【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可硫化橡胶组合物，其包含：至少包含硫和/或至少一种在硫化条件下释放硫的硫供体的硫化体系vs，含有至少一种能够通过硫交联的橡胶的橡胶组分k，含有至少一种14c含量为0.20至0.45bq/g碳并且bet表面积为>20至150m2/g的有机填料的填料组分f，以及至少一种具有至少一个可水解基团和至少一个硫原子的有机硅烷；涉及多个部分的套件，其包含：作为部分(a)的含有上述组分f和k的橡胶组合物，以及作为部分(b)的至少包含硫和/或至少一种硫供体的硫化体系vs，其中部分(a)中含有上述有机硅烷；涉及分别能够由其获得的硫化橡胶组合物；涉及上述产品用于制造轮胎、轮胎部件和橡胶制品的用途；并且涉及轮胎、轮胎部件和橡胶制品本身。
技术介绍
1、增强填料在橡胶组合物中的使用在现有技术中是已知的。通过使用增强填料，确保了由其生产的硫化橡胶制品的使用特性。例如，增强填料的使用提高橡胶的粘度并且改善硫化橡胶的断裂行为。在此，工业炭黑代表了增强填料的最大部分。工业炭黑通过有机化合物的不完全燃烧或通过烃的热分解来生产。大多数工业炭黑通过炉法工艺生产。由于生产过程中的大量co2，因此需要避免或尽可能减少使用化石能源生产填料。此外，由于颜色原因，工业炭黑可能往往不可用于某些应用。作为增强填料使用的工业炭黑的已知替代品由沉淀二氧化硅与双官能硅烷一起组成。
2、对于车胎的胎面的制造，已知的是使用bet表面积为120-200m2/g的二氧化硅和诸如硫官能硅烷等双官能偶联剂，这是由于与使用工业炭黑相比，使用这些组分可能延伸由耐磨性、滚动
3、与胎面相反，对于动态结构部件(胎体(carcass)、带束层(belt)、层、带/条)，与胎面的情况相比，耐磨性或者湿或干牵引力并不起重要作用。动态结构部件的主要目标在于减少机械能向热量的转化。热量形成描述为损耗因子tanδ。损耗因子tanδ表征为粘弹性行为并且由粘性与弹性分量(损耗模量和储能模量)之比得出。储能模量表示机械能被系统储存的部分，而损耗模量表示转化为热能的机械能。因此，作为热量形成的关键指标，低损耗因子是优选的，特别是在上述动态结构部件的情况下。
4、对于热量形成，还必须考虑到所用的聚合物，由于聚合物因动力学特性已促进热量形成。因此，低玻璃化转变温度tg导致较低的损耗因子。
5、在动态结构部件用橡胶复合物中，为了尽可能减少热量形成的目的，主要使用低比表面积的工业炭黑。热量形成或损耗因子可以通过以下方式降低：增强填料的填充程度更低，所考虑的单位体积中增强填料的颗粒更大，和/或所考虑的单位体积中增强颗粒的距离更大。可以用高结构化(表示为所谓的压缩吸油量值(coan))的工业炭黑来降低体积填充比而不影响结构部件的硬度。
6、然而，这一独立性并非对所有参数都有效。与之相反，为了实现尽可能低的热量形成而降低损耗因子通常也会影响硫化橡胶组合物的其他性质。提高交联密度也会导致较低的损耗因子，不论增强填料如何。然而，较高的交联密度对硫化橡胶组合物有不利影响，例如在其撕裂性质(较低的断裂伸长率)和老化性质方面。
7、增强填料的本质问题在于实现降低损耗因子的代价是动态刚度这一事实：在损耗因子tanδ值较低时，通常只能观察到低动态刚度。然而，这样的低动态刚度导致在相同的负载下橡胶组合物的形变更大，因此是不利的，特别是对于使用橡胶组合物生产轮胎或轮胎的动态结构部件而言。
8、因此，需要提供硫化后具有尽可能低的损耗因子和尽可能高的动态刚度的橡胶组合物，从而尽可能减少机械能向热量的转化，并且硫化橡胶组合物在负载下仅有尽可能低的形变。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、因此，本专利技术的目标在于提供一种可硫化橡胶组合物，其在硫化后同时具有尽可能高的动态刚度和尽可能低的热量生成，并且特别允许这两个参数脱钩，因此可以根据待实现的性能来更灵活且更好地调整橡胶组合物。
3、技术方案
4、该目的通过在专利权利要求中要求保护的主题以及如下面的说明书中描述的这些主题的优选实施方式来实现。
5、本专利技术的第一主题是一种可硫化橡胶组合物，其包含橡胶组分k、填料组分f和硫化体系vs，其中
6、硫化体系vs至少包含硫和/或至少一种硫供体，
7、橡胶组分k含有至少一种能够通过硫交联的橡胶，
8、填料组分f含有至少一种有机填料，其14c含量为0.20至0.45bq/g碳，并且bet表面积为20至150m2/g，优选>20至150m2/g，并且
9、可硫化橡胶组合物还包含作为填料组分f的一部分的至少一种有机硅烷，其中所述至少一种有机硅烷具有至少一个可水解基团和至少一个硫原子，并且其含量优选为0.25至5phr。
10、本专利技术的另一主题是一种多个部分的套件，其以空间上分离形式包含：
11、作为部分(a)的橡胶组合物，其至少含有本专利技术所用的上述橡胶组分k并且至少含有本专利技术所用的填料组分f，然而其中多个部分的套件的部分(a)不包含本专利技术所用的硫化体系vs中的硫和/或至少一种硫供体，
12、作为部分(b)的本专利技术所用的硫化体系vs，其至少包含硫和/或至少一种硫供体，
13、其中本专利技术所用的有机硅烷在部分(a)中的填料组分f中的含量为0.25至5phr。
14、本专利技术的另一主题是一种硫化橡胶组合物，其能够通过硫化本专利技术的可硫化橡胶组合物而获得，或通过硫化可经由组合并混合本专利技术的多个部分的套件的两个部分(a)和(b)能够获得的可硫化橡胶组合物而获得。
15、本专利技术的另一主题是本专利技术的可硫化橡胶组合物、本专利技术的多个部分的套件或本专利技术的硫化橡胶组合物的用途，其用于生产：轮胎，优选生产充气轮胎和实心轮胎；轮胎部件，优选生产目标为使得其生产中所用的硫化橡胶组合物的tanδ值尽可能低的轮胎部件，例如包含一种或多种天然橡胶和/或具有低玻璃化转变温度tg的橡胶的橡胶组合物，特别是生产选自基础部件即胎面以下的部件、胎肩带(翼部)、冠带层(cap-plies)、带束层、胎圈(beads)和/或胎圈增强件的组中的轮胎部件；或用于生产橡胶制品，例如技术橡胶制品，优选传动带、条/带、成型零件如缓冲件/衬垫、轴承/悬置(mount)(例如液压悬置)、传送带、型材、密封件、环和/或软管。
16、本专利技术的另一主题是分别使用本专利技术的可硫化橡胶组合物、本专利技术的多个部分的套件或本专利技术的硫化橡胶组合物生产的轮胎，优选充气轮胎或实心轮胎，或橡胶部件，或橡胶制品(例如技术橡胶制品)，其中优选地，在橡胶部件的情况下，这些部件选自基础部件，即胎面以下的部件、胎肩带(翼部)、冠带层、带束层、胎圈和/或胎圈增强件；并且其中，在橡胶制品(例如技术橡胶制品)的情况下，这些制品优选地选自传动带、条/带、成型零件如缓冲件/衬垫、轴承/悬置(例如液压悬置)、传送带、型材、密封件、环和/或软管。
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【技术保护点】
1.一种可硫化橡胶组合物，其包含橡胶组分K、填料组分F和硫化体系VS，其中：
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组分K的所述至少一种能够通过硫交联的橡胶为二烯橡胶，其选自由天然橡胶(NR)、合成天然橡胶、特别是异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(SSBR)、乳液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(ESBR)、特别是官能化SSBR、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR；丁腈橡胶)、异丁烯异戊二烯橡胶(IIR)、溴化异丁烯异戊二烯橡胶(BIIR)、氯化异丁烯异戊二烯橡胶(CIIR)及其混合物组成的组，并且优选地选自天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶或溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶及其混合物。
3.如权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述有机填料的STSA表面积为>18至<150m2/g，优选20至130m2/g，特别优选25至120m2/g，更特别优选30至110m2/g，特别是40至100m2/g，最优选40至<100m2/g；和/或BET表面积为25至120m2/g，
4.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，分别相对于无灰且无水的填料，所述有机填料的氧含量为>8重量％至<30重量％，优选>10重量％至<30重量％，特别优选>15重量％至<30重量％，最优选>20重量％至<30重量％，或碳含量为>60重量％至<90重量％，优选>60重量％至<85重量％，特别优选>60重量％至<82重量％，最优选>60重量％至<80重量％。
5.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中所述至少一种有机填料的含量为1至150phr，优选5至100phr，特别优选10至80phr，更特别优选15至70phr，最优选15至60phr。
6.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述有机填料为基于木质素的填料，其中优选至少所述木质素并且甚至更优选所述有机填料本身至少部分以能够通过水热处理方式获得的形式存在，并且特别优选能够通过水热处理获得，其中所述水热处理优选在>100℃至<300℃，特别优选>150℃至<250℃的温度下进行。
7.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述至少一种有机硅烷是通式(I)和/或(II)的化合物，
8.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述至少一种有机硅烷为：
9.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述有机硅烷的含量为0.25至3phr，优选0.5至3phr；和/或相对于所述有机填料，所述有机硅烷的含量为1至10重量％，优选2至8重量％，特别优选2.5至6重量％，最优选3至6重量％。
10.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述硫交联剂的含量为0.25至10phr，优选0.25至7phr，特别优选0.5至5phr，最优选1至3phr。
11.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物含有至少一种用于通过硫交联的促进剂，其优选作为所述橡胶组合物的所述硫化体系VS的一部分，并且优选地选自由以下组成的组：二硫代氨基甲酸酯/盐、黄原酸酯/盐、秋兰姆如一硫化秋兰姆和/或二硫化秋兰姆和/或二硫化四苄基秋兰姆(TbzTD)、噻唑如2-巯基苯并噻唑和/或二苯并噻唑基二硫化物、亚磺酰胺如N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(CBS)和/或2-吗啉基硫代苯并噻唑和/或N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺、胍如N,N’-二苯基胍、硫脲、二硫代磷酸酯/盐、四硫化双五亚甲基秋兰姆、4,4’-二硫代二吗啉、二硫化己内酰胺及其混合物；特别优选地选自由以下组成的组：N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺、二硫化四苄基秋兰姆和N,N’-二苯基胍及其混合物。
12.一种多个部分的套件，其以空间上分离形式包含：
13.一种硫化橡胶组合物，其能够通过硫化如权利要求1至11中任...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种可硫化橡胶组合物，其包含橡胶组分k、填料组分f和硫化体系vs，其中：
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组分k的所述至少一种能够通过硫交联的橡胶为二烯橡胶，其选自由天然橡胶(nr)、合成天然橡胶、特别是异戊二烯橡胶(ir)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)、溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(ssbr)、乳液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(esbr)、特别是官能化ssbr、丁二烯橡胶(br)、氯丁二烯橡胶(cr)、丙烯腈丁二烯橡胶(nbr；丁腈橡胶)、异丁烯异戊二烯橡胶(iir)、溴化异丁烯异戊二烯橡胶(biir)、氯化异丁烯异戊二烯橡胶(ciir)及其混合物组成的组，并且优选地选自天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶或溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶及其混合物。
3.如权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述有机填料的stsa表面积为>18至<150m2/g，优选20至130m2/g，特别优选25至120m2/g，更特别优选30至110m2/g，特别是40至100m2/g，最优选40至<100m2/g；和/或bet表面积为25至120m2/g，特别优选30至110m2/g，最优选40至100m2/g；和/或d99为<25μm，优选<20μm，特别优选<18μm，更特别优选<15μm，再更优选<12μm，甚至更特别优选<10μm，甚至更特别优选<9μm，甚至更特别优选<8μm，其中所述d99优选根据iso 13320:2009分别通过激光衍射测定。
4.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，分别相对于无灰且无水的填料，所述有机填料的氧含量为>8重量％至<30重量％，优选>10重量％至<30重量％，特别优选>15重量％至<30重量％，最优选>20重量％至<30重量％，或碳含量为>60重量％至<90重量％，优选>60重量％至<85重量％，特别优选>60重量％至<82重量％，最优选>60重量％至<80重量％。
5.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中所述至少一种有机填料的含量为1至150phr，优选5至100phr，特别优选10至80phr，更特别优选15至70phr，最优选15至60phr。
6.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述有机填料为基于木质素的填料，其中优选至少所述木质素并且甚至更优选所述有机填料本身至少部分以能够通过水热处理方式获得的形式存在，并且特别优选能够通过水热处理获得，其中所述水热处理优选在>100℃至<300℃，特别优选>150℃至<250℃的温度下进行。
7.如前述权利要求中任一项或多项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述至少一种有机硅烷是通式(i)和/或(ii)的化合物，
【专利技术属性】
技术研发人员：A·施图克，T·威特曼，G·施莫克斯，J·鲍斯春，B·施怀格，
申请(专利权)人：森高工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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