官能化橡胶组合物制造技术

具有经改性橡胶组分的橡胶组合物，所述经改性橡胶组分选自经改性聚丁二烯橡胶、经改性苯乙烯‑丁二烯橡胶或其组合，改性使用氢键受体原子的官能团进行。这类官能团可以选自吡啶、吡咯烷酮、醚、酮或环氧化物，所述橡胶组合物的Tg在‑80℃与‑110℃之间。所述橡胶组合物可以包括有效增塑树脂，所述有效增塑树脂在包括于由所述经改性橡胶组分和67phr所述有效增塑树脂组成的混合物中时使所述混合物的Tg比所述经改性橡胶组分的Tg高至少14℃。所述橡胶组合物可以描述为具有氢键受体原子，所述氢键受体原子位于距所述经改性橡胶组分的主链至少两个共价键长度或可替代地三个共价键长度处。

Functionalized rubber compositions

A rubber composition having a modified rubber component is selected from a modified polybutadiene rubber, a modified styrene butadiene rubber or a combination thereof, and modified using functional groups of hydrogen bond acceptor atoms. Such functional groups can be selected from pyridine, pyrrolidone, ether, ketone or epoxide. The Tg of the rubber composition is between 80 ~110 ~C. The rubber composition may include an effective plasticizing resin, which, when included in a mixture comprising the modified rubber component and the effective plasticizing resin of 67 phr, causes the Tg of the mixture to be at least 14 degrees higher than the Tg of the modified rubber component. The rubber composition can be described as having a hydrogen bond acceptor atom located at at least two covalent bond lengths or alternatively three covalent bond lengths from the main chain of the modified rubber component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】官能化橡胶组合物
本专利技术大体上涉及橡胶组合物，并且更具体地说，涉及可用于制作轮胎或轮胎半成品的橡胶组合物。
技术介绍
当轮胎设计者设计用于轮胎的新型胎面时，其必须常常处理冲突性要求。轮胎消费者想要具有在雪中以及在干燥和潮湿道路上良好抓握的轮胎，其想要要求轮胎被设计成具有低滞后性的低滚动阻力轮胎，并且其想要具有良好磨损特性的轮胎，如此其可以使轮胎行使数多英里而不使轮胎磨损坏。同时，改善抓握和磨损对轮胎设计者仍是持续性挑战。众所周知，在轮胎设计者常常在某些轮胎性能特征上折衷的行业中，因为常常一种特征的每一种改善都被另一种轮胎性能特征的降低抵消掉。此是针对轮胎磨损和湿牵引力的情况。存在轮胎设计者必须达成的折衷，因为当其试图实现轮胎的磨损特性的改善时，常常存在轮胎的制动性能的降低。举例来说，已知将聚丁二烯添加到橡胶组合物中将引起改善的磨损，但是已知这也导致牵引力的降低。因此，轮胎设计者寻求允许其打破此折衷的其设计的改善，即在另一种轮胎特性如制动无对应降低的情况下实现磨损的改善。新型材料可用于打破折衷，并且轮胎设计者正在开发可以成功地整合到用于构造轮胎的橡胶组合物中的新型材料。
技术实现思路
本公开的特定实施例提供橡胶组合物、包括橡胶制品的轮胎胎面和用于制作这类橡胶制品的方法。一个实施例包括基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物，可交联弹性体组合物每100重量份橡胶(phr)具有一种选自经改性聚丁二烯橡胶、经改性苯乙烯-丁二烯橡胶或其组合的经改性橡胶组分。在某些实施例中，经改性橡胶组分经具有氢键受体原子的官能团改性，所述官能团选自吡啶、吡咯烷酮、醚、酮和环氧化物组成的组并且具有在-80℃与-110℃之间的Tg。这类橡胶组合物可以另外包括30phr与130phr之间的有效增塑树脂，其中有效增塑树脂在包括于由经改性橡胶组分与67phr有效增塑树脂组成的混合物中时使混合物的Tg高于经改性橡胶组分的Tg至少14℃，并且其中有效增塑树脂具有氢键供体基团。橡胶组合物还包括补强填充剂和固化系统。还可能的是，可以将橡胶组合物描述为具有位于距经改性橡胶组分的主链至少两个共价键长度或可替代地三个共价键长度处的氢键受体原子。从以下本专利技术的特定实施例的更详细描述中将显而易见本专利技术的前述内容和其它目的、特点和优点。具体实施方式本专利技术的特定实施例包括胎面和具有这类胎面的轮胎，所述胎面具有改善的磨损特征同时维持或甚至改善其牵引力，即改善的制动性能，尤其湿牵引力。已经通过由橡胶组合物形成独特的轮胎胎面来实现磨损以及牵引力的这种改善，这包括将具有低玻璃化转变温度(Tg)的橡胶组分与有效树脂掺合，产生具有在适合于所有天气的轮胎、夏季轮胎和/或冬季轮胎范围内的Tg的橡胶组合物。这类轮胎尤其适用于客车和/或轻型卡车上，并且虽然某些实施例限于这类用途，但其它实施例更广泛并且可以包括可用于包括重型卡车、飞机等其它车辆的轮胎。在本文所公开的橡胶组合物的其它实施例中，可以在不牺牲磨损改善的情况下实现胎面牵引力的改善。已经发现，通过使选自经改性苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、经改性聚丁二烯橡胶(BR)或其组合的低Tg经改性橡胶组分与选自BR和/或SBR的第二橡胶组分与在不折衷磨损特性的情况下改善湿牵引力的有效增塑树脂组合。出乎意料地发现，向橡胶组合物中添加第二橡胶组分SBR/BR不降低所得橡胶组合物的玻璃化转变温度(Tg)而实际上升高其，即使例如BR具有非常低的Tg，例如低于-90℃。在特定实施例中，用环氧化物使经改性橡胶组合物官能化以使得经改性橡胶组分选自环氧化聚丁二烯橡胶(eBR)、环氧化苯乙烯-丁二烯橡胶(eSBR)或其组合组成的组。本专利技术人研究了可以用于改性本文所公开的低Tg经改性橡胶组分的有用官能团。专利技术人已经认识到，添加到橡胶组合物中的有效增塑树脂与低Tg经改性橡胶组分之间的相互作用有助于用所公开的橡胶组合物实现的出乎意料的结果。更具体地说，有用官能团的实例包括吡啶、吡咯烷酮、环醚、环酮、环氧化物、非环醚、非环酮和砜。这些官能团都包括可以与具有氢键供体基团如羟基、苯酚、二苯胺、聚酰胺、羧酸和芳族胺的增塑树脂形成氢键的氢键受体原子。如本文所使用的“phr”是“份/每一百重量份橡胶”并且是所属领域中的常见量度，其中相对于组合物中的橡胶的总重量即每100重量份组合物中的总橡胶的组分的重量份而言测量橡胶组合物的组分。如本文所使用的弹性体和橡胶是同义术语。如本文所使用的“基于”是认识到本专利技术的实施例是由在其组装时未固化的经硫化或经固化橡胶组合物制成的术语。经固化橡胶组合物因此“基于”未经固化橡胶组合物。换句话说，经交联橡胶组合物基于或包含可交联橡胶组合物的成分。众所周知，轮胎胎面包括围绕轮胎周向延伸的车辆轮胎的道路接触部分。其设计成提供车辆所需的操控特征；例如牵引、干式制动、湿式制动、转弯等—全部都优选地设置有最少量的生成噪声并且设置在低滚动阻力下。本文所公开类型的胎面包括胎面元件、接触地面的胎面的结构零件。这类结构零件可以具有任何类型或形状，其实例包括胎面块(treadblock)和胎面肋(treadrib)。胎面块具有由在胎面中产生隔离结构的一个或多个凹槽界定的周边，而肋大体上在纵向(圆周)方向上运行并且不被在大体上横向(轴向)方向上运行的凹槽或向其中倾斜的任何其它凹槽中断。径向(深度)方向垂直于横向方向。应认识到，胎面可以仅由一种橡胶组合物形成或以使橡胶组合物不同的两个或多于两个层的形式形成，例如冠和基底构造。在冠和基底构造中，胎面的冠部分由设计成与道路接触的一种橡胶组合物制成。冠由胎面的基底部分支撑，基底部分由不同的橡胶组合物制成。在本专利技术的特定实施例中，整个胎面可以由本文所公开的橡胶组合物制成，而在其它实施例中，仅胎面的冠部分可以由这类橡胶组合物制成。在其它实施例中，应认识到，胎面元件的接触表面即接触道路的胎面元件的部分可以完全和/或仅部分地由本文所公开的橡胶组合物形成。在特定实施例中，胎面块例如可以形成为横向分层的橡胶组合物的复合材料以使得胎面块的至少一个横向层具有本文所公开的橡胶组合物并且胎面块的另一个横向层具有替代性橡胶组合物。在胎面构造的特定实施例中，胎面的总接触表面区域的至少80％单独由本文所公开的橡胶组合物形成。胎面的总接触表面区域是适于与道路接触的胎面元件的全部径向最外面的总表面区域。本文所公开并且可用于胎面的橡胶组合物的特定实施例包括已经经含有选自氧、氮和/或硅的杂原子的官能团改性的经改性聚丁二烯橡胶(BR)、经改性苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或其组合。这类有用橡胶可以表征为具有低玻璃化转变温度(Tg)，即在-80℃与-110℃之间或可替代地在-80℃与-105℃之间、-85℃与-105℃之间或-90℃与-100℃之间的Tg。这类弹性体的玻璃化转变温度可以根据ASTMD3418通过差示扫描量热法(DSC)来测量。在不限制本专利技术的情况下，认为用这类杂原子进行的弹性体的改性可以为弹性体与恰当的选定树脂形成氢键结关系提供机会。如下文将进一步公开，这类恰当的选定树脂是有效增塑树脂—那些树脂在以67phr的量与恰恰低Tg经改性橡胶组分混合时产生具有高于经改性橡胶组分的Tg至少14℃的Tg的混合物。如所属领域中所已知，质子供体/受体关系提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物，所述可交联弹性体组合物每100重量份橡胶(phr)包含：选自经改性聚丁二烯橡胶、经改性苯乙烯‑丁二烯橡胶或其组合的经改性橡胶组分，其中所述经改性橡胶组分已经用具有氢键受体原子的官能团改性，所述官能团选自由吡啶、吡咯烷酮、醚、酮和环氧化物组成的组，并且其中所述经改性橡胶组分的Tg在‑80℃与‑110℃之间；在30phr与130phr之间的有效增塑树脂，其中所述有效增塑树脂在包括于由所述经改性橡胶组分和67phr所述有效增塑树脂组成的混合物中时使所述混合物的Tg比所述经改性橡胶组分的Tg高至少14℃，并且其中所述有效增塑树脂具有氢键供体基团；补强填充剂；和固化系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物，所述可交联弹性体组合物每100重量份橡胶(phr)包含：选自经改性聚丁二烯橡胶、经改性苯乙烯-丁二烯橡胶或其组合的经改性橡胶组分，其中所述经改性橡胶组分已经用具有氢键受体原子的官能团改性，所述官能团选自由吡啶、吡咯烷酮、醚、酮和环氧化物组成的组，并且其中所述经改性橡胶组分的Tg在-80℃与-110℃之间；在30phr与130phr之间的有效增塑树脂，其中所述有效增塑树脂在包括于由所述经改性橡胶组分和67phr所述有效增塑树脂组成的混合物中时使所述混合物的Tg比所述经改性橡胶组分的Tg高至少14℃，并且其中所述有效增塑树脂具有氢键供体基团；补强填充剂；和固化系统。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中所述官能团与所述有效增塑树脂具有氢键结相互作用。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中所述官能团选自由吡啶、吡咯烷酮、环醚和环酮组成的组。4.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中所述官能团选自由非环酮和砜组成的组。5.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述氢键受体原子位于距所述经改性橡胶组分的主链至少两个共价键长度处。6.根据权利要求5所述的橡胶组合物，其中所述氢键受体原子位于距所述经改性橡胶组分的主链至少三个共价键长度处。7.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中所述官能团是环氧化物。8.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述经改性橡胶组分的官能团含量是至少1mol％。9.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述经改性橡胶组分的官能团含量在3mol％与20mol％之间。10.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述经改性橡胶组分的官能团含量在5mol％与20mol％之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述经改性橡胶组分是所述经改性聚丁二烯橡胶。12.根据权利要求1到11中任一项所述的橡胶组合物，其中所述经改性橡胶组分是所述经改性苯乙烯-丁二烯橡胶。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·赫里平，E·明希，AF·萨利特，J·麦克道尔，X·圣蒂尼，
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