包括三种组分的混合改性剂体系的丁基橡胶胶料制造技术

本发明专利技术公开了一种橡胶胶料，该橡胶胶料包含卤代丁基弹性体、至少一种其他的弹性体、矿物填料、以及至少三组分的混合改性剂体系，该三组分的混合改性剂体系包括硅烷化合物、膦化合物、以及包含至少一个羟基基团和含碱性胺的官能团的添加剂。也公开了制备该胶料的方法。该胶料对轮胎胎面特别有用，显示出改进的加工性能、牵引力、滚动阻力和耐磨性。

【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胶料，其包含卤代丁基弹性体、至少一种其他的弹性体、矿物填 料、以及至少一种三组分混合的改性剂体系，该三种组分混合的改性剂体系包含硅烷化合 物、膦化合物、以及包含至少一个羟基和一个包含碱性胺的官能团的添加剂。该胶料对轮胎 面特别有用，并显示改进的加工性能，牵引力和耐磨损性。本专利技术还涉及制备橡胶胶料的方法，该方法包括混合卤代丁基弹性体、至少一种 其他的弹性体、矿物填料、以及至少一种三组分混合的改性剂体系，该三组分混合的改性剂 体系包含硅烷化合物、膦化合物、以及包含至少一个羟基和包含碱性胺的官能团的添加剂。
技术介绍
已知，诸如碳黑和二氧化硅之类的补强填料能大大改善弹性体胶料的强度和疲劳 性能。又知，弹性体和填料之间发生化学作用。例如，碳黑与高度不饱和弹性体如聚丁二烯 (BR)和苯乙烯丁二烯共聚物(SBR)之间发生良性相互作用，是因为这类共聚物中存在大量 碳_碳双键。丁基弹性体可能仅具有BR或SBR中的1/10或更少的碳-碳双键，已知由丁 基弹性体制成的胶料与碳黑的相互作用很弱。例如，通过混合碳黑和BR与丁基弹性体的结 合，产生包含大部分碳黑和BR区域(domain)和包含非常少碳黑的丁基区域。又已知丁基 胶料耐磨性差。加拿大专利申请2，293，149公开了通过混合卤代丁基弹性体和硅石和特定硅烷 有可能产生性能改善的填充丁基弹性体组合物。这些硅烷起到商代丁基弹性体和填料之间 的分散和结合剂的作用。然而，使用硅烷的一个缺点是制造过程中醇的释放以及按此过程 生产的制品的使用期间醇的潜在释放。另外，硅烷显著增大了所得制品的成本。加拿大专利申请2，339，080公开了制备包含卤代丁基弹性体和包含至少一个含 碱性氮的基团与至少一个羟基的有机胶料的组合物的方法，其中弹性体与填料之间，特别 是与矿物填料之间存在着增强的作用。令人感兴趣的是包含伯胺和羟基基团，例如乙醇胺。 虽然解决了增强弹性体和填料之间的相互作用的问题，但是必须小心地加工该组合物以防 止任何不希望的组合物的焦烧。本领域技术人员懂得术语“焦烧”是指组合物在加工期间 过早的交联。加拿大专利申请2，412，709公开了制备包含卤代丁基弹性体、含有至少一个含碱 性氮的基团与至少一个羟基的有机化合物、和水合金属卤化物的组合物的方法。该方法提 供了弹性体与矿物填料之间的增强作用，同时提高了焦烧安全性。然而，该组合物的牵引力 和抗磨性能仍可以再提高。加拿大专利申请2，418，822公开了制备填充的卤代丁基弹性体的方法，该方法包 括将卤代丁基弹性体和至少一种矿物填料混合，该矿物填料已同至少一种含有至少一个含 碱性氮的基团与至少一个羟基的有机化合物，以及选择性地与至少一种硅氮烷化合物反 应。该方法提供了弹性体与矿物填料之间的增强作用，同时提高了焦烧安全性。然而，该组 合物的牵引力和磨损性能仍可以再提高。加拿大专利申请2，564，446公开两种组分的混合改性剂体系在橡胶胶料中的应 用，该混合改性剂体系包括硅烷改性剂和含有至少一个羟基和包含碱性胺官能团的化合物 的结合。结果表明，该二组分改性剂体系优于比任一类单独使用的改性剂。该胶料显示出 改进的牵引力，但是这些材料表现出高的门尼粘度和不良的加工性能。Parrent 等人最近的出版物(Macromolecules，37 卷(2004 年)7477-7483 页； Polymer，45卷(2004年)8091-8096页)显示在固态混合时，三苯基膦的使用产生丁基“离 聚物”。这些异丁烯基为基础的弹性体的溴化膦离聚物衍生物(IIR-PPh3Br)表现出与离子 交换蒙脱石粘土之间的改进的离子相互作用，提高了屏障性能和机械加强。离聚物和沉淀 硅石之间也发现了类似的增加的聚合物-填料的相互作用，减少了填料结块和增加了填料 强度。然而，仍然需要显示改进的加工性、湿牵引力、滚动阻力和/或耐磨性的对轮胎胎 面有用的橡胶胶料。
技术实现思路
本专利技术涉及包含在轮胎胎面中有用的卤代丁基弹性体的橡胶胶料。意外地，已发 现，当在形成胶料的过程中，利用包括至少三种组分(硅烷化合物、膦化合物和包括至少一 个羟基基团和含碱性胺的官能团的添加剂)的混合改性剂体系时，在卤代丁基弹性体胶料 中出现协同作用。所得胶料的性能优于使用混合改性剂体系中的任何单一组分或混合改性 剂体系中的任何两种组分所得到的胶料。该胶料改进了加工性能(特征在于减小了胶料门 尼粘度并改进了焦烧安全性)，和进一步的意想不到的对轮胎胎面胶料有用的优异性能例 如改进的湿牵引力(traction)、滚动阻力(通过胶料的正切δ值来表明)和耐磨损性。根据本专利技术的一方面，提供了卤代丁基弹性体胶料，其包括卤代丁基弹性体、至少 一种其他的弹性体、填料、以及三组分混合的改性剂体系，其中该三组分混合的改性剂体系 包括硅烷、膦、以及包含至少一个羟基基团和含碱性胺的官能团的添加剂。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制备卤代丁基弹性体胶料的方法，该方法包 括混合卤代丁基弹性体、至少一种其他的弹性体、填料、以及三组分混合的改性剂体系，其 中，该三组分混合的改性剂体系包括硅烷、膦、以及包含至少一个羟基和包含碱性胺的官能 团的添加剂。附图说明图1说明选择的胶料(1-16)的应力应变。图2a，b，c, d说明在特定的温度下tan δ和物理性能对填充的丁基-SBR-BR弹性 体胶料(17-27)的单个改性剂的量的响应。图3a，b，c, d说明在特定的温度下tan δ和物理性能对填充的丁基-SBR-BR弹性 体胶料(28-34)的成对改性剂的响应，其中硅烷的量为固定的。图4a，b，c，d说明在特定的温度下tan δ和物理性能对填充的丁基-SBR-BR弹性 体胶料(35-40)的成对改性剂的响应，其中N，N-二甲基氨基乙醇(DMAE)的量为固定的。图5a，b，c, d说明在特定的温度下tan δ和物理性能对填充的丁基-SBR-BR弹性 体胶料(41-46)的成对改性剂的响应，其中三苯基膦(TPP)的量为固定的。图6说明tan δ对包括卤代丁基三元共聚物的填充的丁基-SBR-BR弹性体胶料 (47-48)的温度的响应。具体实施例方式此处所用的术语“卤代丁基弹性体”是指氯代或溴代丁基弹性体。优选溴代丁基 弹性体，本专利技术将通过举例的形式参考溴代丁基弹性体来说明。然而，应当理解，本专利技术扩 展到氯代丁基弹性体的应用。适合在本专利技术中使用的卤代丁基弹性体包括，但不限于，溴代丁基弹性体。这类弹 性体可以通过丁基橡胶的溴化而制取，其中丁基橡胶是异烯烃单体和C4 C8共轭二烯共 聚单体的共聚物。乙烯基芳族共聚单体，例如Cl C4烷基取代的苯乙烯，可以用作其他的 共聚单体或者用作共轭二烯共聚单体的替代物。包括乙烯基芳族共聚单体作为共轭二烯 共聚单体的替代物的卤代丁基弹性体的例子是溴代异丁烯甲基苯乙烯共聚物(BIMS)，其中 乙烯基芳族共聚单体为对甲基苯乙烯。除了共轭二烯共聚单体以外，还提供了乙烯基芳族 共聚单体的卤代丁基弹性体的实例是异丁烯、异戊二烯和对甲基苯乙烯的卤化的三元共聚 物，例如以参考的方式并入此处的US6，960，632所公开的。 具有4 7个碳原子的异烯烃适合在本专利技术中使用。该C4 C7异单烯烃的具体 实例包括异丁烯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶胶料，包括卤代丁基弹性体、至少一种其他的弹性体、矿物填料、以及至少三组分的混合改性剂体系，其中，所述三组分的混合改性剂体系包括硅烷、膦、以及包括至少一个羟基基团和一个含碱性胺的官能团的添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文库尔巴巴，埃齐奥坎波米齐，拉尔夫英戈申克尔，利昂内尔霍扬，
申请(专利权)人：朗盛公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]