二氧化硅增强的橡胶组合物和轮胎组件制造技术

本发明专利技术公开了二氧化硅增强的橡胶组合物和轮胎组件。本发明专利技术涉及改进的轮胎胎面组合物，例如二氧化硅填充的轮胎胎面组合物，以及使用其的轮胎。在一个实施方案中，提供了一种轮胎胎面，其包含基于二烯的弹性体、包括无机填料(例如二氧化硅)的增强填料、和多种硅烷化合物，所述硅烷化合物包括双(二烷基烷氧基甲硅烷基

【技术实现步骤摘要】
二氧化硅增强的橡胶组合物和轮胎组件


[0001]本公开涉及改进的轮胎胎面组合物，并且更具体地涉及改进的轮胎胎面组合物，例如二氧化硅填充的轮胎胎面组合物，以及使用其的轮胎。

技术介绍

[0002]改进的轮胎胎面性能已经被认为是轮胎制造商所面临的主要技术挑战。然而，传统上非常难以改进轮胎的性能，例如，如滚动阻力、刚度和撕裂性质，而不折中其它性质中的一个或多个。对这种性能折衷背后原因的基本理解，可以提供开发新材料技术的机会，其允许克服折衷，以满足产品性能需要。
[0003]总的来说，轮胎胎面的特性，例如牵引力、刚度、撕裂、胎面磨损和滚动阻力，在很大程度上取决于用于制造轮胎的弹性体的动态粘弹性质。但是这些轮胎性质也受到用于制备构成轮胎胎面的橡胶组合物的填料和添加剂的影响。例如，已知二氧化硅填料可改善橡胶性质，例如提高抗撕裂性、降低滚动阻力和提高道路牵引力，并因此改善车辆的燃料经济性。但是二氧化硅填充的橡胶组合物遇到的一些困难可以包括二氧化硅填料的难分散性和解附聚、不利的生胶粘度和需要使用偶联剂，例如多硫化烷氧基硅烷，其中许多产生显著VOC副产物和/或具有不利的硫化动力学。
[0004]一些改进二氧化硅填充的橡胶组合物的加工性和分散性的方法专注于在混合期间某些成分的添加顺序、解附聚剂的添加和/或使用升高水平的偶联剂。
[0005]替代的方法专注于在使用特殊的偶联剂，包括例如用改性的单烷氧基二烷基硅烷多硫化物，如双(二甲基乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(缩写为MESPT)或双(二甲基乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(缩写为MESPD)代替常用的偶联剂双(3
‑
三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(缩写为TESPT)或双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(缩写为TESPD)。在另一个实例中，常用的TESPT或TESPD已经被3
‑
辛酰基硫代
‑1‑
丙基三乙氧基硅烷(也称为NXT硅烷)代替，以改进二氧化硅在含二氧化硅的橡胶组合物中的分散性，并且据报道不损害含二氧化硅的橡胶组合物的原始性质。
[0006]虽然上述报道了改善含二氧化硅的橡胶组合物的加工性和分散性，但橡胶组合物的原始性质被理解没有实质性改善。因此，需要新的橡胶组合物，例如改进的二氧化硅填充的轮胎胎面组合物(和具有其的轮胎)，其提供期望的轮胎性能性质，例如滞后和/或刚度的改进，而不会不利地影响例如撕裂和/或拉伸强度。

技术实现思路

[0007]本专利技术涉及改进的轮胎胎面组合物，例如二氧化硅填充的轮胎胎面组合物，以及使用其的轮胎。
[0008]根据本专利技术的实施方案，提供了一种轮胎胎面组合物，其包含基于二烯的弹性体、包含无机填料(例如二氧化硅)的增强填料和多种硅烷化合物。硅烷化合物包括：i)具有通式(I)的双(二烷基烷氧基甲硅烷基
‑
烷基)多硫化物偶联剂：
R2(R1O)Si
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(CH2)
n
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S
p
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(CH2)
m
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Si(OR2)R
32
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(I)；以及ii)至少一种烷氧基硅烷化合物，其选自：a)具有通式(II)的疏水化双(三烷氧基)硅烷偶联剂：(R1O)3Si
ꢀ–ꢀ
R4ꢀ–ꢀ
Si(OR2)3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(II)，和b)具有通式(III)的疏水化单(三烷氧基)硅烷分散剂：(R1O)3Si
ꢀ–ꢀ
R
5 ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(III)；其中R、R1、R2和R3可相同或不同，各自选自单价C1
‑
C5直链或支链烷基，R4选自二价C3
‑
C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，R5选自单价C3
‑
C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，m和n可相同或不同，其中各自为3至18；并且p为2至4。
[0009]凭借前述，因而提供了轮胎胎面组合物，例如二氧化硅填充的轮胎胎面组合物，和使用其的轮胎，其可以提供期望的轮胎性能性质，例如滞后和/或刚度的改进，而没有负面影响例如撕裂和/或拉伸强度。
[0010]本专利技术公开了以下实施方案：方案1. 一种轮胎胎面组合物，包含：基于二烯的弹性体；包含二氧化硅的增强填料；以及多种硅烷化合物，其包含：i)具有通式(I)的双(二烷基烷氧基甲硅烷基
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烷基)多硫化物偶联剂：R2(R1O)Si
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(CH2)
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(CH2)
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Si(OR2)R
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(I)；以及ii)至少一种烷氧基硅烷化合物，其选自：a)具有通式(II)的疏水化双(三烷氧基)硅烷偶联剂：(R1O)3Si
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R4ꢀ–ꢀ
Si(OR2)3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(II)，和b)具有通式(III)的疏水化单(三烷氧基)硅烷分散剂：(R1O)3Si
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R
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(III)；其中R、R1、R2和R3可相同或不同，各自选自单价C1
‑
C5直链或支链烷基，R4选自二价C3
‑
C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，R5选自单价C3
‑
C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，m和n可相同或不同，各自为3至18；并且p为2至4。
[0011]方案2. 根据实施方案1所述的轮胎胎面组合物，其中R、R1、R2和R3独立地选自甲基、乙基或丙基。
[0012]方案3.根据实施方案1所述的轮胎胎面组合物，其中R和R3是相同的并且选自甲基和乙基，并且R1和R2是相同的并且选自甲基、乙基和丙基。
[0013]方案4. 根据实施方案1所述的轮胎胎面组合物，其中R4选自二价C6
‑
C12直链烷基，并且R5选自单价C3
‑
C12直链烷基。
[0014]方案5. 根据实施方案1所述的轮胎胎面组合物，其中具有通式(I)的双(二烷基烷氧基甲硅烷基
‑
烷基)多硫化物偶联剂包含多种具有等于2、3和4的p值的试剂，其中p的平均值为2至3。
[0015]方案6. 根据实施方案1所述的轮胎胎面组合物，其中所述多种硅烷化合物包含具有通式(I)的双(二烷基烷氧基甲硅烷基
‑
烷基)多硫化物偶联剂和具有通式(II)的疏水化双(三烷氧基)硅烷偶联剂的混合物。
[0016]方案7. 根据实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮胎胎面组合物，包含：基于二烯的弹性体；包含二氧化硅的增强填料；以及多种硅烷化合物，其包含：i)具有通式(I)的双(二烷基烷氧基甲硅烷基
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烷基)多硫化物偶联剂：R2(R1O)Si
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(CH2)
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Si(OR2)R
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(I)；以及ii)至少一种烷氧基硅烷化合物，其选自：a)具有通式(II)的疏水化双(三烷氧基)硅烷偶联剂：(R1O)3Si
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R4ꢀ–ꢀ
Si(OR2)3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(II)，和b)具有通式(III)的疏水化单(三烷氧基)硅烷分散剂：(R1O)3Si
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R
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(III)；其中R、R1、R2和R3可相同或不同，各自选自单价C1
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C5直链或支链烷基，R4选自二价C3
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C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，R5选自单价C3
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C18直链或支链烷基或烯基或芳族基团，m和n可相同或不同，各自为3至18；并且p为2至4。2.根据权利要求1所述的轮胎胎面组合物，其中R、R1、R2和R3独立地选自甲基、乙基或丙基。3.根据权利要求1所述的轮胎胎面组合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：