【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及橡胶组合物、其制备方法以及其在制造车辆轮胎和车辆轮胎部件中的用途。特别地，本专利技术涉及使用这种组合物来制造轮胎胎面。本专利技术还涉及由这些橡胶组合物制成的橡胶制品和车辆轮胎。更具体地，本专利技术涉及包含增强填料体系的橡胶组合物，该增强填料体系包括两种不同二氧化硅填料的组合。当用作二烯橡胶组合物中的增强填料时，该填料体系改善了湿路面性能(wet performance)、滚动阻力和耐磨耗性的平衡。
技术介绍
1、为了减少co2排放，存在对具有更低燃料消耗的车辆的需求。车辆轮胎中更低的滚动阻力可以降低燃料消耗，因此是所期望的。同样重要的是，轮胎在干燥和潮湿表面上都具有良好的抓地性能(grip performance)，尤其是在湿路面上(即湿路面性能)。高的耐磨耗性对于轮胎的使用寿命长也是重要因素。湿路面性能(“wet”)、滚动阻力(“rr”)和耐磨耗性(“wear”)一起称为粘弹性的“魔力三角(magic triangle)”。然而，很难在没有不利地影响滚动阻力和耐磨耗性的情况下改善轮胎的抓地性能，并且一直需要制造在这些性能之间具有改善的平衡的轮胎。
2、用于轮胎制造的橡胶组合物的组分可以进行改性，以调节它们的动态/机械性能。通常，这可以涉及使用改性橡胶、橡胶混合物和/或在橡胶组合物中引入增强填料。
3、如天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶等二烯橡胶包括源自具有共轭碳-碳双键的二烯烃的重复单元。合成二烯橡胶的性能可以通过二烯烃单体与其它单体的共聚来特别调整(tailor)，并且它们用于广泛的应
4、由二烯橡胶制成的橡胶配混物的机械性能通过引入增强填料如二氧化硅和炭黑来改善。炭黑是通常用作填料的第一材料，但最近二氧化硅在很大程度上替代了传统的炭黑的使用。二氧化硅填料的使用改善了橡胶性能，如降低滚动阻力和改善牵引力，特别是在湿表面上。
5、当制备具有所需机械性能的高性能橡胶配混物时，任何增强填料的分散和填料-橡胶的相互作用是关键。二氧化硅表面上的极性硅烷醇基团的存在使其具有酸性和吸湿性，这会导致其聚集，从而在橡胶基质中分散不良，导致高配混粘度(compound viscosity)和增强性的损耗。已经提出二氧化硅的各种原位处理来调整其表面化学，例如使用硅烷作为表面改性剂或“覆盖剂(covering agent)”。当配混橡胶时，硅烷偶联剂也用于在二氧化硅和二烯橡胶链之间形成共价键。这些改善了填料在二烯橡胶基质中的分散，并增强了二氧化硅和橡胶之间的相互作用，从而增强了橡胶配混物。例如，在烃橡胶中用作增强剂的表面改性的硅胶描述于wo 03/097737。
6、通常已知使用高增强等级的二氧化硅以改善轮胎胎面橡胶的耐磨耗性，而已知更低增强等级的二氧化硅则改善湿路面性能和滚动阻力。为了利用这些不同的性能，美国专利第6,506,829号提出使用高和低增强级二氧化硅的共混物，其特征在于它们不同的孔径分布最大值(“psd”)和平均比表面积(“ssa”)。公开了一种橡胶组合物，其包含z1165mp(由rhodia出售的高增强等级的二氧化硅；175m2/g bet ssa和35nm psd)和z1115mp(由rhodia出售的低增强等级的二氧化硅；125m2/g bet ssa和60nm psd)的1：1共混物。该组合物显示出具有高的拉伸强度和高的硬度，预示着有益的操纵性和改善的牵引力。100℃下的高回弹值有利于滚动阻力，23℃下的低回弹值有利于湿抓地性(wet grip properties)。
7、在寻求用于具有改善的动态性能的橡胶组合物的替代二氧化硅填料中，已经提出了预官能化的沉淀二氧化硅。例如，wo 2015/121333提出了制备沉淀二氧化硅的新方法，该方法涉及在沉淀二氧化硅液化期间或之后使用至少一种多元羧酸。
8、聚合物链的自由端和由填料形成的填料网络的降解对轮胎胎面中的能量耗散和滚动阻力有重要贡献。在聚合物链末端引入官能团使得这些末端能够物理或化学连接到填料表面。这导致了使用官能团如羧基和硅烷对聚合物进行各种端基改性的建议用途。例如在wo 2014/173706中也描述了通过硅烷引入羧基。
9、本领域持续需要提供其中湿路面性能、滚动阻力和耐磨耗性得到改善的轮胎。特别地，需要制造具有改善的wet/rr性能和wear性能平衡的轮胎。
技术实现思路
1、专利技术人已经发现，含有二氧化硅的特定共混物的二烯橡胶组合物具有优异的耐磨耗性、滚动阻力和湿路面性能以及这些性能之间的优异的平衡。特别地，他们已经发现，在由用填料体系增强的橡胶组合物制成的橡胶制品的这些粘弹性方面，观察到了相互作用和/或协同效应，所述填料体系包括与未表面官能化的二氧化硅、即“非官能化”的二氧化硅或未“预官能化”的二氧化硅组合的表面官能化的二氧化硅(即“预官能化”的二氧化硅)。与对应的基于非官能化二氧化硅的填料体系相比，观察到这些性能的改善。此外，专利技术人惊讶地发现，在增强填料总量减少的情况下观察到这种效果。
2、在一个方面，本专利技术因此提供了一种橡胶组合物，其包括：
3、二烯橡胶组分；和
4、填料体系，其中所述填料体系包含：
5、第1二氧化硅，其通过引入一个或多个官能团而表面官能化，并且bet比表面积为250～310m2/g以及ctab比表面积为230～285m2/g；和
6、第2二氧化硅，其未表面官能化，并且bet比表面积为60～120m2/g以及ctab比表面积为55～105m2/g。
7、另一方面，本专利技术提供了一种橡胶组合物的制造方法，所述方法包括将本文定义的填料体系分散在二烯橡胶组分中的步骤。
8、在另一方面，本专利技术提供了一种可硫化橡胶组合物，其包含在其中分散有如本文所定义的填料体系的二烯橡胶组分。
9、在另一方面，本专利技术提供了一种通过使如本文所述的可硫化橡胶组合物交联而获得、直接获得或可获得的硫化橡胶配混物。
10、在另一方面，本专利技术提供了一种硫化橡胶配混物的制造方法，所述方法包括以下步骤：将本文定义的二氧化硅填料体系引入二烯橡胶组分中，由此制造可硫化橡胶组合物；以及通过加热至预定温度和预定时间使所述可硫化橡胶组合物进行硫化。
11、在另一方面，本专利技术提供了如本文所述的橡胶组合物作为车辆轮胎的部件或在车辆轮胎的部件的制造中的用途。
12、在另一方面，本专利技术提供了由如本文所述的橡胶组合物制成的车辆轮胎部件。
13、在另一方面，本专利技术提供了包含如本文所述的车辆轮胎部件的车辆轮胎。...
【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，其包括：
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中所述第2二氧化硅和所述第1二氧化硅之间的重量比为0.15～0.60，优选为0.25～0.45。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的橡胶组合物，其中所述填料体系以相对于100phr的所述橡胶组合物为90～130phr、优选100～120phr、更优选100～115phr的范围存在。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中：
5.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅用一个或多个羧酸基团、或其盐或衍生物表面官能化。
6.根据权利要求5所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅用一种或多种多元羧酸表面官能化，优选其中所述一种或多种多元羧酸选自由己二酸、琥珀酸、乙基琥珀酸、戊二酸、甲基戊二酸、草酸和柠檬酸组成的组。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅的进一步的特征在于一种或多种以下性质：
8.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅的pH范围
9.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述二烯橡胶组分包含至少一种苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、优选至少一种溶液聚合的苯乙烯-丁二烯共聚物(SSBR)。
10.根据权利要求9所述的橡胶组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯共聚物是端基官能化SSBR，优选Tg在-65℃至-15℃范围内的端基官能化SSBR。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的橡胶组合物，其中所述二烯橡胶组分还包含至少一种另外的二烯橡胶聚合物，例如另外的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)或异丁烯-异戊二烯橡胶(IIR)，优选地，其中所述二烯橡胶组分包含溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶共聚物(SSBR)和乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶共聚物(ESBR)的共混物。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅用甲基戊二酸表面官能化，并且所述二烯橡胶组分包含用烃氧基硅烷化合物端基官能化的苯乙烯-丁二烯共聚物，
13.根据权利要求9至12中任一项所述的橡胶组合物，其中所述溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶共聚物(SSBR)以相对于100phr的所述橡胶组合物为60～100phr、优选70～90phr的范围存在。
14.根据前述权利要求中任一项所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物为硫化的。
15.一种轮胎，其包括由根据权利要求1至14中任一项所述的橡胶组合物制成的轮胎部件。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种橡胶组合物，其包括：
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中所述第2二氧化硅和所述第1二氧化硅之间的重量比为0.15～0.60，优选为0.25～0.45。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的橡胶组合物，其中所述填料体系以相对于100phr的所述橡胶组合物为90～130phr、优选100～120phr、更优选100～115phr的范围存在。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中：
5.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅用一个或多个羧酸基团、或其盐或衍生物表面官能化。
6.根据权利要求5所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅用一种或多种多元羧酸表面官能化，优选其中所述一种或多种多元羧酸选自由己二酸、琥珀酸、乙基琥珀酸、戊二酸、甲基戊二酸、草酸和柠檬酸组成的组。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅的进一步的特征在于一种或多种以下性质：
8.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述第1二氧化硅的ph范围为2.5～7、优选2.5～5、更优选3～4.5。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的橡胶组合物，其中所述二烯橡胶组分包含至少一种苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr)...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪娅·奥里斯施，拉菲勒·迪蒙扎，A·巴斯勒，
申请(专利权)人：普利司通欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。