用于改进的轮胎胎面性能的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物聚烯烃添加剂制造技术

包含基于丙烯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改进的轮胎胎面性能的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物聚烯烃添加剂
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利技术要求于2018年5月24日提交的USSN 62/675,795和于2018年6月12日提交的EP申请号18177410.0的优先权和利益，它们全文通过参考引入本文。


[0003]本专利技术涉及可用于轮胎胎面的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。

技术介绍

[0004]可混容树脂通常用于乘用轮胎的胎面组合物中以提高牵引特性。尽管可混容树脂可以提高总体牵引力，但是这些胎面组合物倾向于在高速和高轮胎温度下遭受降低的牵引力以及操控性。
[0005]乘用轮胎在高的速度和温度下观察到的某些问题已经通过将高软化点不混容树脂和树脂共混物添加到用于赛车轮胎的轮胎胎面组合物中而解决。例如，已经观察到，使用在高温下具有高G'(储能模量)值连同高正切δ(损耗模量与储能模量之比)值的树脂可以改进在高的速度和温度下的轮胎性能。此外，在某些情况下，已经发现官能化树脂是有用的。
[0006]然而，轮胎胎面组合物决定轮胎的磨损、牵引力和滚动阻力，并且在提供良好的胎面磨损的同时提供优异的牵引力和低的滚动阻力是技术挑战。提高配混物的玻璃化转变温度(Tg)将提供更好的湿牵引力，但是同时增加滚动阻力和胎面磨损。因此，这种挑战通常在于湿牵引力和滚动阻力/胎面磨损之间的平衡。
[0007]例如，NANOPRENE
TM
是用于增加湿牵引力而不影响滚动阻力的添加剂。更具体地说，NANOPRENE/>TM
是得自Lanxess的亚微米至微米大小的凝胶，具有交联的丁二烯核和丙烯酸系树脂壳。然而，NANOPRENETM只能在湿牵引力方面提供有限的改进。同样，官能化的SBR(苯乙烯-丁二烯橡胶)可以改进填料分散。然而，在固化聚烯烃结构域以在聚烯烃和胎面基体之间产生坚固的界面时出现问题。
[0008]硅烷偶联剂，例如双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]多硫化物，也称为TESPT或Si69，通常用作功能性添加剂，其在混合过程中可以与含硅烷醇基的填料反应。Si69还可在硫化过程中与聚合物反应，以改善橡胶配混物的机械性能和动力学性能。Si69的缺点是其非常易于发生水解和自缩合反应而形成Si-O-Si键的倾向，从而影响产品的稳定性。
[0009]因此，仍需要具有硅烷官能化添加剂的轮胎胎面组合物，其稳定并且可以同时改进滚动阻力和湿制动。

技术实现思路

[0010]本文描述的是包含硅烷官能化聚烯烃添加剂的可用于轮胎胎面应用的弹性体组合物，其包括以下组分：具有硅烷偶联剂的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物；和抗氧化剂。所述添加剂可以进一步包含固化剂和一种或多种填料。
[0011]为了平衡轮胎胎面中的湿牵引性能和滚动阻力，轮胎胎面组合物可以包含下列组分：100phr(重量份/100重量份总弹性体)二烯弹性体；大约0-大约80phr加工油；0-大约80phr的烃树脂；大约60-大约140phr的填料；固化剂；和大约5-大约30phr的硅烷官能化的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。所述硅烷官能化的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物包含大约2wt％-大约40wt％的乙烯和/或C
4-C
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α-烯烃衍生的单元，抗氧化剂，硅烷偶联剂和非必要地，固化剂。可以改变所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物(一种或多种)相对于其它组分的含量、和其共聚单体含量以改进轮胎胎面的湿牵引和滚动阻力的平衡。
具体实施方式
[0012]这里提供了包含基于硅烷官能化丙烯-乙烯-二烯三元共聚物的聚烯烃添加剂的可用于轮胎胎面组合物的弹性体组合物。所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物如下制备：使丙烯与乙烯和/或C
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α-烯烃中的至少一种和一种或多种二烯例如乙叉基降冰片烯聚合。所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物含有具有2重量％-40重量％乙烯，1.0重量％-21重量％二烯的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。所述聚烯烃添加剂在胎面配混物中形成不混容相并包含丙烯-乙烯-二烯三元共聚物、抗氧化剂和硅烷偶联剂。当配混轮胎胎面组合物时，所述聚烯烃添加剂将炭黑和抗氧化剂连同官能化聚烯烃一起浓缩在聚烯烃结构域中以改进耐磨性、固化状态和UV稳定性。
[0013]轮胎胎面组合物是在轮胎中支配磨损、牵引力和滚动阻力的重要方面。传递优异的牵引力和低的滚动阻力和同时提供良好的胎面磨损是技术挑战。这种挑战在于湿牵引力和滚动阻力/胎面磨损之间的平衡。提高组合物的Tg将提供好的湿牵引力，但是同时增加滚动阻力和胎面磨损。这里描述的各方面提供可以达到湿牵引力而不降低滚动阻力和胎面磨损的胎面配混物添加剂。
[0014]该问题已经通过开发添加剂解决，所述添加剂即为在湿牵引力区域(0℃)中增加滞后并在滚动阻力区域(60℃)中降低滞后而不改变总体配混物Tg的聚丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。
[0015]所述添加剂配混步骤通过在聚烯烃结构域中浓缩炭黑和抗氧化剂以改进耐磨性、固化状态和UV稳定性而解决包含苯乙烯-丁二烯橡胶/聚丁二烯/天然橡胶(SBR/PBD/NR)组合物的聚烯烃共混物的已知缺陷。这些缺陷包括不充分硫化和不充分增强聚烯烃结构域，因为固化剂和填料由于不利的溶解度参数差异而迁移离开聚烯烃。这里描述的聚烯烃添加剂和轮胎胎面组合物的本专利技术各方面克服这些缺陷中的一个或多个。
[0016]丙烯-乙烯-二烯三元共聚物
[0017]这里所使用的“丙烯-乙烯-二烯三元共聚物”可以是包含丙烯及其它共聚单体的任何聚合物。术语“聚合物”是指含来自一种或多种不同单体的重复单元的任何含碳化合物。这里所使用的术语“三元共聚物”是指由三种不同单体合成的聚合物。在一些实施方案中，三元共聚物可以如下制备：(1)同时将所有三种单体混合或(2)顺序引入不同共聚单体。共聚单体的混合可以在串联和/或并联的一个、两个或可能的三个不同反应器中进行。优选地，丙烯-乙烯-二烯三元共聚物包含(i)丙烯衍生的单元、(ii)α-烯烃衍生的单元和(iii)二烯衍生的单元。所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物可以如下制备：使(i)丙烯与(ii)乙烯和C
4-C
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α-烯烃中的至少一种和(iii)一种或多种二烯聚合。
[0018]共聚单体可以线性或支化的。线性共聚单体包括乙烯或C
4-C8α-烯烃，更优选乙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯，甚至更优选乙烯或1-丁烯。支化共聚单体包括4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯和3,5,5-三甲基-1-己烯。在一个方面中，共聚单体可以包括苯乙烯。
[0019]所述二烯可以是共轭或非共轭的。优选地，二烯是非共轭的。示例性的二烯可以包括，但不限于5-乙叉基-2-降冰片烯(ENB)；1,4-己二烯；5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)；1,6-辛二烯；5-甲基-1,4-己二烯；3,7-二甲基-1,6-辛二烯；1,3-环戊二烯；1,4-环己二烯；乙烯基降冰片烯(VNB)；双环戊二烯(DCPD)和它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.弹性体组合物，基于每100重量份橡胶(phr)包含：大约100phr的二烯弹性体；0-大约80phr的加工油；0-大约80phr的烃树脂；大约60-大约140phr的填料；固化剂；和大约5-大约30phr的硅烷官能化的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物，所述硅烷官能化的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物包含大约2-大约40wt％的乙烯和/或C
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α-烯烃衍生的单元和大约0.5-大约10wt％的二烯衍生的单元。2.权利要求1的弹性体组合物，其中所述填料是基于二氧化硅的填料。3.权利要求1的弹性体组合物，其中所述填料是炭黑填料。4.权利要求1的弹性体组合物，其中所述填料是基于二氧化硅的填料和炭黑填料的共混物。5.上述任一权利要求的弹性体组合物，其中所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物含有0.5wt％-10wt％乙叉基降冰片烯，基于所述三元共聚物。6.上述任一权利要求的弹性体组合物，其中所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物含有2wt％-20wt％乙烯，基于所述三元共聚物。7.上述任一权利要求的弹性体组合物，其中所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物含有60wt％-95wt％丙烯，基于所述三元共聚物。8.上述任一权利要求的弹性体组合物，其中所述丙烯-乙烯-二烯三元共聚物在2.16kg负荷在230℃下的熔体流动速率(MFR)为大约0.2-大约10g...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
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：