硫可交联的橡胶混合物、橡胶混合物的硫化橡胶和车辆轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种硫可交联的橡胶混合物、其硫化橡胶、以及车辆轮胎。该硫可交联的橡胶混合物含有至少以下成分：‑至少一种二烯橡胶；以及10phr至300phr的至少一种二氧化硅；以及1phf至30phf的至少一种硅烷A，其具有经验通式A‑I)A‑I)(R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硫可交联的橡胶混合物、橡胶混合物的硫化橡胶和车辆轮胎
本专利技术涉及一种硫可交联的橡胶混合物、涉及一种其硫化橡胶、并且涉及一种车辆轮胎。
技术介绍
胎面的橡胶组合物在很大程度上决定了车辆轮胎，特别是充气车辆轮胎的驾驶特性。同样地，尤其是在传动带和其他皮带以及软管中的机械应力高的零件中使用的橡胶混合物，对这些橡胶制品的稳定性和寿命起着重要的作用。因此，对这些用于充气车辆轮胎、皮带(包括传动带)和软管的橡胶混合物提出了很高的要求。在大多数已知的轮胎特征之间存在冲突，如湿抓地力行为、干制动、操控行为、滚动阻力、冬季特性、磨损行为、以及撕裂特性。特别是在充气车辆轮胎中已经进行了许多尝试，尤其是在胎面混合物中，通过改变聚合物组分、填料和其他添加剂来积极地影响轮胎的特性。必须注意到在一个轮胎特性上的改善经常必然引起在另一特性上的退化。在给定的混合物体系中，例如存在各种已知的选项，用于通过增加橡胶混合物的刚度来优化操控行为。这里可以提及的是例如增加填料水平和增加硫化橡胶混合物的交联点密度。尽管增加填料含量会带来滚动阻力方面的缺点，但是增强网络会导致橡胶混合物的撕裂特性和湿抓地力指标退化。还已知的是，特别是用于充气车辆轮胎的胎面的橡胶混合物可以含有二氧化硅作为填料。另外已知的是，当二氧化硅通过硅烷偶联剂键合到一种或多种聚合物上时，在橡胶混合物的滚动阻力行为和可加工性方面获得了优点。例如在DE2536674C3和DE2255577C3中披露了从现有技术已知的硅烷偶联剂。原则上可以区分仅与二氧化硅或相当的填料键合的硅烷，并且为此特别包含至少一个甲硅烷基和除甲硅烷基外还包括反应性硫部分的硅烷，例如特别是Sx部分(其中x>或等于2)或巯基S-H或嵌段S-PG部分(其中PG代表保护基团)，使得在硫硫化过程中除去保护基团后，通过Sx或S-H部分或S-PG部分的反应产生的硅烷也能与聚合物键合。在某些情况下，现有技术还披露了所选硅烷的组合。EP1085045B1披露了一种橡胶混合物，其含有多硫化硅烷(具有按重量计69％至79％的二硫化物含量、按重量计21％至31％的三硫化物含量和按重量计0％至8％的四硫化物含量的混合物)和仅包含一个硫原子的硅烷的组合，并且因此不能与聚合物键合。当用于车辆轮胎的胎面时，这种硅烷混合物使得能够在与作为填料的炭黑和二氧化硅的组合中获得在实验室预测指标方面的性能的最佳分布，尤其是滚动阻力和磨损以及最佳轮胎特性。WO2012092062披露了嵌段巯基硅烷(NXT)与填料增强硅烷的组合，所述填料增强硅烷在甲硅烷基之间包含非反应性烷基。
技术实现思路
因此，本专利技术解决的问题是提供一种橡胶混合物，该橡胶混合物与现有技术相比展现出特性特征曲线(profile)的改善，特别是刚度、硬度和滚动阻力指标。由于此橡胶混合物的结果，特别是用于车辆轮胎的橡胶混合物，应展现出改善的操控行为结合减少的热积聚。同时，其余特性，特别是用于车辆轮胎的特性，应保持在可比较的并且可接受水平。通过一种含有以下成分的橡胶混合物解决此问题：-至少一种二烯橡胶；以及-10phr至300phr的至少一种二氧化硅；以及-1phf至30phf的至少一种硅烷A，其具有经验通式A-I)A-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)q-S-X；以及-0.5phf至30phf的至少一种硅烷B，其具有经验通式B-I)B-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)u-S-R2-Si(R1)o其中o可以是1、2或3，并且基团R1可以相同或不同并且选自C1-C10-烷氧基、C6-C20-苯氧基、C2-C10-环状二烷氧基、C2-C10-二烷氧基、C4-C10-环烷氧基、C6-C20-芳基、C1-C10-烷基、C2-C20-烯基、C2-C20-炔基、C7-C20-芳烷基、卤离子或烷基聚醚基团-O-(R6-O)r-R7，其中基团R6相同或不同并且是支链或非支链的，饱和或不饱和的，脂族、芳族或混合的脂族/芳族二价C1-C30烃基，r是从1至30的整数，并且基团R7是未取代或取代的，支链或非支链的一价烷基、烯基、芳基或芳烷基，或两个R1对应具有2至10个碳原子的二烷氧基，其中在这种情况下，o<3，或两种或更多种具有式A-I)和/或B-I)的硅烷可以经由基团R1或通过缩合桥联；并且前提是在式A-I)和B-I)中，在每个(R1)oSi基团中，至少一个R1选自上述选项，其中该R1：i)经由氧原子键合到硅原子上，或者ii)是卤离子；并且其中每个分子中和分子内的基团R2和R3可以相同或不同，并且是支链或非支链的、饱和或不饱和的、脂族、芳族或混合的脂族/芳族二价C1-C30烃基；并且其中，q是1或2或3；并且u是1或2或3；并且X是氢原子或-C(＝O)-R8基团，其中R8选自氢、C1-C20-烷基、优选C1-C17、C6-C20-芳基，优选苯基、C2-C20-烯基和C7-C20-芳烷基。现已出人意料地发现，硅烷A和B的组合(其中硅烷A由于反应性S-X基团也可以与聚合物键合)在指标(操控和热积聚或滚动阻力)方面实现了根据本专利技术的橡胶混合物的改进。本专利技术进一步提供了至少一种根据本专利技术的橡胶混合物的硫化橡胶。本专利技术进一步提供了一种车辆轮胎，其在至少一个部件部分中包含至少一种根据本专利技术的橡胶混合物的根据本专利技术的硫化橡胶。优选的是车辆轮胎至少在胎面中包含至少一种硫化橡胶。根据本专利技术的硫化橡胶和根据本专利技术的车辆轮胎特征在于最佳的操控预测指标和改善的滚动阻力。在两部分胎面(上部：冠部以及下部：基部)的情况下，根据本专利技术的橡胶混合物可以用于冠部和基部两者。优选的是至少冠部或至少基部或至少冠部和基部包含至少一种根据本专利技术的橡胶混合物的根据本专利技术的硫化橡胶。在本专利技术的上下文中，车辆轮胎应理解为意指充气车辆轮胎和实心橡胶轮胎，包括用于工业和建筑工地车辆、HGV轮胎、轿车轮胎和自行车的轮胎以及摩托车轮胎。根据本专利技术的橡胶混合物另外还适用于车辆轮胎的其他部件，例如特别是凸缘型材，以及还适用于内部轮胎部件。根据本专利技术的橡胶混合物进一步地还适用于其他工业橡胶制品，如波纹管、输送带、空气弹簧、皮带(包括传动带)或软管、以及鞋底。下文将更具体地描述根据本专利技术的硫可交联的橡胶混合物的成分。所有说明还适用于根据本专利技术的硫化橡胶和根据本专利技术的车辆轮胎，其在至少一个部件部分中包含至少一种根据本专利技术的橡胶混合物的根据本专利技术的硫化橡胶。此文件中使用的单位phr(按重量计每一百份橡胶的份数)是橡胶工业中混合物配方的惯用数量单位。在此文件中，各种物质的重量份的剂量是基于存在于混合物中的所有橡胶的总质量的100重量份，该混合物具有大于20000g/mol的分子量Mw(GPC)。在此文件中使用的单位phf(按重量计每一百份填料的份数)是橡胶工业中用于填料的偶联剂的惯用数量单位。在本申请的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫可交联的橡胶混合物，其含有至少以下成分：/n-至少一种二烯橡胶；以及/n-10phr至300phr的至少一种二氧化硅；以及/n-1phf至30phf的至少一种硅烷A，其具有经验通式A-I)/nA-I)(R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171128 DE 102017221232.21.一种硫可交联的橡胶混合物，其含有至少以下成分：
-至少一种二烯橡胶；以及
-10phr至300phr的至少一种二氧化硅；以及
-1phf至30phf的至少一种硅烷A，其具有经验通式A-I)
A-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)q-S-X；以及
-0.5phf至30phf的至少一种硅烷B，其具有经验通式B-I)
B-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)u-S-R2-Si(R1)o
其中o可以是1、2或3，并且基团R1可以相同或不同并且选自C1-C10-烷氧基、C6-C20-苯氧基、C2-C10-环状二烷氧基、C2-C10-二烷氧基、C4-C10-环烷氧基、C6-C20-芳基、C1-C10-烷基、C2-C20-烯基、C2-C20-炔基、C7-C20-芳烷基、卤离子或
烷基聚醚基团-O-(R6-O)r-R7，其中基团R6相同或不同并且是支链或非支链的，饱和或不饱和的，脂族、芳族或混合的脂族/芳族二价C1-C30烃基，r是从1至30的整数，并且基团R7是未取代或取代的，支链或非支链的一价烷基、烯基、芳基或芳烷基，或
两个R1对应具有2至10个碳原子的二烷氧基，其中在这种情况下，o<3，
或两种或更多种具有式A-I)和/或B-I)的硅烷可以经由基团R1或通过缩合桥联；并且
前提是在式A-I)和B-I)中，在每个(R1)oSi基团中，至少一个R1选自上述选项，其中该R1：i)经由氧原子键合到硅原子上，或者ii)是卤离子；并且
其中每个分子中和分子内的基团R2和R3可以相同或不同，并且是支链或非支链的、饱和或不饱和的、脂族、芳族或混合的脂族/芳族二价C1-C30烃基；并且其中，
q是1或2或3；并且u是1或2或3；并且X是氢原子或-C(＝O)-R8基团，其中R8选自氢、C1-C20-烷基、C6-C20-芳基、C2-C20-烯基和C7-C20-芳烷基。


2.根据权利要求1所述的硫可交联的橡胶混合物，其特征在于，q是1。


3.根据前述权利要求中任一项所述的硫可交联的橡胶混合物，其特征在于，u是1。


4.根据前述权利要求中任一项所述的硫可交联...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤利娅·舍费尔，诺贝特·米勒，卡拉·雷克，克里斯蒂娜·韦伯，格萨·塔拉托拉，大卫拉斐尔·道尔，法比安·沙克斯，尼尔斯·瓦尔特·霍伊迪斯，
申请(专利权)人：大陆轮胎德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE