專利名稱：包含接枝聚合物的輪胎和橡膠組合物的制作方法
包含接枝聚合物的輪胎和橡膠組合物本發(fā)明涉及輪胎，所述輪胎包含橡膠組合物，所述橡膠組合物基于至少一種二烯彈性體、增強(qiáng)填料、化學(xué)交聯(lián)劑和至少一種特定的改性劑。在輪胎的制造領(lǐng)域中，特別是在與地面接觸的橡膠組合物(稱為胎面)的配方上，通常的目標(biāo)是尋找矛盾性能(例如滾動(dòng)阻力和輪胎暫時(shí)接受某些應(yīng)變的能力)之間的最佳的可能折衷。特別地，形成胎面的材料需要在低應(yīng)變和中等應(yīng)變下顯示出良好的剛度，從而特別提供低滾動(dòng)阻力，同時(shí)能夠可逆地接受某些應(yīng)變，并且在較大應(yīng)力或應(yīng)變的作用下不會(huì)損壞。換言之，需要這種材料，所述材料在低應(yīng)變和中等應(yīng)變下堅(jiān)硬，在斷裂時(shí)顯示出高伸長(zhǎng)或顯示出高斷裂應(yīng)力。公知彈性體的化學(xué)交聯(lián)賦予其良好的機(jī)械性質(zhì)和熱性質(zhì)。化學(xué)交聯(lián)的特征在于在聚合物鏈之間建立化學(xué)共價(jià)鍵。存在用于化學(xué)交聯(lián)的多種方法。最廣泛使用的方法是基于 硫化合物的方法，所述方法用于在其主鏈中包含不飽和度的彈性體材料的交聯(lián)。另一廣泛使用的方法是用過(guò)氧化物化學(xué)交聯(lián)。然而，當(dāng)聚合物鏈之間的共價(jià)鍵的數(shù)目(橋密度)增加時(shí)，在低應(yīng)變和中等應(yīng)變下的剛度升高但是斷裂伸長(zhǎng)降低。相反地，如果橋密度降低，斷裂伸長(zhǎng)升高但是在低應(yīng)變和中等應(yīng)變下的剛度降低。本申請(qǐng)公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)在彈性體中引入特定密度的鏈間非共價(jià)鍵從而得到在低應(yīng)變和中等應(yīng)變下的良好剛度和高斷裂伸長(zhǎng)之間的折衷。鏈間非共價(jià)鍵的存在通常稱為物理交聯(lián)或可逆交聯(lián)。物理交聯(lián)可通過(guò)用化學(xué)分子官能化聚合物鏈而得到，所述化學(xué)分子能夠通過(guò)非永久性物理相互作用而彼此締合，例如離子相互作用、氫鍵、離子-偶極相互作用和偶極-偶極相互作用。當(dāng)在化學(xué)交聯(lián)體系的存在下將這種彈性體配制在橡膠組合物中時(shí)，在彈性體鏈之間出現(xiàn)共價(jià)鍵，這對(duì)于非共價(jià)鍵來(lái)說(shuō)是額外的。在本文的延續(xù)中，橡膠組合物中存在的“改性劑的含量”應(yīng)被理解為是指以摩爾百分比計(jì)，對(duì)于組合物的每一百個(gè)二烯彈性體單元，組合物中存在的改性劑的分子數(shù)量，無(wú)區(qū)別地不論其為二烯單元或非二烯單元。例如，如果相對(duì)于SBR的改性劑含量為O. 20摩爾％，這是指對(duì)SBR的每100個(gè)苯乙烯和丁二烯單元將存在O. 20分子的改性劑。在組合物中同時(shí)使用用改性劑預(yù)接枝的彈性體和不用改性劑接枝的二烯彈性體的情況下，改性劑的含量表示每100個(gè)二烯彈性體單元接枝的改性劑的分子數(shù)量,單元數(shù)量考慮兩種彈性體(接枝和未接枝)，假設(shè)其它未預(yù)接枝的改性劑分子沒(méi)有加入組合物中。因此，本發(fā)明的主題是輪胎，所述輪胎包含至少一種橡膠組合物，所述橡膠組合物基于至少一種二烯彈性體、至少一種增強(qiáng)填料、至少一種化學(xué)交聯(lián)劑和至少一種任選地預(yù)接枝至所述二烯彈性體的改性劑，所述改性劑選自下式(I)的化合物
權(quán)利要求
1.一種輪胎，所述輪胎包含至少一種橡膠組合物，所述橡膠組合物基于至少一種二烯彈性體、至少一種增強(qiáng)填料、至少一種化學(xué)交聯(lián)劑和至少一種任選地預(yù)接枝至所述二烯彈性體的改性劑，所述改性劑選自下式(I)的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪胎，其特征在于，R表示-R3X單元，其中R3表示可包含一個(gè)或多個(gè)氮原子、氧原子、硫原子和硅原子的C2-C5tl烷基基團(tuán)，且X為反應(yīng)性基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的輪胎，其特征在于，所述二烯彈性體選自天然橡膠、合成聚異戊二烯、聚丁二烯、丁二烯共聚物、異戊二烯共聚物和這些彈性體的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)填料由有機(jī)增強(qiáng)填料、無(wú)機(jī)增強(qiáng)填料或有機(jī)增強(qiáng)填料與無(wú)機(jī)增強(qiáng)填料的共混物組成，且特征在于增強(qiáng)填料在所述組合物中的含量在30和150phr之間，更優(yōu)選在50和120phr之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)填料主要包含二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)填料主要包含炭黑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪胎，其特征在于，所述增強(qiáng)填料包含二氧化硅和炭黑的共混物。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)劑由O.5至12phr的硫，優(yōu)選I至IOphr的硫組成,或所述化學(xué)交聯(lián)劑由O. 01至IOphr的一種或多種過(guò)氧化物化合物組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述改性劑的含量從O.05至10摩爾％變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎，其特征在于，所述改性劑的含量從O.I至2摩爾％，優(yōu)選從O. 2至I摩爾％變化。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述R單元的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)選自胺基團(tuán)、硫醇基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)、異氰酸酯基團(tuán)、酸酐基團(tuán)、醇基團(tuán)和羧酸基團(tuán)，優(yōu)選胺基團(tuán)和硫醇基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輪胎，其特征在于，所述改性劑選自2-氨基乙基咪唑烷酮(UDETA)UI-巰基-N-(2-(2-氧代咪唑烷-I-基)乙基)4^一酰胺、I-(2-[ (2-氨基乙基)氨基]乙基)咪唑烷酮(UTETA)和1-(2-{2-[(2_氨基乙基氨基]乙基}氨基)乙基]咪唑烷酮(UTEPA)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述組合物還包含一種或多種被式(I)的改性劑接枝或未接枝的二烯彈性體。
14.一種輪胎橡膠組合物的制備方法，所述輪胎橡膠組合物基于至少一種二烯彈性體、至少一種增強(qiáng)填料和至少一種化學(xué)交聯(lián)劑，其特征在于所述方法包括如下階段 -向所述二烯彈性體接枝改性劑，所述改性劑選自下式(I)的化合物
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，R表示-R3X單元，其中R3表示可包含一個(gè)或多個(gè)氮原子、氧原子、硫原子和硅原子的C2-C5tl烷基基團(tuán)，且X為反應(yīng)性基團(tuán)。
16.一種輪胎橡膠組合物的制備方法，所述輪胎橡膠組合物基于至少一種二烯彈性體、至少一種增強(qiáng)填料和至少一種化學(xué)交聯(lián)劑，其特征在于所述方法包括如下階段 -在所述二烯彈性體中引入所述增強(qiáng)填料和改性劑，所述改性劑選自下式(I)的化合物
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，R表示-R3X單元，其中R3表示可包含一個(gè)或多個(gè)氮原子、氧原子、硫原子和硅原子的C2-C5tl烷基基團(tuán)，且X為反應(yīng)性基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪胎，所述輪胎包含至少一種橡膠組合物，所述橡膠組合物包含至少一種二烯彈性體、增強(qiáng)填料、化學(xué)交聯(lián)劑和改性劑，所述改性劑選自式(I)的化合物其中R表示包含至少一個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)的單元，R1表示氫，R2表示包含2至8個(gè)碳原子和任選的一個(gè)或多個(gè)選自S、N、O或Si的雜原子的烷基基團(tuán)，A表示氧原子或硫原子或-NH基團(tuán)，優(yōu)選氧原子。
文檔編號(hào)C08C19/22GK102812079SQ201180014530
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者J·C·阿勞約達(dá)席爾瓦, J-M·法夫羅, R·馬特毛爾, A·F·薩利特, N·賽博思 申請(qǐng)人:米其林集團(tuán)總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司