具有改进的磨损性的橡胶混合物制造技术

本发明专利技术涉及一种具有改进的磨损性的尤其用于车辆轮胎的橡胶混合物，包括３０至１００ｐｈｒ的至少一种二烯橡胶；２０至２００ｐｈｒ的至少一种填充剂；０至２００ｐｈｒ的另外的添加剂；一种硫固化体系，该硫化体系包括游离硫、硫供体以及硅烷，其中由这些组分实现的硫浓度在０．０２５和０．０８ｍｈｒ之间，其中游离硫贡献了０至７０％的程度，硫供体贡献了５％至３０％的程度并且硅烷贡献了２０％至９５％的程度；以及０．１至１０ｐｈｒ的至少一种固化促进剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有增强的磨损性能的、特别用于轮胎的一种橡胶混合物。
技术介绍
为了影响该混合物的以及固化橡胶的特性而将多种多样添加剂与这些混合物进 行混合，和/或为此目的而使用了特定的聚合物。在此可以提及的添加剂的例子是填充 剂类(例如炭黑)、增塑剂类、抗氧化剂类以及由硫、促进剂类和活化剂类所组成的交 联系统。然而，如果通过改变这种混合物来改进一种特性，则这经常伴随着另一种性能 的减弱，并且因此存在着某些目标冲突。在用于轮胎胎面的混合物的情况下，发现这些 冲突性目标的例子与磨损性能以及增大的热量累积相关，这造成更差的回弹性以及因此 更差的滚动阻力。用来解决这些目标冲突的一个具体方法是混合物构成上的改变、以及 还有特别是添加剂的改变或改性，其目的是实现这些通常相反地相关的特性的改进的水 平。影响这些固化橡胶的固化速率以及物理特性的添加剂的一个重要的组是固化促 进剂的这个组。存在着可用于生产轮胎的并且本领域普通技术人员已知的多组不同的固 化促进剂，并且这些还可以彼此组合地使用，具有可能的协同效应。这些固化促进剂起到了活化用作固化剂的硫的作用。在此硫以及固化促进剂的 添加各自与有待实现的轮胎橡胶混合物特性相匹配。有待实现的这些特性是在固化过程 中、例如在聚合物与填充剂之间产生的网络的功能，并且因此为了这些固化橡胶的物理 特性可以向交联的性质及程度赋予极大的重要性。。现在将对与固化体系或交联系统相关的现有技术使用以下公开号进行更详细地 说明(Dl)DE 2536674A1(D2)DE 60303203T2(D3) DE 4207028A1(D4) DE 4036420A1(D5)DE 4037756A1(D6)EP 0530590B1Dl说明了含硅酸盐填充剂的一种可交联的橡胶混合物以及一种交联方法。非常 概括地说，这里对一种可交联的橡胶混合物提出了权利要求，该混合物包括至少从1至 300重量份的一种硅酸盐填充剂、从0至300重量份的炭黑、以及量值为从0.02至10重 量份的至少一种本质上因橡胶固化而被知道的橡胶固化、以及至少一种有机硅烷。没有 对定义的聚合物体系提出权利要求，并且关于要使用的填充剂没有给出限定性数据。D2披露了可以用作交联剂的一种多硫化物硅氧烷及其制备方法。这里的交联系 统涵盖所说明的多硫化物硅氧烷以及至少一种主要的固化促进剂。该多硫化物硅氧烷被 用在基于一种二烯弹性体并且基于一种增强填充剂的组合物中。提出权利要求的二烯弹性体包括不同的组分并且提出权利要求的填充剂具体包括硅石以及炭黑，这里披露的发 明性实例每个均涉及由天然橡胶作为单一聚合物以及炭黑作为单一填充剂所组成的一种 橡胶混合物。D3、D4、和D5披露了用于软管、垫片、以及滚轮环的固化橡胶以及其他不具有亚硝胺毒性的工业橡胶物品，优选包括特定的秋兰姆和/或巯基固化剂、并且尽管如 此仍然大部分地需要小量的元素硫用于固化或交联。D6披露了用于生产具有非常高的抗老化性以及抗返硫性的二烯橡胶固化橡胶的 一种方法。这里的二烯橡胶固化橡胶包括从1至2.5份的巯基促进剂或从0.2至0.8份的 次磺酰胺促进剂、或从0.3至2.5份的巯基促进剂以及从0.1至0.8份的次磺酰胺促进剂。 每100份的橡胶(优选是一种充油的二烯橡胶)还使用从0.1至0.2份的硫。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种橡胶混合物，该混合物解决了或至少部分 地缓和了上述目标冲突，并且确切地是通过将一种最优化的固化体系用于改进磨损性 能，同时其他物理特性几乎保持不变。该目的通过具有以下构成的一种橡胶混合物得以实现-从30至IOOphr的至少一种二烯橡胶；-从20至200phr的至少一种填充剂；-从0至200phr的另外的添加剂；_硫的一种固化体系，包括游离硫、硫供体以及硅烷，其特征在于，这些成分产 生的硫浓度在0.025和0.08mhr之间，其特征在于，游离硫贡献了从0至70%，硫供体贡 献了从5%至30%，并且硅烷贡献了从20%至95% ；以及-0.1至IOphr的至少一种固化促进剂。它还有利地包括氧化锌以及硬脂酸作为固化活化剂。本说明中所使用的phr数据(按重量计每一百份橡胶中的份数)是在橡胶工业中 用于混合配方的常用定量数据。这里这些单一物质以按重量计加入的份数始终是基于按 重量计100份的该混合物中存在的所有橡胶的总重量。所使用的mhr单位对应地是基于 摩尔量(按重量计每一百份橡胶的摩尔数)。出人意料地，已经发现当固化体系具有上述主要特征时产生改进的结果，这些 特征是由游离硫、硅烷和由硫供体所引入的总的硫量以及归因于这三种硫来源的硫比 率。对比实例表示了例如使用低的硫含量的现有技术的范围，但是在这些配方中硫供体 的含量总体上很小或者为零。通过以本专利技术的方式加入该硫组合物，可以实现出乎意料 地好的磨损性能，同时其他物理特性仍然在相同的水平。这允许消除例如滚动阻力与磨损的目标冲突。这不仅适用于胎面而且还适用于 其他轮胎部件，例如侧壁。下面概述了用于这些其他的轮胎部件的橡胶混合物，并且还 将其称为胎体复合物或本体混合物，如在轮胎技术中是常规的。至少一种二烯橡胶是选自下组，其构成为天然聚异戊二烯、和/或合成的 聚异戊二烯、和/或聚丁二烯、和/或苯乙烯-丁二烯共聚物、和/或溶液聚合的苯乙 烯-丁二烯共聚物、和/或乳液聚合的苯乙烯-丁二烯共聚物、和/或苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三聚物、和/或丁二烯-异戊二烯共聚物、和/或丁基橡胶、和/或卤代丁基 橡胶、和/或乙烯-丙烯二烯橡胶、和/或氯丁二烯橡胶、和/或丁二烯-丙烯腈共聚 物、和/或部分氢化的二烯(共)聚合物。这些聚合物可以是非功能化的或功能化的， 功能化的以及非功能化的聚合物的混合物也是有可能的。轮胎(胎面/胎体、客车/卡车)中的不同应用与以下不同的优选橡胶组合物相 关联客车(PC)胎面 该橡胶混合物优选地包括至少一种苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR，优选是一种溶液 聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(SSBR))。卡车胎面这种橡胶混合物优选地包括40至IOOphr的天然聚异戊二烯和/或合成聚异戊二 烯、0至50phr的丁二烯橡胶、0至60phr的苯乙烯-丁二烯橡胶(优选是溶液聚合的苯乙 烯_ 丁二烯橡胶)。胎体这种橡胶混合物优选地包括20至IOOphr的天然聚异戊二烯和/或合成聚异戊二 烯、0至80phr的丁二烯橡胶、0至50phr的苯乙烯-丁二烯橡胶。该橡胶混合物包括从20至200phr的至少一种填充剂。如果这种橡胶混合物用在汽车胎面中，填充剂的量优选地是50至200phr、特别 优选从60至150phr、非常特别优选是从45至150phr。对于用在卡车胎面中，填充剂的量 优选地是从40至70phr并且特别优选从40至55phr、并且非常特别优选是从20至60phr， 而对于应用在本体混合物中，填充剂的量优选是从30至80phr、优选是从10至50phr。在一个具体的实施方案中，至少IOphr的该填充剂应该在表面上具有硅烷反应性 基团，例如OH基团。这种填充剂可以选自已知的填充剂例如无定形硅石、其他矿物填充 齐U、或改性的聚合物微凝胶体，例如来自LanXess的Nanoprene 。在轮胎工业中使用的无定形硅石通常是沉淀硅石，这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶混合物，包括：　　从３０至１００ｐｈｒ的至少一种二烯橡胶；　　从２０至２００ｐｈｒ的至少一种填充剂；　　从０至２００ｐｈｒ的另外的添加剂；　　一种硫的固化体系，所述固化体系包括游离硫、硫供体以及硅烷，其中归因于这些成分的硫浓度在０．０２５和０．０８ｍｈｒ之间，其中元素硫贡献了从０至７０％、所述硫供体贡献了从５％至３０％、并且所述硅烷贡献了从２０％至９５％；　　以及０．１至１０ｐｈｒ的至少一种固化促进剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-6-5 12/156,8031.一种橡胶混合物，包括从30至IOOphr的至少一种二烯橡胶；从20至200phr的至少一种填充剂；从0至200phr的另外的添加剂；一种硫的固化体系，所述固化体系包括游离硫、硫供体以及硅烷，其中归因于这些 成分的硫浓度在0.025和0.08mhr之间，其中元素硫贡献了从0至70 %、所述硫供体贡献 了从5%至30%、并且所述硅烷贡献了从20%至95% ；以及0.1至IOphr的至少一种固化促进剂。2.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，所述硅烷具有大于1.6的S Si 比，并且Si原子数目是大于1，并且其每个Si原子的Mw比是小于390g/mol。3.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，所述硅烷具有小于1.6的S Si 比，并且Si原子数目是大于或等于1，并且其每个Si原子的Mw比是小于390g/mol。4.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，所述硅烷具开放的S Si比， 并且Si原子的绝对数目是大于或等于1，并且其每个Si原子的Mw比是大于390g/mol。5.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，对于具有大于1.6的S Si比并 且Si原子数目大于1、并且每个Si个原子的Mw比率小于390g/mol的硅烷，对于汽车胎 面应用，硫的浓度是从0.05至0.075mhr，其中游离硫的比例是从0至10%，硫供体的比 例是从5%至13%，并且硅烷的比例是从75%至90%，并且量值为从45至150phr的硅 石作为填充剂存在。6.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，对于具有小于1.6的S Si比并 且Si原子数目大于或等于1、并且每个Si原子的Mw比率小于390g/mol的硅烷，对于汽 车胎面应用，硫的浓度是从0.035至0.07mhr，其中游离硫的比例是从20%至50%，硫供 体的比例是从5%至20%，并且硅烷的比例是从50%至70%，并且量值为从45至150phr 的硅石作为填充剂存在。7.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，对于具有开放的S Si比并且 Si原子数目大于或等于1、并且每个Si原子的MW比率大于390g/mol的硅烷，对于汽车 胎面应用，硫的浓度是从0.025至0.05mhr，其中游离硫的比例是从20%至60%，硫供体 的比例是从10%至30%，并且硅烷的比例是从25%至70%，并且量值为从45至150phr 的硅石作为填充剂存在。8.根据权利要求1所述的橡胶混合物，其特征在于，对于具有大于1.6的S Si比并 且Si原子数目大于1、并且其每个Si原子的MW比率是小于390g/mol的硅烷，对于轮 胎侧壁应用，硫的浓度是从0.025至0.05mhr，其中游离硫的比例是从0至55 %，硫供体 的比例是...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡拉雷克，卡塔琳娜赫尔佐克，威廉米夏埃尔约克，哈约魏因赖希，鲍里斯默格尔，维多利亚特卡琴科，诺贝特米勒，于尔根瓦格曼，
申请(专利权)人：大陆轮胎德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE