具有解聚碳纳米管的橡胶组合物制造技术

橡胶组合物具有基础母体混合物，所述基础母体混合物包含二烯橡胶和固体聚结材料，所述固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管，所述连续网络包含1)空隙和2)d

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有解聚碳纳米管的橡胶组合物
本专利技术大体上涉及具有纳米粒子的橡胶组合物和其生产方法，且更确切地说，涉及用解聚碳纳米管生产的橡胶组合物。
技术介绍
需要提供具有改进的特性的橡胶制品，且尤其对于轮胎，需要提供例如具有改进的磨损特性的轮胎。消费者和车队运营商欣赏轮胎的磨损性改进，因为需要减少更换磨损轮胎的频次且减少费用，无论是在最初购买轮胎时，还是在轮胎超出使用寿命后进行弃置时。
技术实现思路
本专利技术的特定实施例包括橡胶组合物、用于制成此类橡胶组合物的方法和由其制成的制品。对于制成方法，此类方法可包括用于生产包含母体混合物的可交联橡胶组合物的方法，所述母体混合物包含基础母体混合物，所述方法包含通过在内部混合器的混合腔室内添加二烯橡胶；将固体聚结材料的总量添加到混合腔室中；以及在混合腔室中混合二烯弹性体和固体聚结材料来形成基础母体混合物。所述固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管，所述连续网络包含1)空隙和2)d50平均尺寸小于5μm的碳纳米管的聚集体，空隙和聚集体一起的量小于预定表面积的60％，此类百分比如通过电子显微术图像分析所测定，其余部分为连续网络中的解聚碳纳米管，所述解聚碳纳米管不包含明确定义的形状且其量为所述预定表面积的至少40％。为了确保材料的充分分布和分散，基础母体混合物的最小门尼粘度ML(1+4)100为至少85MU，并且继续混合基础母体混合物直到其已达到第一预定温度。对于橡胶组合物，此类橡胶组合物的特定实施例可包括包含基础母体混合物的母体混合物，所述基础母体混合物包含二烯橡胶和固体聚结材料，所述固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管，所述连续网络包含1)空隙和2)d50平均尺寸小于5μm的碳纳米管的聚集体，空隙和聚集体一起的量小于预定表面积的60％，此类百分比如通过电子显微术图像分析所测定，其余部分为连续网络中的解聚碳纳米管，所述解聚碳纳米管不包含明确定义的形状且其量为预定表面积的至少40％，其中所述基础母体混合物的最小门尼粘度ML(1+4)100为至少85MU；以及固化系统。附图说明图1为显示包含在其合成期间获得的初级聚集体的原始碳纳米管的显微照片。(比较)图2为显示适用于本文所公开的橡胶组合物的固体聚结材料的实例的显微照片。图3为用于生产可交联橡胶组合物的方法的特定实施例的流程图，所述方法适用于生产本文所公开的橡胶组合物的实施例。具体实施方式本专利技术的实施例包括橡胶组合物(其包括碳纳米管作为增强填料)、用于制成此类橡胶组合物的方法和由其制成的制品。这些橡胶组合物适用于多种制品，如用于充气和非充气轮胎的轮胎组件，包括轮胎胎面。虽然众所周知在橡胶组合物中使用碳黑和二氧化硅作为增强填料，但本文所公开的橡胶组合物的特定实施例利用碳纳米管作为增强填料，其作为包含解聚碳纳米管的固体聚结材料添加到橡胶组合物中。此类材料的组成和物理特性以及其制成方法在法国INPI提交的阿科玛(Arkema)的专利申请(2018年1月12日提交的专利申请第FR1850241号)中充分描述，所述申请以引用的方式全部并入本文中。阿科玛为专业化学品和先进材料的全球制造商，且总部位于法国。出人意料地，已发现当固体聚结材料首先并入母体混合物中时，可实现对固化橡胶组合物的物理特性的显著改进。举例来说，已发现通过使用本文中所公开的橡胶组合物，轮胎胎面的磨损特性显著提高。如本文所用，母体混合物为包括基质的材料混合物，一种或多种其它组分分布在整个基质中。接着，当制备具有许多不同组分的橡胶组合物时，将母体混合物作为一个组分以及所有其它组分添加到混合器中，使得其全部混合且整个并入以生产橡胶组合物。如本文所用，“phr”是“以重量计每百份橡胶中的份数”并且是所属领域中的常见量度，其中橡胶组合物的组分相对于组合物中橡胶的总重量测量，即，组合物中每100重量份的总橡胶中组分的重量份。如本文所用，“基于”是认识到本专利技术的实施例由在组装时未固化的硫化或固化橡胶组合物组成的术语。固化橡胶组合物因此是“基于”未固化橡胶组合物。换句话说，交联橡胶组合物是基于或包含可交联橡胶组合物的成分。如本文所用，橡胶和弹性体是同义术语。众所周知，轮胎由许多不同组件制成，最常见的已知组件为轮胎的胎面和胎侧，因为这些组件容易被看到且可由消费者最容易地检查其损坏和磨损。轮胎的其它组件可包括例如在胎面下的轮胎的胎冠部分中的那些组件，例如带束层和帘布层，其为覆盖或涂布有橡胶组合物的钢线或织物的层。带束层为外壳提供硬度以用于更好的磨损性能和处置，而帘布层通常从胎圈延伸到胎圈，且为外胎中的主要加强材料。本文中所公开的本专利技术的特定实施例包括至少部分地由具有解聚碳纳米管的橡胶组合物形成的轮胎组件。众所周知，轮胎胎面包括围绕轮胎周向延伸的交通工具轮胎的道路接触部分。其经设计成提供交通工具所需的操控特征；例如牵引力、干式制动、湿式制动、转弯等-全部都优选地具备最少量的生成噪声并且在低滚动阻力下。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。此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不同橡胶组合物的两个或更多个层的形式形成，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此类橡胶组合物制成。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。举例来说，胎面的总接触表面积的至少80％可单独由本文所公开的橡胶组合物形成。胎面的总接触表面积为适于与道路接触的胎面元件的全部径向最外面的总表面积。本文中所公开且适用于例如轮胎组件的橡胶组合物包括解聚碳纳米管作为增强填料，其在首先并入到母体混合物中之后作为固体聚结材料添加到橡胶组合物中。固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管。此连续网络包含d50平均尺寸小于5μm的碳纳米管的聚集体，其量小于预定表面积的60％，此类百分比通过电子显微术图像分析所测定。其余部分(其量为预定表面积的至少40％)为连续网络中的解聚碳纳米管，其不包含明确定义的形状。具有解聚碳纳米管的碳纳米管的连续网络的此其余部分为非晶形的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可交联橡胶组合物的橡胶组合物，所述可交联橡胶组合物按每100重量份橡胶的份数计包含：/n包含基础母体混合物的母体混合物，所述基础母体混合物包含二烯橡胶和固体聚结材料，所述固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管，所述连续网络包含1)空隙和2)d50平均尺寸小于5μm的碳纳米管的聚集体，所述空隙和所述聚集体一起的量小于预定表面积的60％，此类百分比如通过电子显微术图像分析所测定，其余部分为所述连续网络中的所述解聚碳纳米管，所述解聚碳纳米管不包含明确定义的形状且其量为所述预定表面积的至少40％，其中所述基础母体混合物的最小门尼粘度ML(1+4)100为至少85MU；以及/n固化系统。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180112 US PCT/US2018/0136091.一种基于可交联橡胶组合物的橡胶组合物，所述可交联橡胶组合物按每100重量份橡胶的份数计包含：
包含基础母体混合物的母体混合物，所述基础母体混合物包含二烯橡胶和固体聚结材料，所述固体聚结材料包含由碳纳米管的连续网络组成的解聚碳纳米管，所述连续网络包含1)空隙和2)d50平均尺寸小于5μm的碳纳米管的聚集体，所述空隙和所述聚集体一起的量小于预定表面积的60％，此类百分比如通过电子显微术图像分析所测定，其余部分为所述连续网络中的所述解聚碳纳米管，所述解聚碳纳米管不包含明确定义的形状且其量为所述预定表面积的至少40％，其中所述基础母体混合物的最小门尼粘度ML(1+4)100为至少85MU；以及
固化系统。


2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中所述母体混合物具有所述最小门尼粘度。


3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中所述基础母体混合物包含一定量的所述固体聚结材料，以提供具有所述最小门尼粘度的所述基础母体混合物。


4.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述母体混合物包含15phr与100phr之间的所述固体聚结材料。


5.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述最小门尼粘度为95MU。


6.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述可交联橡胶组合物包含1phr与75phr之间的所述固体聚结材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：C·帕帕斯，J·J·梅勒姆，C·赫里平，
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