改性填料和包括其的弹性体复合物制造技术

描述了其上具有吸附的和/或附着的化学基团、例如三唑和/或吡唑的改性填料。还描述了其它改性填料。进一步描述了含有所述改性填料的弹性体组合物、以及使用本发明专利技术的改性填料改善弹性体组合物中的滞后和/或抗磨性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改性填料和包括其的弹性体复合物
技术介绍
根据35U.S.C.§ 119(e)，本申请要求2010年9月3日提交的在先美国临时专利申请N0.61/380,032的权益，将其全部引入本文中作为参考。本专利技术涉及填料、弹性体组合物或复合物、和制造其的方法、以及改善弹性体组合物的一种或多种性质的方法。更具体地，本专利技术涉及改性填料和这些填料在弹性体组合物中的用途。炭黑和其它填料已经在用于橡胶、塑料、纸张或织物应用的组合物的配混(compounding)和制备中用作颜料、填料和/或增强剂。炭黑或其它填料的性质是决定这些组合物的各种性能特性的重要因素。在过去几十年中已经付出了大量努力以对炭黑的表面化学进行改性。用于将有机基团附着到炭黑的有用方法和所得产物的用途描述于例如美国专利N0.5，559，169 ；5，900，029 ;5，851，280 ;6，042，643 ;6，494，946 ;6，740，151 ;和 7，294，185 中，将其中的所有全部引入本文中作为参考。例如，美国专利N0.5，559，169公开了具有附着的式 Ar Sn Ar’ 或 Ar Sn Ar〃 (其中Ar和Ar’为亚芳基,Ar〃为芳基且η为1-8)的有机基团的炭黑产品，其可用在三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈和丁二烯的部分氢化的共聚物(HNBR)、或丁基橡胶组合物中。弹性体组合物的重要用途涉及轮胎的制造且通常添加额外的成分以向最终产品或其部件赋予特殊的性质。例如，美国专利N0.6，014, 998描述了苯并三唑或甲苯基三唑在用于轮胎部件的二氧化硅增强的橡胶组合物中用以改善固化速率、固化效率、硬度、静态和动态模量而没有不利地影响滞后的用途。这些组合物包括约2-约35份三唑(优选约2-约6份三唑)每一百份橡胶。在一些情况下，还添加黄铜粉末和导电炭黑且所述成分通过常规手段以一个或多个步骤混合。`美国专利N0.6，758，891涉及炭黑、石墨粉末、石墨纤维、碳纤维、碳晶须、碳纳米管、碳布、玻璃状炭产品和活性炭通过与三氮烯改性剂的反应而进行的处理。所得碳可用于橡胶、塑料、印刷油墨、油墨、喷墨油墨、清漆、调色剂和着色剂、浙青、混凝土、其它建筑材料、和纸中。如上所述，填料可向多种材料包括弹性体组合物提供增强益处。除常规的填料属性之外，还存在提供可改善一种或多种弹性体性质，尤其是滞后和/或抗磨性的填料的期望。然而，在过去，对于一些使用填料的弹性体组合物，填料可典型地改善一种性质，但是损害其它性质。例如，尽管滞后可改善，但是抗磨性可降低或者不具有改善。因此，存在提供优选可提升这些性质之一而对其它性质不具有任何显著损害的填料的需要。甚至更优选的是可将两种性质都改善，即改善滞后并改善抗磨性的填料。
技术实现思路
本专利技术的特征是提供促进一种或多种有益性质的新的种类的填料。本专利技术的进一步特征是提供当存在时可具有改善弹性体组合物中的滞后(hysteresis)的能力的填料。本专利技术的另外的特征是提供当存在时可具有改善弹性体组合物中的抗磨性的能力的填料。本专利技术的进一步特征是提供在弹性体组合物中实现关于滞后和抗磨性的性质的平衡的方法。本专利技术的另外的特征和优点将在下面的描述中部分地阐明，和部分地将从所述描述明晰，或者可通过本专利技术的实践获知。本专利技术的特征和其它优点将通过在说明书和所附权利要求中特别指出的要素和组合实现和获得。为了实现这些和其它优点，根据本专利技术的目的，如在本文中体现和广泛描述的，本专利技术涉及改性填料，例如改性炭黑、改性金属氧化物、具有碳相和含硅物质相的改性填料等。改性填料可为具有至少一个(种)三唑、或至少一个(种)吡唑、或其任意组合吸附在其上的填料。提供了更具体的式和实例。该改性填料可任选地附着(连接，attach)有至少一个(种)化学基团，例如有机基团，如包括至少一个(种)烷基和/或芳族基团的有机基团。所述烷基和/或芳族基团可直接附着到所述填料。所述化学基团可与吸附到所述填料上的基团相同或类似或不同。附着的所述化学基团可为或者包括至少一个(种)三唑、至少一个(种)吡唑、或至少一个(种)咪唑、或其任意组合。本专利技术还涉及具有至少一个(种)三唑附着在其上的改性填料，例如改性炭黑或改性金属氧化物等。本专利技术进一步涉及含有本专利技术的改性填料的任意一种或多种和至少一种弹性体的弹性体组合物、以及制造其的方法。 本专利技术进一步涉及由本专利技术的一种或多种改性填料和/或本专利技术的一种或多种弹性体组合物或聚合物组合物制造、或者含有本专利技术的一种或多种改性填料和/或本专利技术的一种或多种弹性体组合物或聚合物组合物的制品，例如轮胎或其部件、以及其它弹性体和/或聚合物制品。本专利技术进一步涉及通过将本专利技术的一种或多种改性填料引入到弹性体组合物例如轮胎或其部件中而改善所述弹性体组合物中的滞后和/或抗磨性的方法。将理解，前面的总体描述和下面的详细描述仅是示例性的和解释性的且意图提供如所要求保护的本专利技术的进一步说明。具体实施例方式本专利技术涉及改性填料、含有该改性填料的弹性体组合物、由该改性填料或弹性体或其它聚合物组合物制造或者含有该改性填料或弹性体或其它聚合物组合物的制品、制造其的方法、和改善弹性体性质的方法，所述弹性体性质包括，但不限于，滞后和/或抗磨性。更详细地，本专利技术部分地涉及改性填料，其为或者包括具有如下吸附到其上的填料:(a)至少一个(种)三唑,例如1，2，4三唑；(b)至少一个(种)卩比唑；或其任意组合。当存在于弹性体组合物中时，与相同的未改性的填料相比(即，与未处理的或未改性的填料相比)，所述改性填料优选改善抗磨性。用于证实该试验参数的弹性体组合物可为实施例中使用的弹性体组合物之一。本专利技术还部分地涉及改性填料，其为或者包括具有如下吸附到其上的填料:a)至少一个(种)三唑(在存在或不存在任何其它芳族基团的情况下)，例如至少一个1，2，4三唑,其具有含硫或含多硫(含多个硫,polysulfur-containing)的取代基；或b)至少一个(种)吡唑(在存在或不存在任何其它芳族基团的情况下)，其具有含硫取代基；或其任意组合。再一次，优选地，当存在于弹性体组合物中时，与未改性的填料相比，所述改性填料改善抗磨性。再一次，为了证实该试验性质，可使用实施例中使用的弹性体组合物之一。对本专利技术而言，(a)和/或(b)的吸附意指吸附的化学基团不化学地附着到填料的表面上且可通过溶剂提取，例如索氏(Soxhlet)提取从所述表面除去。例如，吸附到填料上的化学基团可通过可在甲醇或乙醇中进行16-18小时的索氏提取除去，其中所述提取除去全部、或者几乎或基本上全部的所述化学基团。所述提取可重复一次或多次。吸附的基团的残余可残留在填料的表面上是可能的。对本专利技术而言，如本文中描述的通过溶剂的所述提取可除去吸附的化学基团 的至少80重量％，且通常吸附的化学基团的至少90重量％或至少95重量％。该测定可通过提取的和未提取的样品的元素分析进行。对本专利技术而言，所述三唑包括具有含三唑的基团的化学基团。所述三唑可为1，2，4三唑或1，2，3三唑。所述三唑可为含硫醇或多硫化物的聚三唑(多三唑，polytriazole)。优选1，2，4三唑或含1，2，4马唑(mazole)的基团(含1，2，4三唑或1，2，4马唑的基团)作为吸附的化学基团。所本文档来自技高网...

【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：JA贝尔蒙特，VR蒂鲁玛拉，
申请(专利权)人：卡博特公司，
类型：
国别省市：