一种弹性体组合物和引入具有改善性能的烃聚合物改性剂的方法。组合物包括弹性体、填料和硅烷官能化烃聚合物改性剂(Si‑HPM)，Si‑HPM适合于将Si‑HPM偶合到弹性体、填料或两者上；其中Si‑HPM包括一种包含选自戊间二烯、环戊二烯、芳香族化合物、柠檬烯、蒎烯、戊烯及其组合的至少一种单体的互聚物。方法包括熔融加工混合物来以制品的形状形成弹性体组合物，其中混合物包括弹性体、Si‑HPM、二氧化硅、双官能有机硅烷交联剂；并将弹性体组合物固化以得到制品。还公开了一种与双官能有机硅烷交联剂偶合的硅烷化烃聚合物改性剂，和一种通过双官能有机硅烷交联剂偶合到二氧化硅上的二氧化硅‑偶合烃聚合物改性剂。
Silane-functionalized hydrocarbon polymer modifiers for elastomer compositions
【技术实现步骤摘要】
弹性体组合物用的硅烷官能化烃聚合物改性剂相关申请的交叉引用本申请是中国专利申请201180049279.7的分案申请。本申请要求2011年7月15日提交的美国序列号61/508,226(代理人案卷号2011EM180)；2011年7月15日提交的美国序列号61/508,238(代理人案卷号2011EM198)；2010年10月13日提交的美国序列号61/392,751(代理人案卷号2010EM286)；和2010年10月13日提交的美国序列号61/392,765(代理人案卷号2010EM287)的优先权和利益。本申请与2008年12月29日提交的美国序列号12/345,154有关，它要求了2008年1月18日提交的美国序列号61/022,122的优先权和权益。
技术介绍
(1)专利技术的
本专利技术涉及一种烃聚合物改性剂和它们在弹性体组合物中的应用。更具体地说，本专利技术涉及烃聚合物改性剂在固化弹性体组合物中的应用。(2)相关技术描述，包括在37CFR1.97-1.98下公开的信息用于弹性体组合物生产配方的成分的选择取决于具体应用的所需性能、应用和最终用途的平衡。例如，在轮胎工业中，在轮胎工厂中未硫化的(未固化的)组合物的加工性能和固化橡胶轮胎复合材料的使用性能之间的平衡特别重要。常规油加工助剂已经用于许多轮胎组件：胎面配混物通常含有聚丁二烯橡胶(“BR”)、充油聚丁二烯橡胶(“OE-BR”)、苯乙烯-丁二烯橡胶(“SBR”)、充油苯乙烯-丁二烯橡胶(“OE-SBR”)、异戊二烯-丁二烯橡胶(“IBR”)和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(“SIBR”)；胎侧壁和帘布涂层(plycoats)可以含有丁基橡胶和SBR，并可以使用游离芳烃油作为加工助剂；内部组件，例如钢带贴胶胶片(steelbeltskimcoat)、油皮胶(gumstrips)、缓冲层(cushions)、阻隔层、胎面基部(bases)和胎肩垫胶(wedges)，主要含有天然橡胶并且使用了芳烃油。一般而言，用于轮胎胶的原始成分和材料影响所有的轮胎性能变量，因此，常规加工油的任何替换物必须与橡胶相容、不干扰固化、容易分散在所有轮胎配混物中、成本有效、并且不会不利地影响轮胎性能。滚动阻力、干和湿的刹车性能、热累积等是重要的性能特征，而且改善用于各种情况的轮胎的耐久性的能力是需要的，例如对于农业机械用轮胎、飞机轮胎、工程机械轮胎、重型运货车轮胎、采矿轮胎、摩托车轮胎、中型卡车轮胎和客车轮胎。另一方面，维持未固化弹性体组合物的易加工性也具有显著的重要性。另外，仍然存在下面的目标：在不影响未固化弹性体组合物的加工性能、或在保持或改善固化弹性体组合物的物理性能的同时，改善气密性、挠曲疲劳性能和弹性体组合物对相邻的轮胎组件的粘附性。通过在橡胶基料中配混无定形的或半结晶的树脂来改善轮胎性能，可以改善轮胎胎面的性能也是已知的，例如具有高玻璃化转变温度(Tg)的脂族树脂。这些材料可以：是混溶的，这提高了更好潮湿牵引性所需的配混物Tg；具有一定的不混溶度，这拓宽了在潮湿牵引区域的配混物Tg；或在一种或所有使用的聚合物中是不混溶的，这对配混物Tg相对无效。不混溶性可以通过两个不同相的独立的Tg峰表示，即对应橡胶相的Tg没有被不混溶的树脂显著地改变。基于这些组成的胎面组合物可在正常使用温度下具有低的滚动阻力；和/或在高温或“边界线(borderline)”条件下具有高的抓牢性。可惜的是，高浓度的低分子量添加剂特别是不混溶的树脂，通常会随着时间迁移到胎面或其它轮胎组件的表面，这会在其使用期限中剧烈改变橡胶配混物的性质和/或轮胎性能。当通过添加可混溶的、高Tg的添加剂增加轮胎配混物的Tg时，改善了潮湿牵引力，却对耐磨性和滚动阻力产生了负面影响。因此，通常存在改善橡胶配混添加剂性能和在维持或改善耐磨性和滚动阻力下改善胎面潮湿牵引力的需要。专利技术概述在一个实施方案中，本专利技术提供一种包含烃聚合物改性剂(“HPM”)的弹性体组合物。在一个实施方案中，HPM被至少一个官能团官能化，且在另一个实施方案中，该至少一个官能团包括一个硅烷结构，该硅烷结构提供至少一种硅烷官能化烃聚合物改性剂(“Si-HPM”)。该Si-HPM是通过官能团(一种或多种)锚固(或可锚固)到弹性体组合物中的其它组分(例如填料和或聚合物)上，根据官能团(一种或多种)的本性，显著改善长期弹性体的性能，例如在轮胎或轮胎组件中。本专利技术的弹性体组合物可用于各种应用例如充气轮胎组件、软管、带子、实心轮胎、鞋类组件、用于图形技术应用的辊子、隔振器件、药用器件、粘合剂、密封剂、防护涂层和用于流体保持和固化目的的气囊。在胎面配混物中，本专利技术的一个实施方案允许橡胶配料员通过使用高Tg的HPM来改善潮湿牵引力，同时通过改善填料的分散性来维持或改善耐磨性和滚动阻力。本专利技术还涉及如下实施方案第一组实施方案：1、一种弹性体组合物，包含：(i)至少一种弹性体；(ii)至少一种填料；(iii)至少一种硅烷官能化烃聚合物改性剂(Si-HPM)，其中Si-HPM包含互聚物，该互聚物包含选自戊间二烯、环状戊二烯、芳香族化合物、柠檬烯、蒎烯和戊烯的至少一种单体；和(iv)至少一种具有硅烷结构的官能团。2、实施方案1的弹性体组合物，其中一种或多种官能团进一步包括烯属不饱和，其中互聚物包括至少1mol％的烯属氢，基于互聚物中氢的总摩尔数。3、实施方案1或实施方案2的弹性体组合物，其中Si-HPM包含互聚物与下式双官能有机硅烷交联剂的反应产物：X3Si-R-F-[R-Si-X3]p其中每个X独立地为硅官能团，每个R独立地为1至20个碳原子的二价取代或未取代的烃基，F为单价或多价的有机官能团，当F为单价时p为0，且当F为多价时p至少为1。4、实施方案3的弹性体组合物，其中X为羟基或R1-O-，其中R1为至多20个碳原子的烷基、烷氧基烷基、芳基、芳烷基或环烷基；R为亚烷基；其中p为0或1，且当p为0时，F选自氨基、酰氨基、羟基、烷氧基、卤素、巯基、氢甲硅烷基、羧基、酰基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、脲基、环氧基、异氰酸酯基、缩水甘油基和丙烯酰氧基；当p为1时，F为2至20个硫原子的二价多硫化物。5、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中至少一种填料包括二氧化硅。6、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中互聚物包含：(i)至少一种戊间二烯组分；(ii)至少一种环状戊二烯组分；和(iii)至少一种芳香族组分，其中互聚物具有40℃至160℃的软化点。7、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中互聚物通过一种或多种官能团的至少一种偶合到至少一种弹性体上。8、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中互聚物通过一种或多种官能团的至少一种偶合到至少一种填料上。9、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中互聚物通过一种或多种官能团的至少一种偶合到至少一种弹性体和至少一种填料的组合上。10、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中至少一种弹性体被偶合到至少一种填料上。11、前述实施方案任一项的弹性体组合物，其中互聚物与至少一种弹性体不混溶。12、一种轮胎或轮胎组件，包含前述实施方案任一项的弹性体组合物。13、一种方法，包括：(a)熔融加工弹性体混合物，来以制品的形状形成弹性体组合物，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弹性体组合物，包含：(i)100phr的至少一种弹性体；和(ii)50至90phr的至少一种填料，其中该填料包括二氧化硅；(iii)5至50phr的至少一种硅烷官能化烃聚合物改性剂Si‑HPM，其中Si‑HPM包含至少一种戊间二烯组分、至少一种环状戊二烯组分、至少一种芳香族化合物组分、和任选地选自柠檬烯、蒎烯和戊烯的至少一种单体，以及Si‑HPM进一步包含至少一种包括硅烷结构的官能团，其中所述改性剂具有60℃至100℃的玻璃化转变温度，和其中该互聚物，在官能化之前，具有2500至25,000g/摩尔的重均分子量和900至3,000g/摩尔的数均分子量，和40℃至160℃的软化点。
【技术特征摘要】
2010.10.13 US 61/392,751;2010.10.13 US 61/392,765;1.一种弹性体组合物，包含：(i)100phr的至少一种弹性体；和(ii)50至90phr的至少一种填料，其中该填料包括二氧化硅；(iii)5至50phr的至少一种硅烷官能化烃聚合物改性剂Si-HPM，其中Si-HPM包含至少一种戊间二烯组分、至少一种环状戊二烯组分、至少一种芳香族化合物组分、和任选地选自柠檬烯、蒎烯和戊烯的至少一种单体，以及Si-HPM进一步包含至少一种包括硅烷结构的官能团，其中所述改性剂具有60℃至100℃的玻璃化转变温度，和其中该互聚物，在官能化之前，具有2500至25,000g/摩尔的重均分子量和900至3,000g/摩尔的数均分子量，和40℃至160℃的软化点。2.权利要求1的弹性体组合物，其中一种或多种官能团进一步包括烯属不饱和，其中互聚物包括至少1mol％的烯属氢，基于互聚物中氢的总摩尔数。3.权利要求1或权利要求2的弹性体组合物，其中Si-HPM包含互聚物与下式双官能有机硅烷交联剂的反...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·布劳克，A·J·狄亚斯，R·J·克拉森二世，E·R·乌希，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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