环氧化聚异戊二烯橡胶组合物制造技术

本发明专利技术涉及橡胶组合物，所述橡胶组合物改进组合物的熟化刚度和滞后性之间的折衷。所述组合物含有：0至小于20phr的丁基橡胶；大于50至100phr的聚异戊二烯基质，所述聚异戊二烯基质含有环氧化摩尔比例为5％至小于0％的环氧化聚异戊二烯；炭黑和二氧化硅，炭黑的重量大于炭黑和二氧化硅的总重量的50％；0至小于2phr的偶联剂；和交联体系。环氧化聚异戊二烯为天然环氧化橡胶，在环氧化之前具有至少90％摩尔比例的顺式‑1,4键的合成环氧化聚异戊二烯，或者它们的混合物，前提是，如果环氧化聚异戊二烯为环氧化摩尔比例为5％至25％的环氧化聚异戊二烯，所述橡胶组合物含有大于50phr的环氧化聚异戊二烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域为由增强填料增强的橡胶组合物，所述橡胶组合物可以用于车辆轮胎的制造中。
技术介绍
由增强填料增强的橡胶组合物当其在轮胎中使用时必须满足大量的通常相互矛盾的技术要求。在轮胎部件中使用的橡胶组合物可能要求其在固化态下具有某种程度的刚度，同时具有尽可能低的滞后性。为了增大橡胶组合物在固化态下的刚度，已知例如在橡胶组合物中增加填料的含量或者引入具有高苯乙烯含量的苯乙烯/丁二烯共聚物。然而，这些解决方案通常具有增加橡胶组合物的滞后性的缺点。在轮胎中滞后性组合物的使用可以明显地增加轮胎的内部温度，这可以导致轮胎的耐久性降低。鉴于前述缺点，提供具有在固化态下的刚度和滞后性之间改进折衷的橡胶组合物是持续的目标。
技术实现思路
本申请人已经发现特定的组合物使得可以实现该目标。因此，本专利技术的第一主题为橡胶组合物，所述橡胶组合物包含：‐0至小于20phr的丁基橡胶，‐大于50至100phr的聚异戊二烯基质，所述聚异戊二烯基质含有摩尔环氧化度范围为5％至小于50％的环氧化聚异戊二烯，‐炭黑和二氧化硅，炭黑的重量大于炭黑和二氧化硅的总重量的50％，‐0至小于2phr的偶联剂，‐交联体系，环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶或在环氧化之前具有至少
90％摩尔含量的1,4-顺式键的环氧化合成聚异戊二烯，或它们的混合物，前提条件是，如果环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至25％的环氧化聚异戊二烯，所述橡胶组合物含有大于50phr的环氧化聚异戊二烯。本专利技术还涉及包含根据本专利技术的橡胶组合物的轮胎。本专利技术还涉及用于制造根据本专利技术的橡胶组合物的方法。本专利技术还涉及用于制造根据本专利技术的轮胎的方法。具体实施方式在本说明书中，除非另外明确指出，所示的所有百分比(％)均为重量％。缩写“phr”(法文缩写“pce”)表示重量份/百份在橡胶组合物中存在的弹性体。此外，由表述“在a和b之间”表示的任何数值区间代表大于“a”且小于“b”的数值范围(亦即不包括极限a和b)，而由表述“a至b”表示的任何数值区间意指从“a”延伸直至“b”的数值范围(亦即包括严格极限a和b)。“聚异戊二烯基质”旨在意指在橡胶组合物中存在的所有聚异戊二烯和环氧化聚异戊二烯。“聚异戊二烯”旨在意指非环氧化的聚异戊二烯。聚异戊二烯可以为天然橡胶，具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的合成聚异戊二烯，或它们的混合物。“环氧化聚异戊二烯”旨在意指环氧化天然橡胶或在环氧化之前具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的环氧化合成聚异戊二烯，或它们的混合物。构成聚异戊二烯基质的全部或部分的环氧化聚异戊二烯为弹性体，并且不与通常用作增塑剂的低摩尔质量的环氧化聚异戊二烯相混淆。作为弹性体的环氧化聚异戊二烯通常具有在未固化态下的高门尼粘度。环氧化聚异戊二烯在100℃的门尼粘度(ML1+4)优选大于20，更优选大于30，甚至更优选大于40。其通常也小于或等于150。通过说明，环氧化至25摩尔％的天然橡胶在100℃的门尼粘度(ML1+4)
大约为40至150。环氧化聚异戊二烯的门尼粘度的范围优选为30至150，更优选为40至150，甚至更优选为50至140。门尼粘度这些优选的值应用于本专利技术的任一实施方案。门尼粘度通过使用如标准ASTM D1646(1999)中描述的振荡稠度计进行测量。根据如下原理进行测量：在未固化态(即固化之前)下分析的样品在加热至给定温度(例如100℃)的圆柱形室中进行模制(成型)。在预热1分钟之后，转子以2转/分钟在测试试样内旋转，在旋转4分钟之后测量用于维持该运动的工作扭矩。门尼粘度(ML 1+4)以“门尼单位”(MU(法文缩写为“UM”)，1MU＝0.83牛顿.米)表示。无论环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶还是环氧化合成聚异戊二烯，其可以以已知的方式通过聚异戊二烯的环氧化而获得，例如通过基于氯乙醇或溴乙醇的方法或基于过氧化氢、烷基过氧化氢物或过酸(如过乙酸或过甲酸)的方法。环氧化聚异戊二烯在商业上可购得。摩尔环氧化度(由供应商提供的数据)对应于环氧化异戊二烯单元的摩尔数与环氧化之前在聚异戊二烯中异戊二烯单元的摩尔数的比值。根据本专利技术，术语“环氧化聚异戊二烯”应该理解为一种或多种可以通过其微观结构、宏观结构或环氧化度而进行区分的环氧化聚异戊二烯。在聚异戊二烯基质中存在数种环氧化聚异戊二烯的情况下，对在聚异戊二烯基质中存在的环氧化聚异戊二烯的量的指代适用于在聚异戊二烯基质中存在的环氧化聚异戊二烯的总重量。例如，特征“环氧化聚异戊二烯在橡胶组合物中以大于50phr的含量存在”意指在环氧化聚异戊二烯的混合物的情况下，环氧化聚异戊二烯的总重量大于50phr。在环氧化聚异戊二烯为彼此通过其摩尔环氧化度而不同的环氧化聚异戊二烯的混合物的情况下，对摩尔环氧化度(无论优选还是不优选)的指代适用于混合物中的每种环氧化聚异戊二烯。在环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至25％的环氧化聚异戊二烯的情况下，橡胶组合物含有大于50phr的环氧化聚异戊二烯。换句话说，鉴于上述定义，当聚异戊二烯基质只含有摩尔环氧化度为5至25％的环氧化聚异戊二烯、或只含有每种环氧化聚异戊二烯具有5
至25％的摩尔环氧化度的环氧化聚异戊二烯的混合物，而不含有其他环氧化聚异戊二烯时，橡胶组合物含有大于50phr的这种环氧化聚异戊二烯或环氧化聚异戊二烯的这种混合物。在橡胶组合物中这种环氧化聚异戊二烯的大于50phr的最小含量使得可以改进组合物在固化态下的刚度、100％伸长的剪切模量和滞后性之间的折衷。根据本专利技术的一个优选的实施方案，环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶。根据本专利技术的特别的实施方案，聚异戊二烯基质含有具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的聚异戊二烯。根据本专利技术的特别的实施方案，聚异戊二烯基质优选为具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的聚异戊二烯和环氧化聚异戊二烯的混合物。根据该特别的实施方案，在其优选形式或非优选形式中，具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的聚异戊二烯为天然橡胶。环氧化聚异戊二烯无论其得自合成聚异戊二烯的环氧化还是天然橡胶的环氧化，所述环氧化聚异戊二烯具有5％至小于50％的摩尔环氧化度。当摩尔环氧化度小于5％时，目标技术效果被认为是不充分的，而当含量大于或等于50％时，组合物变得过硬。摩尔环氧化度优选为5至40％，更优选为5至35％，甚至更优选为10至35％。根据本专利技术的一个最特别优选的实施方案，环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5至30％，优选为5至25％的环氧化聚异戊二烯。在橡胶组合物中聚异戊二烯基质的含量为大于50phr至100phr。在橡胶组合物中聚异戊二烯基质的含量优选为大于80phr，更优选等于100phr。这些优选的实施方案对于橡胶组合物在轮胎中用作橡胶部件(例如对于旨在承受重载荷的车辆用作轮胎胎面)是特别有利的，特别是从轮胎的耐久性的角度看。根据环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5至35％，优选5至30％，更优选为5至25％的环氧化聚异戊二烯的实施方案，环氧化聚异戊二烯的含量优选大于80phr，更优选等于100phr。当聚异戊二烯基质的含量小于100phr，根据本专利技术的橡胶组合物含有另一种弹性体，优选为二烯弹性体。“二烯”弹性体(或橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
橡胶组合物，所述橡胶组合物包括：‑0至小于20phr的丁基橡胶，‑大于50至100phr的聚异戊二烯基质，所述聚异戊二烯基质含有摩尔环氧化度范围为5％至小于50％的环氧化聚异戊二烯，‑炭黑和二氧化硅，炭黑的重量大于炭黑和二氧化硅的总重量的50％，‑0至小于2phr的偶联剂，‑交联体系，环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶或在环氧化之前具有至少90％摩尔含量的1,4‑顺式键的环氧化合成聚异戊二烯，或它们的混合物，‑前提条件是，如果环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至25％的环氧化聚异戊二烯，所述橡胶组合物含有大于50phr的环氧化聚异戊二烯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.07 FR 14509651.橡胶组合物，所述橡胶组合物包括：-0至小于20phr的丁基橡胶，-大于50至100phr的聚异戊二烯基质，所述聚异戊二烯基质含有摩尔环氧化度范围为5％至小于50％的环氧化聚异戊二烯，-炭黑和二氧化硅，炭黑的重量大于炭黑和二氧化硅的总重量的50％，-0至小于2phr的偶联剂，-交联体系，环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶或在环氧化之前具有至少90％摩尔含量的1,4-顺式键的环氧化合成聚异戊二烯，或它们的混合物，-前提条件是，如果环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至25％的环氧化聚异戊二烯，所述橡胶组合物含有大于50phr的环氧化聚异戊二烯。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中偶联剂的含量为0至小于1phr，更优先为0至小于0.5phr。3.根据权利要求2所述的橡胶组合物，其中偶联剂的含量等于0phr。4.根据权利要求1至3中任一项所述的橡胶组合物，其中炭黑的含量为30至90phr，优选为30至70phr，更优选为35至60phr。5.根据权利要求1至4中任一项所述的橡胶组合物，其中二氧化硅的含量大于0phr并且小于或等于35phr。6.根据权利要求5所述的橡胶组合物，其中二氧化硅的含量为2至35phr。7.根据权利要求1至6中任一项所述的橡胶组合物，其中炭黑具有的BET比表面积为至少90m2/g，优选为至少100m2/g。8.根据权利要求1至7中任一项所述的橡胶组合物，其中组合物包括用于二氧化硅的覆盖剂，优选为聚乙二醇。9.根据权利要求1至8中任一项所述的橡胶组合物，其中交联体系为硫化体系。10.根据权利要求1至9中任一项所述的橡胶组合物，其中环氧化聚异戊二烯为环氧化天然橡胶。11.根据权利要求1至10中任一项所述的橡胶组合物，其中环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至35％的环氧化聚异戊二烯。12.根据权利要求11所述的橡胶组合物，其中环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至30％的环氧化聚异戊二烯。13.根据权利要求12所述的橡胶组合物，其中环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至25％的环氧化聚异戊二烯。14.根据权利要求1至10中任一项所述的橡胶组合物，其中环氧化聚异戊二烯为摩尔环氧化度为5％至40％的环氧化聚异戊二烯。15.根据权利要求14所述的橡胶组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·约瑟夫，J·克拉迪埃，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，米其林研究和技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR