化合物。由松香酸衍生的化合物是通过对含松香酸的材料进行例如至少一种二聚化反应，氢化反应，歧化反应，脱羧化反应和酯化反应获得的化合物。在本文描述的橡胶组合物中含松香的材料选自松香，二聚化松香，氢化松香，歧化松香，脱羧化松香和松香酯。在若干实施方案中，含松香的材料选自松香，二聚化松香，氢化松香和歧化松香。在若干实施方案中，含松香的材料是松香，尤其是选自妥尔油松香，脂松香，木松香中的松香，和更特别地，可以是妥尔油松香。松香是从许多植物，尤其针叶树，例如，欧洲赤松(PinusSylvestris)，长叶松(Pinuspalustris)和加勒比松(Pinuscari-baea)中获得的树脂材料。松香包括松香酸的混合物，它通常含有具有三个稠合6碳环和数量与位置变化的双键的C20稠环单羧酸，和次要量的其他组分。松香酸的实例包括松脂酸，新松香酸，脱氢松脂酸，海松酸，左旋海松酸，柏脂海松酸，异海松酸，和长叶松酸。在松香内存在的松香酸的类型和相对量部分取决于植物种属和生产工艺。可通过蒸馏油性树脂(所述蒸馏的残渣称为“脂松香”)，通过提取松树树桩(木松香)或者通过精馏妥尔油(妥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，它包括：(A)橡胶；(B)氧化硅；(C)具有至少一个羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和(D)含选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中的至少一种的至少一种松香化合物及其衍生物的含松香的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 US 62/095,2321.一种橡胶组合物，它包括：(A)橡胶；(B)氧化硅；(C)具有至少一个羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和(D)含选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中的至少一种的至少一种松香化合物及其衍生物的含松香的材料。2.权利要求1的组合物，其中含松香的材料的酸值为0.5-190mgKOH/g，尤其1-185mgKOH/g，更特别地1.5-180mgKOH/g，仍然更特别地2-175KOH/g；和/或软化点为40-170℃，尤其45-160℃，更特别地50-150℃，仍然更特别地55-145℃。3.权利要求1或2的橡胶组合物，其中含松香的材料是松香或其衍生物，尤其选自妥尔油松香、脂松香和木松香，和更特别地含松香的材料是妥尔油松香。4.权利要求1-3任何一项的橡胶组合物，其中有机基硅烷具有至少一个巯基和硅烷醇官能团。5.权利要求1-4任何一项的橡胶组合物，其中有机基硅烷具有封闭和未封闭巯基二者。6.权利要求1-5任何一项的橡胶组合物，其中环状和桥连烷氧基衍生于二醇。7.权利要求1-6任何一项的橡胶组合物，其中封闭基团包括羰基。8.权利要求7的橡胶组合物，其中封闭基团的化学式为-COR'，其中R'是具有至少1个碳原子，尤其至少3个碳原子，和更特别地至少5个碳原子，和更特别地至少7个原子的未取代或取代的支链或直链单价烷基，链烯基，芳基或芳烷基。9.权利要求7或8的橡胶组合物，其中封闭基团是辛酰基。10.权利要求1-9任何一项的橡胶组合物，其中有机基硅烷是式(I)的有机基硅烷：(I)其中R1是含4-10个碳的烃基，优选烷基，和优选含7个碳原子的烷基；其中R2是含3-6个碳原子，优选4个碳原子的亚烷基；其中R3是含3-8个碳原子，优选4个碳原子的亚烷基；其中R4基是含3-8个碳原子的相同或不同的烷基；其中R5基是：(A)含3-8个碳原子的相同或不同的烷基，或(B)结合形成单独的烷基，所述单独的烷基可以是具有3-8个碳原子的支化或未支化的烷基；其中z是范围为3-6的数值，其中x和y之和为至少3，它们可以是例如0至约15或更高；和其中m和n各自是范围为0-8的数值。11.权利要求10的橡胶组合物，其中z是范围为3-6的数值；其中x和y之和为至少3，它们可以是例如3至约15或更高；和其中m和n各自是范围为3-8的数值。12.权利要求1-11任何一项的橡胶组合物，其中有机基硅烷是单体，二聚体或...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·M·里德尔，G·J·H·布依斯曼，Y·柏登科，
申请(专利权)人：亚利桑那化学品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US