具有湿气暴露表面的橡胶组合物和具有其部件的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及具有湿气暴露表面的橡胶组合物和具有其部件的轮胎。未固化含二氧化硅橡胶组合物具有湿气暴露表面，其中橡胶表面含有二氧化硅和专用增粘树脂。提供包含二氧化硅的未固化橡胶的制备方法，在高剪切、内发热下加工橡胶，使橡胶组合物达到高温，随后用湿气处理加热的橡胶组合物表面，冷却加工的橡胶组合物，其中橡胶组合物表面含有二氧化硅和专用增粘树脂。还涉及制造未固化橡胶部件组合件，这种部件的至少一个为含有专用增粘树脂的含二氧化硅的湿气暴露橡胶组合物。组合件在高温下在合适模具中硫固化，形成具有所述部件的轮胎。专用增粘树脂为叔丁基苯酚和甲醛的反应产物或叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基改性产物，排除脱水山梨糖醇单硬脂酸酯。

【技术实现步骤摘要】

一种未固化的含二氧化硅橡胶组合物具有湿气暴露表面，其中橡胶表面含有二 氧化硅和专用增粘树脂的组合。湿气暴露二氧化硅损害橡胶组合物的必要成型粘着性 (building tack)。专用增粘树脂抵销和显著减少由二氧化硅/湿气相互作用所引起的成 型粘着性的降低。因此，提供一种包含二氧化硅的未固化橡胶的制备方法，通过在挤出或压 延期间在高剪切、内发热下加工该橡胶，使橡胶组合物达到高温，使橡胶成型，随后用湿气 处理加热的橡胶组合物表面，冷却加工的橡胶组合物，其中橡胶组合物的表面含有所述二 氧化硅和专用增粘树脂。本专利技术进一步涉及制造一种未固化橡胶部件的组合件，其中这种 部件的至少一个为含有所述专用增粘树脂的含二氧化硅的湿气暴露橡胶组合物。这种组合 件在高温下在合适的模具中硫固化，形成具有所述部件的轮胎，特别是其中所述部件为常 压暴露轮胎侧壁。所述专用增粘树脂为叔丁基苯酚和甲醛的反应产物或叔丁基苯酚和甲醛 的乙烯基改性产物，排除脱水山梨糖醇单硬脂酸酯。
技术介绍
轮胎侧壁通常由炭黑补强橡胶组合物组成。未固化橡胶组合物在混合和加工之后 经常立即穿过水浴或在同时用水喷淋的传送带上输送，以冷却橡胶并延缓热橡胶的任何过 早固化。包括叔辛基苯酚和甲醛的反应产物的增粘树脂经常用来促进未固化橡胶组合物 的成型粘着性。但是，添加沉淀二氧化硅补强剂倾向于使未固化橡胶组合物在通过挤出或压延， 特别是挤出，利用相伴内发热和伴随升高温度，进行高剪切加工成型橡胶组合物之后，在暴 露于上述冷却水时发生“润湿”，其未固化的橡胶表面通常具有不充足的适当成型粘着性， 即使是包括叔辛基苯酚和甲醛的增粘树脂产物。因此对提高含有沉淀二氧化硅的未固化橡胶组合物表面的成型粘着性存在挑战， 特别是在其暴露于湿气，例如暴露于高湿度气氛或直接暴露于水之后。此外，沉淀二氧化硅本身性质上是亲水的并因此吸引水，通常导致未固化侧壁橡 胶部件的表面成型粘着性降低，特别是在潮湿气氛中或将冷却水直接施加于轮胎制造工艺 中的未固化侧壁橡胶部件时。这种潮湿气氛，或冷却水的施加通常在例如通过橡胶挤压工 艺，利用其相伴内发热形成未固化的橡胶部件之后，立即施加于该未固化的橡胶部件。
技术实现思路
本专利技术的一个方面为在轮胎侧壁部件中使用沉淀二氧化硅补强剂和专用增粘剂， 以便在未固化轮胎侧壁橡胶部件暴露于湿气之后基本上保持其表面成型粘着性。应理解本专利技术意图不仅是关注在未固化橡胶组合物中包含沉淀二氧化硅在成型 粘着性范围内的表面效应的简单降低或基本上消除。实际上，本专利技术的重要方面是包括专用增粘树脂，以基本上保持侧壁橡胶组合物的未固化表面的成型粘着性，特别是在湿气存在下。虽然先前已经建议提供增强的湿气暴露未固化橡胶组合物的表面成型粘着性，所 述橡胶组合物含有脱水山梨糖醇单硬脂酸酯和乙烯基单体改性烷基苯酚/甲醛树脂的组 合，如美国专利申请SN 2009/0043039所示，但是在此希望评价可能性并由此提供增强的 需要含有二氧化硅而不存在脱水山梨糖醇单硬脂酸酯的橡胶组合物的湿气暴露表面成型 粘着性。具体实施例方式在本专利技术的说明书中，除非另有说明，其中使用的术语“phr”表示相对每100重量 份橡胶的成分重量份。除非另有说明，术语“橡胶”和“弹性体”可互换使用。除非另有说明，术语“硫化 的”和“固化的”可互换使用。除非指明，术语“胶料”和“橡胶组合物”可互换使用。术语未固化橡胶组合物表面的“成型粘着性”或“表面成型粘着性”表示未固化 橡胶轮胎部件表面上存在的表面粘着性，当未固化橡胶部件在制造未固化橡胶轮胎中组合 时，该粘着性促进未固化橡胶部件之间的粘合。以这种方式，组装的未固化轮胎橡胶部件在 固化轮胎橡胶部件组合件之前保持在一起。这种成型粘着性及其用途是本领域技术人员公 知的。本专利技术的公开和实践根据本专利技术，提供湿气暴露未固化橡胶组合物，基于100重量份橡胶，包括以下组 分(Phr)(A)至少一种(IOOphr) 二烯烃基弹性体，(B)约20至约120，可选地约45至约90phr的颗粒状橡胶补强剂，其包括橡胶补 强炭黑和无定形二氧化硅(例如沉淀二氧化硅)的组合，该组合包括(1)约10至约80，可选地约30至约60phr的橡胶补强炭黑，和(2)约10至约50，可选地约15至约30phr的无定形二氧化硅(例如沉淀二氧化 娃)；其中所述橡胶组合物含有大于3phr，可选地3至约lOphr，可选地约4至约8phr 的专用增粘树脂的分散体，所述专用增粘树脂包括(a)在没有脱水山梨糖醇单硬脂酸酯存在下的叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基单体改 性反应产物，或(b)叔丁基苯酚和甲醛的反应产物(不同于所述叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基单体 改性反应产物)，和优选同样没有脱水山梨糖醇单硬脂酸酯存在；其中所述橡胶组合物的至少一个表面含有所述沉淀二氧化硅和所述专用增粘树 脂的组合。优选所述湿气暴露未固化橡胶表面含有4至约Sphr的所述增粘树脂，并具有至少 5牛顿的粘着性。成型含二氧化硅的未固化橡胶组合物的方法，包括(A)在高剪切、内热产生条件下挤出或压延，优选挤出所述未固化橡胶组合物，由 此引起橡胶组合物温度升高至高温；(B)在所述高温下用湿气处理所述挤出或压延的未固化橡胶组合物，由此冷却该 橡胶组合物；其中该橡胶组合物含有橡胶补强炭黑和合成无定形二氧化硅(例如沉淀二氧化 硅)的组合，该组合包括(1)约10至约80，可选地约30至约60phr的橡胶补强炭黑，和(2)约10至约50，可选地约15至约30phr的无定形二氧化硅(例如沉淀二氧化 娃)；和大于3phr，可选地为3至约IOphr，可选地为约4至约Sphr的专用增粘树脂的 分散体；其中所述增粘树脂为叔丁基苯酚和甲醛的产物或在没有脱水山梨糖醇单硬脂酸 酯存在下的叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基改性产物。制备含二氧化硅的未固化橡胶组合物的方法，包括(A)在高剪切、内热产生条件下加工(例如通过挤出和/或通过混合)所述未固化 橡胶组合物，由此引起橡胶组合物温度升高至高温；(B)用湿气处理受热的橡胶组合物(例如通过直接施加水或通过常压高湿度)，由 此冷却该橡胶组合物；其中橡胶组合物的表面含有所述二氧化硅和专用增粘树脂的组合；其中所述增粘树脂为叔丁基苯酚和甲醛的产物或在没有脱水山梨糖醇单硬脂酸 酯存在下的叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基改性产物。本申请的专用增粘树脂为衍生自乙烯基单体改性的叔丁基苯酚和甲醛或者叔丁 基苯酚和甲醛本身的反应产物的树脂。这不同于衍生自叔丁基苯酚和乙炔的树脂，并且不 同于衍生自叔辛基苯酚和甲醛的树脂。本专利技术的重要方面是发现衍生自叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基单体改性产物或者 叔丁基苯酚和甲醛的产物的树脂的有利用途，用于提供未固化湿气暴露含二氧化硅补强剂 的橡胶组合物的表面成型粘着性。提供合适的表面成型粘着性被认为是一个特殊难题，原 因是湿气与橡胶组合物中包含的二氧化硅补强剂接触的表面粘着性消除作用。本专利技术实践中的另一方面为观察到含二氧化硅补强剂的固化橡胶表面的静态/ 动态抗臭氧性显著改善，该橡胶表面先前在其未固化状态已经湿气暴露并且含有叔丁基苯 酚和甲醛的树脂产物或者叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基单体改性产物。这种观察到的效果是 惊人地出乎预料的，并且据信是一项重大发现。实践中，所述二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
湿气暴露未固化橡胶组合物，特征在于基于１００重量份橡胶，包括以下组分（ｐｈｒ）：　　（Ａ）至少一种（１００ｐｈｒ）二烯烃基弹性体，　　（Ｂ）２０至１２０ｐｈｒ的颗粒状橡胶补强剂，其包括橡胶补强炭黑和无定形二氧化硅的组合，该组合包括：　　（１）１０到８０ｐｈｒ的橡胶补强炭黑，和　　（２）１０至５０ｐｈｒ的沉淀二氧化硅；　　其中所述橡胶组合物含有大于３ｐｈｒ的专用增粘树脂的分散体，该专用增粘树脂包括：　　（ａ）在没有脱水山梨糖醇单硬脂酸酯存在下的叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基单体改性反应产物，或　　（ｂ）叔丁基苯酚和甲醛的反应产物；　　其中所述橡胶组合物的至少一个表面含有所述沉淀二氧化硅和所述专用增粘树脂的组合；其中所述橡胶组合物含有所述沉淀二氧化硅的二氧化硅偶合剂，该二氧化硅偶合剂具有与所述沉淀二氧化硅上含有的羟基有反应性的部分和与所述二烯烃基弹性体相互作用的另一个不同部分；和　　其中所述专用增粘树脂为叔丁基苯酚和甲醛的产物，或叔丁基苯酚和甲醛的乙烯基改性产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PH桑斯特伦，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]