一种化合物组合物，包括经表面处理的炭黑和沿着聚合物链被官能化的官能化聚合物，且聚合物表示溶液SBR，溶液SBR包括但不限于SBR(PBR4003)与BR、NR和EPDM的共混物，且SBR聚合物官能化包括极性的含氧官能团，如将用于客车、卡车和赛车轮胎时，该化合物组合物降低了化合物滞后和滚动阻力，改进了抗湿滑性并具有优良的耐磨性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经表面处理的炭黑在弹性体中降低化合物滞后和轮胎滚动阻力以及改进抗湿滑性的用途相关申请的交叉引用在此要求2009年8月27日提交的美国临时专利申请序列号61/237，593的优先权，该临时专利申请通过引用并入本文。关于联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。对“缩微照片附录”的引用不适用。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及利用经表面处理的炭黑的化合物組合物。更具体地，本专利技术涉及与官能化弾性体结合使用的经表面处理的炭黒，其中所述弾性体沿着聚合物链被官能化，从而产生了更高可能性的增强的炭黒-弾性体相互作用，提供了大幅减少的橡胶硫化滞后，并可用于制造包括轮胎的橡胶制品。2.本专利技术的大体背景减小轮胎胎面胶的滚动阻カ在提高交通工具的燃料经济性和减少ニ氧化碳排放物方面是重要的。使通常主要由苯乙烯丁ニ烯共聚物和丁ニ烯或天然橡胶聚合物共混物以及炭黑组成的轮胎胎面胶的滚动阻カ减小的ー种方法是改变填料特性，使得填料-填料相互作用被减弱而填料-弾性体相互作用被增强。这是起作用的，原因是炭黑填充的胶料中最高的产热源通常起因于炭黑，这是由于炭黑经由高的填料-填料相互作用形成贯穿网络的倾向。减弱该填料-填料相互作用而增强填料-弾性体相互作用可以显著减小填料网络化度和化合物滞后，并因此减小轮胎胎面胶和最终轮胎本身的滚动阻力。通常，减弱的填料-填料相互作用或网络化通过低应变动态模量的减小来估量，这导致低应变动态弹性模量和高应变动态弹性模量之间的差发生较小的变化。该现象被称为Payne效应。附图说明图1中证实了包含通常的炭黑的胶料的这种I^yne效应，其中化合物的动态模量随应变的变化发生较小的变化(较平坦的曲线)，这也证实随应变变化的较低的正切 δ (tangent delta)，其中正切δ是动态损耗模量与动态弹性模量的比，且是在动态测试中用作胶料的热积累的指示器的典型參数，且较低的正切S值表示具有较低的热积累性质的化合物。可以用于减弱胶料組合物中的填料-填料相互作用而增强填料-弾性体相互作用的方法包括-使用宽分布的炭黑以増大平均聚集体间间距并因此减小填料-填料网络化度 (例如參见美国专利7，238，741)-使用耦联剂与炭黑以增强炭黒-弾性体相互作用，其中偶联剂通过与填料和弹性体两者直接地键合起作用；(例如參见美国专利5，494，9)-使用偶联剂与ニ氧化硅以促进ニ氧化硅分散和减弱填料-填料相互作用(例如參见美国专利5，227，425)-使用官能化弾性体与可相容的官能化填料，如用与氧化的炭黑组合的在链末端被官能化的SBR弾性体进行的，(例如參见美国专利5，248, 722和2006/0178467)。以上方法的若干缺点是明显的。第一，借助于宽分布的炭黑的硫化滞后的变化量级是最小的且基于在60°C至 75°C的正切δ测量结果，在3%至10%左右。第二，在化合物組合物中使用用于炭黑和ニ氧化硅的偶联剂增加另外的成本，需要由用于经由反应性混合来增强填料-弾性体相互作用的偶联剂的活化导致的另外的混合步骤和用于排放乙醇的专门的VOC排放物处理系统。第三，当炭黑与偶联剂结合使用吋，在化合物滞后减少方面还获得相对小的益处。最后，当ニ氧化硅与确实提供40%左右或更大的显著的硫化滞后减少的偶联剂ー 起使用吋，不仅再次在ニ氧化硅和偶联剂的成本方面遭受不利，而且ニ氧化硅本身是很有磨损作用的并造成用于エ业エ厂的橡胶混合器的磨损率增加。ニ氧化硅还需要更长的混合和分散时间，导致更高的能量利用和成本以及较低的エ厂产量。因此，本专利技术的目的是提供一种新颖的基于经表面处理的炭黑和官能化聚合物的橡胶化合物組合物，该组合物不需要使用昂贵的偶联剂，且不会导致エ厂橡胶混合器的过早磨损，但仍提供更类似于ニ氧化硅的化合物滞后的显著减少并维持或改进化合物抗湿滑性，提供良好的耐磨性和对于更短的混合周期提供容易的分散、相对于基于ニ氧化硅的化合物組合物更低的能量成本和更高的エ厂生产量。另外，该独特的性能益处由经表面处理的炭黑和官能化溶液-SBR的组合获得，官能化溶液-SBR沿着聚合物链使其被官能化，与端基、链端官能化的弾性体相比，这提供了可能性高得多的增强的填料-弾性体相互作用。现有技术，尤其是对于溶液SBR，教导在链端使用聚合物官能化。专利技术概述受雇于Columbian Chemicals Company和Lanxess的科学工作者共同开发了本文所公开的专利技术。在概述本专利技术中，已经将经表面处理的炭黑与官能化弾性体结合使用，其中所述弾性体沿着链被官能化，相对于常规的包含炭黑的化合物，这产生更大可能性的增强的炭黒-弾性体相互作用，提供了出人意料的和相当大的滞后减少和抗湿滑性益处，且所述化合物滞后减少和抗湿滑性增强更密切接近包含ニ氧化硅的化合物，同时还维持炭黑化合物的优良的耐磨性。附图简述为了进一歩理解本专利技术的本质、目的和优点，应參考以下详细描述，结合以下附图阅读，其中相同的參考数字表示相同的元件，且附图中图1阐明了通常的(非官能化的)弾性体系统中，多种炭黑的Payne效应和对正切δ的相应影响；图2阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物和臭氧处理(不同时间)的Ν234相对于通常的BUNAVSL 5025-2 (具有0. 2phr DPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的减弱的Payne效应；图3阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物、臭氧和胺处理的N2;34相对于通常的BUNA VSL 5025-2 (具有0. 2phrDPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的Payne效应减弱；图4阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物和臭氧处理(不同时间)的N234相对于通常的BUNAVSL 5025-2 (具有0. 2phr DPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的随动态应变变化的正切δ ；图5阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物、臭氧和胺处理的Ν2;34相对于通常的BUNA VSL 5025-2 (具有0. 2phrDPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的随动态应变变化的正切δ ；图6阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物和臭氧处理(不同时间)的N234相对于通常的BUNAVSL 5025-2 (具有0. 2phr DPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的随温度变化的正切δ ；图7阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经过氧化物、臭氧和胺处理的N2;34相对于通常的BUNA VSL 5025-2 (具有0. 2phrDPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的随温度变化的正切δ ；图8阐明了官能化的(沿着链)BUNA VSL VP PBR-4003中的经臭氧处理(5. 5hr) 的N2;34和较高表面积炭黑(N115、N134、CD21B)相对于通常的BUNA VSL 5025-2 (具有 2. Ophr DPG的化合物)中的未经处理的N234对照和ニ氧化硅的减弱的Payne效应；图9阐明了官能本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：查尔斯·赫德，查尔斯·爱德华兹，约翰·柯蒂斯，史蒂文·克罗斯利，K·科里·朔姆贝格，托马斯·格罗斯，诺贝特·施泰因豪泽，海克·克洛彭堡，戴维·哈迪，亚里克斯·吕卡森，
申请(专利权)人：哥伦比亚化学公司，朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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