專利名稱：生產(chǎn)具有改進(jìn)的氧化硅增強(qiáng)的輪胎組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備可硫化彈性體組合物的方法，該彈性體組合物可用于生產(chǎn)具有改進(jìn)的氧化硅增強(qiáng)的輪胎組合物。
背景技術(shù)：
無機(jī)填料，例如氧化硅，當(dāng)用作輪胎胎面內(nèi)的填料時，賦予改進(jìn)的濕路面牽引力、滾動阻力、撕裂強(qiáng)度、雪地牽引力和其它性能參數(shù)。然而，難以將氧化硅混合到輪胎膠料內(nèi)，這是因為氧化硅顆粒強(qiáng)烈地聚集，因此它們不容易分散。另外，氧化硅顆粒與橡膠分子的相容性比炭黑差。相應(yīng)地，在配混過程中使用加工和分散助劑以及偶聯(lián)劑。 在制造輪胎的領(lǐng)域中，希望使用證明在一些溫度下具有改進(jìn)的滾動阻力、抗?jié)窕院徒档偷臏髶p失的硫化膠。認(rèn)為影響這些性能的因素包括填料網(wǎng)絡(luò)化的程度(顆粒聚集)、聚合物-填料反應(yīng)性程度、橡膠的交聯(lián)密度和在膠料的橡膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聚合物的自由端。由于沉淀氧化硅在輪胎內(nèi)日益用作增強(qiáng)顆粒填料，因此需要克服與氧化硅填料有關(guān)的加工問題。另外，需要在氧化硅-填充的輪胎內(nèi)增加聚合物-填料相互作用，從而改進(jìn)滾動阻力、耐磨性和抗?jié)窕浴０l(fā)明概述一般地，本發(fā)明提供制備可硫化彈性體組合物的方法，該方法包括下述步驟(a)在至少25 V的密煉機(jī)溫度下，將具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體、含氧化硅的填料和任選地催化劑混合，形成起始組合物，其中所述起始組合物包括以100重量份橡膠計，小于約5重量份氧化鋅、硫或固化劑中的任何一種；(b)在約70V -約175°C的溫度下，將步驟(a)中獲得的起始組合物任選地與氧化硅偶聯(lián)劑、氧化硅加工助劑和額外的填料混合，形成中間組合物；和(c)在低于硫化溫度的表面溫度下，將步驟(b)中獲得的中間組合物與固化劑和任選地固化促進(jìn)劑混合，形成可硫化的彈性體組合物。本發(fā)明還包括制備可硫化彈性體組合物的方法，該方法包括下述步驟將基本上由具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體、含氧化硅的填料和任選地可包括載體的催化劑、任選地一種或多種額外的填料、任選地一種或多種額外的彈性體，和任選地一種或多種非極性成分組成的成分，形成起始組合物；混合該起始組合物與含氧化娃偶聯(lián)劑、任選地氧化硅加工助劑和任選地額外的填料的成分進(jìn)行，形成中間組合物，并混合該中間組合物與含固化劑和任選地固化促進(jìn)劑的成分，形成可硫化的彈性體組合物。本發(fā)明進(jìn)一步包括制備通過混合氧化硅和彈性體制備的這類可硫化組合物的方法，其改進(jìn)包括，在基本上不存在氧化鋅、硫、固化劑、氧化硅偶聯(lián)劑和氧化硅加工助劑的情況下，在超過約120°C的溫度下，混合具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體與氧化硅。例舉實施方案的詳細(xì)說明在一個或更多個實施方案中，通過使用包括至少三步的混合步驟的方法，制備可硫化的彈性體組合物。在第一混合步驟中，混合包括具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體，含氧化硅的填料或者其與炭黑的混合物，和任選地催化劑的成分，形成起始組合物。在第一步中，限制氧化鋅、硫和固化劑的存在。此外，可以限制氧化硅加工助齊 、氧化硅偶聯(lián)劑和其它極性化合物的存在。在任選的第二混合步驟中，可進(jìn)一步混合起始組合物，和任選地結(jié)合含氧化硅偶聯(lián)劑，任選地額外的填料和任選地氧化硅加工助劑在內(nèi)的成分，形成中間組合物。在第三混合步驟中，可添加固化劑和任選地固化促進(jìn)劑，形成可硫化的彈性體組合物?；旌喜襟E包括其中添加成分的混合階段，以及其中簡單地混合組合物，但沒有添加額外成分的階段。其中添加成分的混合步驟可被稱為母煉步驟，和其中在母煉步驟過程中形成的組合物可被稱為母煉膠。在一些工藝中，形成大于一種母煉膠，因此可用于進(jìn)一步表示該組合物為第一母煉膠，第二母煉膠，如此等等。其中沒有添加額外成分的混合步驟可被稱為返煉步驟，且所得組合物可被稱為復(fù)煉母膠。在一個或更多個實施方案中，本發(fā)明的方法包括至少三個混合步驟，它們被稱為第一、第二和第三混合步驟。然而，該方法可包括可在所指的第一、第二或第三步驟任何一個之前或者之后進(jìn)行的額外的混合步驟。例如，該方法可在第二和第三混合步驟之間包括 返煉步驟。在一個實施方案中，在第一混合步驟中結(jié)合具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體，含氧化硅的填料，任選地第二官能化或非官能化的彈性體，和任選地催化劑(所述催化劑可包括載體)。所得混合物可稱為起始組合物或者第一母煉膠。具有連接到其上的、具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體可包括在可硫化彈性體組合物中常規(guī)地使用的任何彈性體，它們有時被稱為橡膠彈性體或者橡膠聚合物，包括天然和合成彈性體。合成彈性體任選地衍生于共軛二烯烴單體的聚合。這些共軛二烯烴單體可與其它單體，例如乙烯基芳族單體共聚。其它橡膠彈性體可衍生于乙烯與一種或多種α-烯烴和任選地一種或多種二烯烴單體的聚合。橡膠彈性體的實例包括天然橡膠、合成聚異戊二烯、聚丁二烯、聚異丁烯-共-異戊二烯、氯丁橡膠、聚(乙烯-共-丙烯)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(苯乙烯-共-異戊二烯)和聚(苯乙烯-共-異戊二烯-共-丁二烯)、聚(異戊二烯-共-丁二烯)、聚(乙烯-共-丙烯-共-二烯烴)、聚硫橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氯醚橡膠及其混合物。這些彈性體可具有各種大分子結(jié)構(gòu)，其中包括直鏈、支鏈和星形形狀。優(yōu)選的彈性體包括共軛C4-C12 二烯烴、C8-C18單乙烯基芳族單體和C6-C2tl三烯烴的均聚物或共聚物。在一個實施方案中，彈性體包括苯乙烯和丁二烯的共聚物。具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)包括將與氧化硅反應(yīng)或者反應(yīng)性基團(tuán)或者部分。具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)與氧化硅的反應(yīng)或者相互作用可借助化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，從而在該官能團(tuán)與氧化硅顆粒之間導(dǎo)致離子或共價鍵?；蛘?，具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)與氧化硅的相互作用可借助通過空間(through-space)的相互作用(例如氫鍵鍵合、范德華力相互作用等)發(fā)生。而且，這種相互作用可以是在聚合物的橡膠基體內(nèi)產(chǎn)生區(qū)域(domain)的相互作用。這種相互作用可以是對在加工硫化橡膠配方之后，例如在固化過程中活化的填料顆粒的親和力。在一個或更多個實施方案中，與氧化硅反應(yīng)或者反應(yīng)性官能團(tuán)典型地為堿性，SP它們是供電子體或者能與質(zhì)子相互作用。例舉的基團(tuán)包括烷氧基甲硅烷基、胺、羥基、聚亞烷基二醇、環(huán)氧基、羧酸和酸酐基團(tuán)，以及羧酸的聚合物金屬鹽。含有烷氧基甲硅烷基官能團(tuán)的彈性體的實例包括用下式表示的那些
載賊^,Vy(OR2)y其中是彈性體聚合物，每一 R1獨立地為鹵素或者單價有機(jī)基團(tuán)，每一 R2獨立地為單價有機(jī)基團(tuán)，和y是整數(shù)1-3。鹵素包括氯、溴、碘和氟。在一個實施方案中，鹵素包括氯。單價有機(jī)基團(tuán)包括經(jīng)基，例如，但不限于，燒基、環(huán)燒基、取代環(huán)燒基、鏈稀基、環(huán)稀基、取代環(huán)烯基、芳基、烯丙基、取代芳基、芳烷基、烷芳基和炔基，其中每一基團(tuán)優(yōu)選含有I個碳原子，或者合適的最小碳原子數(shù)，以形成最多20個碳原子的基團(tuán)。這些烴基可含有雜 原子，例如，但不限于，氮、氧、硅、硫和磷原子。在一些實施方案中，R2具有I-約4個碳原子。在一個實施方案中，可通過用含有烷氧基甲硅烷基的引發(fā)劑引發(fā)聚合，從而制備烷氧基官能化的彈性體。在另一實施方案中，通過使活性聚合物鏈與硅氧烷封端劑反應(yīng)，從而制備烷氧基甲硅烷基官能化的彈性體。制備活性聚合物的方法是公知的。含有官能團(tuán)的陰離子聚合的二烯烴聚合物和共聚物衍生于硅氧烷封端劑，且進(jìn)一步公開于美國專利6008295和6228908中，在此通過參考引入?？墒褂门c活性聚合物鏈的活性端基反應(yīng)形成烷氧基甲硅烷基官能化的彈性體的任何硅氧烷化合物。有用的硅氧烷化合物包括用下式表示的那些(R1)4-^i(OR2)z其中R1和R2如上所述，和z為1-4的整數(shù)。硅氧烷封端劑的合適實例包括四烷氧基娃燒、燒基燒氧基娃燒、芳基燒氧基娃燒、鏈稀基燒氧基娃燒和齒代燒氧基娃燒。四烷氧基硅烷化合物的實例包括原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯、原硅酸四丙酯、原硅酸四丁酯、原硅酸四(2-乙基己酯)、原硅酸四苯酯、四甲苯基氧基硅烷和類似物。燒基燒氧基娃燒化合物的實例包括甲基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、甲基二正丙氧基娃燒、甲基二正丁氧基娃燒、甲基二苯氧基娃燒、乙基二甲氧基娃燒、乙基二乙氧基娃燒、乙基二正丙氧基娃燒、乙基二正丁氧基娃燒、乙基二苯氧基娃燒、_■甲基_■甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二正丙氧基硅烷、二甲基二正丁氧基硅烷、二甲基二苯氧基娃燒、~■乙基_■甲氧基娃燒、_■苯基_■甲氧基娃燒、3-環(huán)氧丙氧丙基二甲氧基娃燒(GPMOS)、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和類似物。芳基烷氧基硅烷化合物的實例包括苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三正丙氧基硅烷、苯基三正丁氧基硅烷、苯基三苯氧基硅烷和類似物。 鏈稀基燒氧基娃燒化合物的實例包括乙稀基二甲氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒、乙稀基二正丙氧基娃燒、乙稀基二正丁氧基娃燒、乙稀基二苯氧基娃燒、稀丙基二甲氧基娃燒、羊稀基二甲氧基娃燒、_■乙稀基_■甲氧基娃燒和類似物。鹵代烷氧基硅烷化合物的實例包括三甲氧基氯代硅烷、三乙氧基氯代硅烷、三正丙氧基氯代硅烷、三正丁氧基氯代硅烷、三苯氧基氯代硅烷、二甲氧基二氯硅烷、二乙氧基_■氣娃燒、_■正丙氧基_■氣娃燒、_■苯氧基_■氣娃燒、甲氧基二氣娃燒、乙氧基二氣娃燒、正丙氧基二氯娃燒、苯氧基二氯娃燒、二甲氧基溴代娃燒、二乙氧基溴代娃燒、二正丙氧基溴代硅烷、三苯氧基溴代硅烷、二甲氧基二溴硅烷、二乙氧基二溴硅烷、二正丙氧基二溴硅烷、二苯氧基二溴硅烷、甲氧基三溴硅烷、乙氧基三溴硅烷、正丙氧基三溴硅烷、苯氧基三溴硅燒、二甲氧基碘代娃燒、二乙氧基碘代娃燒、二正丙氧基碘代娃燒、二苯氧基碘代娃燒、二甲氧基二碘硅烷、二正丙氧基二碘硅烷、二苯氧基二碘硅烷、甲氧基三碘硅烷、乙氧基三碘硅烷、正丙氧基三碘硅烷、苯氧基三碘硅烷和類似物。其他有用的娃燒包括雙(二甲氧基娃燒)釀、3_疏丙基二乙氧基娃燒、3_疏丙基二甲氧基娃燒、3，3'-雙(二乙氧基甲娃燒基丙基)二硫釀、Si_69(雙(3_ 二乙氧基甲娃燒基丙基)四硫釀)和類似物。在一個實施方案中，氫化燒氧基娃燒封端劑包括原娃酸四乙酯。在其中彈性體含有胺基的情況下，沒有特別限制胺官能團(tuán)，且可以是伯、仲或叔胺、環(huán)狀或無環(huán)胺。具有環(huán)狀氨基取代基的彈性體是本領(lǐng)域已知的，且進(jìn)一步公開于美國專利Nos. 6080835,5786441,6025450和6046288中，在此通過參考將其引入。 具有具有對氧化硅反應(yīng)性基團(tuán)的彈性體可包括環(huán)氧化橡膠。環(huán)氧化橡膠包括其中一些橡膠的不飽和度被環(huán)氧化物基團(tuán)取代的改性橡膠。環(huán)氧化橡膠進(jìn)一步公開于懸而未決的美國申請序列號No. 10/269445中，在此通過參考將其引入。具有羧酸和酸酐基團(tuán)的彈性體，和不飽和羧酸的聚合物鹽包括在懸而未決的申請no. PCT/US02/10621中所述的那些，在此通過參考將其引入。氧化硅(二氧化硅)包括通過在水中化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)并以超細(xì)球形顆粒形式沉淀的濕法、水化氧化娃。這些顆粒強(qiáng)烈地締合成聚集體(aggregate),而所述聚集體不那么強(qiáng)烈地結(jié)合成團(tuán)塊(agglomerate)。通過BET方法測量的表面積得到不同氧化硅增強(qiáng)特征的最好量度。在一個實施方案中，氧化硅的表面積為約32-約400m2/g，在另一實施方案中，為約100-約250m2/g，和在再一實施方案中，為約150-約220m2/g。氧化硅填料的pH通常為約5. 5-約7，和優(yōu)選約5. 5-約6. 8?？缮藤彽难趸璋℉i_Sil 215、Hi-Sil 233、Hi-SilTM255LD 和 Hi_Sil 190 (PPG Industries Pittsburgh, Pennsylvania)、Zeosil 1165MP 和 175GRPlus (Rhodia)、Vulkasil S/kg(Bayer AG)、Ultrasi 1 VN2、VN3 (Degussa)和 Hubersi I 8745 (Huber)0在一個實施方案中，可使用用量為約I-約100重量份/100重量份橡膠的氧化硅，在另一實施方案中，為約15-約90重量份phr，和在再一實施方案中為約20-約80重量份phr。可硫化彈性體組合物也可任選地包括炭黑。有用的炭黑包括任何可商購的炭黑。在一個實施方案中，炭黑包括表面積(EMSA)為至少20m2/g，和在另一實施方案中，為至少35m2/g—直到200m2/g或更高。在本申請中所使用的表面積值是通過ASTM試驗D-1765，通過使用鯨蠟基三甲基溴化銨(CTAB)技術(shù)測定的那些。視需要，可使用用量為約O. 5-約70重量份phr的炭黑。在一個實施方案中，使用用量為約I-約50重量份phr的炭黑，和在另一實施方案中，約2-約40重量份phr。在其中結(jié)合使用氧化硅和炭黑的一個或更多個實施方案中，一些配方包括約10-約50重量份氧化硅和約10-約50重量份炭黑/100重量橡膠。一些配方包括約30-約40重量份氧化硅和約30-約40重量份炭黑/100重量橡膠。
可任選地使用的其他增強(qiáng)和非增強(qiáng)填料包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、粘土(水合硅酸鋁)和淀粉?？扇芜x地使用提高氧化硅與彈性體中具有對氧化硅反應(yīng)性基團(tuán)之間反應(yīng)的任何催化劑。催化劑的實例包括強(qiáng)有機(jī)堿。在一些實施方案中，強(qiáng)有機(jī)堿的特征可在于在25°C下，pKa大于約10,在另一實施方案中，大于約11,和在再一實施方案中，為大于約12。在一個實施方案中，催化劑的PKa為約11-約18。PKa典型地為催化劑的酸解常數(shù)Ka的負(fù)對數(shù)值(底數(shù)為10)。一般地，化合物HA的酸解常數(shù)是在水中HA解離的平衡常數(shù)且可根據(jù)下式計算Ka = [H+] [Al / [HA] 其中[H+]是氫離子的摩爾濃度，[Al是陰離子A—的摩爾濃度，和[HA]是未解離化合物HA的摩爾濃度。強(qiáng)有機(jī)堿的實例包括1，3- 二苯基胍(DPG)和N，N- 二甲基_1_十八烷基胺。在W002/40582和美國專利No. 5939484中公開了其它堿，在此通過參考將其引入。在一個實施方案中，在第一混合步驟過程中添加催化劑、沒有特別限制催化劑的用量，但在一個實施方案中，為約O-約10重量份phr，在另一實施方案中，為約O. 005-約5重量份phr，和在再一實施方案中，為約O. 01-約3重量份phr。在一個實施方案中，預(yù)混催化劑與載體。合適的載體包括對可硫化彈性體組合物無害的任何材料。實例包括硬脂酸、礦物油、塑料、石蠟和有機(jī)溶劑。在一個實施方案中，預(yù)混物含有約I重量份催化劑/3重量份載體到約I重量份催化劑/I重量份載體，條件是在載體為極性物質(zhì)的情況下，載體的用量沒有超過約2重量份/100份橡膠?？稍诘谝换旌喜襟E過程中添加的一種或多種額外的彈性體包括天然和合成彈性體。合成彈性體典型地衍生于共軛二烯烴單體的聚合。這些共軛二烯烴單體可與其它單體，例如乙烯基芳族單體共聚。其它橡膠彈性體可衍生于乙烯與一種或多種α-烯烴和任選地一種或多種二烯烴單體聚合。橡膠彈性體包括天然橡膠、合成聚異戊二烯、聚丁二烯、聚異丁烯-共-異戊二烯、氯丁橡膠、聚(乙烯-共-丙烯)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(苯乙烯-共-異戊二烯)和聚(苯乙烯-共-異戊二烯-共-丁二烯)、聚(異戊二烯-共-丁二烯)、聚(乙烯-共-丙烯-共-二烯烴)、聚硫橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氯醚橡膠及其混合物。這些彈性體可具有各種大分子結(jié)構(gòu)，其中包括直鏈、支鏈和星形形狀。也可添加在橡膠配混中典型地使用的其它成分。在一個實施方案中，約5-約100%，在另一實施方案中，約10-約90%彈性體分子用具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)官能化。其余彈性體分子可未被官能化或者可含有對氧化硅不具有反應(yīng)性官能團(tuán)。在一些實施方案中，在第一混合步驟過程中存在的氧化鋅、硫和固化劑的用量受到限制。在這些或者其它實施方案中，氧化硅加工助劑、氧化硅偶聯(lián)劑和其它極性化合物的用量也受到限制。盡管認(rèn)為官能化彈性體和氧化硅可具有一些極性特征，但希望降低或者省去所有其它極性化合物的存在。因此，可使用術(shù)語其它極性化合物指代除了氧化鋅、氧化硅加工助劑和氧化硅偶聯(lián)劑以外以及具有具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體、氧化硅和催化劑以外的那些極性化合物。例如，可受到限制的其它極性化合物包括硬脂酸，但催化劑常常與載體，例如硬脂酸有關(guān)，因此完全省去所有其它極性化合物的存在是不現(xiàn)實的?？墒芟抻诘谝换旌喜襟E的化合物可統(tǒng)稱為受限化合物。在一個實施方案中，在第一混合步驟過程中存在的任何單獨的受限化合物的用量小于約5重量份phr,在另一實施方案中，小于約3重量份phr,在再一實施方案中，小于約2重量份phr,在再一實施方案中，小于O. 5重量份phr,在再一實施方案中，小于約O. 2重量份phr,和在再一實施方案中，小于約O. I重量份phr。在一些實施方案中,在基本上不存在受限化合物的情況下進(jìn)行第一混合步驟。基本上不存在是指用量小于對本發(fā)明方法具有明顯影響的用量。在一個實施方案中，第一混合步驟不含氧化鋅、氧化硅加工助劑、氧化硅偶聯(lián)劑和其它極性化合物。溫度可以指代密煉機(jī)的溫度，所述密煉機(jī)的溫度是指在添加成分之前混合設(shè)備的穩(wěn)定溫度，或者組合物的表面溫度(它是組合物實際溫度的讀數(shù))。除非對密煉機(jī)溫度另有說明，在本說明書中任何關(guān)于溫度的符號是指組合物的表面溫度。對于第一混合步驟來說，在一個實施方案中，起始密煉機(jī)溫度可以是至少約25°C， 在另一實施方案中，為至少約50°C，在再一實施方案中，為至少約60°C。在一個實施方案中，起始密煉機(jī)溫度可以是約70°C -約125°C?？煽刂苹旌蠗l件，以維持混合過程中組合物的表面溫度在約25°C -約195°C范圍內(nèi)，在一個實施方案中，為約100°C -約185°C，在另一實施方案中，為約120°C -約170°C，和在再一實施方案中，為約135°C -約165°C。可維持這些混合條件實現(xiàn)填料在橡膠內(nèi)良好分散所需的時間量。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會意識到所需的時間量根據(jù)諸如密煉機(jī)尺寸、舷弧(sheer)、溫度等因素而變化。添加成分的順序不是關(guān)鍵的，條件是在一個或更多個實施方案中，當(dāng)使用催化劑時，在催化劑之前或者與之一起添加彈性體。在一個實施方案中，首先添加彈性體，然后一次添加所有其它成分。在另一實施方案中，遞增地添加氧化硅填料。視需要，可在每一次遞增地添加之前，降低組合物的溫度，然后返回到以上列出的優(yōu)選混合溫度下。在一個實施方案中，在混合之后，冷卻起始組合物到比第二混合步驟所打算溫度低的表面溫度下。例如，當(dāng)在第二混合步驟過程中，第二母煉膠組合物的所需的表面溫度為約150°C時，可冷卻起始組合物到低于約150°C的表面溫度。這通過排放起始組合物、冷卻并向相同的混合裝置中再進(jìn)料或者將組合物轉(zhuǎn)移到另一密煉機(jī)中來實現(xiàn)。若相同的混合裝置用于第二混合步驟，則可在密煉機(jī)內(nèi)冷卻起始組合物。在第二混合步驟中進(jìn)一步混合起始組合物，在此過程中，可任選地添加額外的成分，其中包括氧化硅偶聯(lián)劑、氧化硅加工助劑和額外的填料。所得混合物可被稱為中間組合物。若在第二混合步驟過程中添加額外的成分，則中間組合物也可被稱為第二母煉膠。在一個實施方案中，在第二混合步驟過程中添加一部分氧化硅填料。氧化硅偶聯(lián)劑包括具有將與氧化硅填料反應(yīng)或者反應(yīng)性部分(例如甲硅烷基)，和將與彈性體反應(yīng)或者反應(yīng)性部分(例如，疏基、氣基、乙稀基、環(huán)氧基或硫基)的雙官能團(tuán)氧化硅偶聯(lián)劑。氧化硅偶聯(lián)劑的實例是雙(三烷氧基甲硅烷基有機(jī)基)聚硫醚和巰基硅烷。雙(二燒氧基甲娃燒基有機(jī)基)聚硫釀包括雙(二燒氧基甲娃燒基有機(jī)基)_■硫釀和雙(二燒氧基甲娃燒基有機(jī)基)四硫釀。雙(二燒氧基甲娃燒基有機(jī)基)_■硫釀的實例包括3，3'-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(三丁氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(三叔丁氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(三己氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、2，2'-雙(二甲基甲氧基甲硅烷基乙基)二硫醚、3，3'-雙(二苯基環(huán)己基氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(乙基_ _■仲丁氧基甲娃燒基丙基)_■硫釀、3，31 _雙(丙基_■乙氧基甲娃燒基丙基)_■硫醚、12，12'-雙(三異丙氧基甲硅烷基丙基)二硫醚、3，3'-雙(二甲氧基苯基甲硅烷基-2-甲基丙基)二硫醚及其混合物。雙(三烷氧基甲硅烷基有機(jī)基)四硫醚氧化硅偶聯(lián)劑的實例包括雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、雙(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫醚、雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N- 二甲基硫代氨基甲酰基四硫醚、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N，N- 二甲基硫代氨基甲酰基四硫醚、2-三乙氧基甲硅烷基-N，N- 二甲基硫代氨基甲?；牧蛎?、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫醚、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫醚及其混合物。雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚由Degussa以Si69形式商購。巰基硅烷包括下式表示的化合物
權(quán)利要求
1.一種制備可硫化彈性體組合物的方法，該方法包括下述步驟 (a)在至少25°C的混合機(jī)溫度下，將具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體、含氧化硅的填料和催化劑混合，形成起始組合物，其中所述起始組合物不包括氧化鋅、硫、或固化劑、氧化硅加工助劑、氧化硅偶聯(lián)劑和其它極性化合物； (b)在70°C_175°C的表面溫度下，將步驟(a)中獲得的起始組合物與任選的氧化硅偶聯(lián)劑、氧化硅加工助劑和額外的填料混合，形成中間組合物；和 (c)在低于硫化溫度的表面溫度下，將步驟(b)中獲得的中間組合物與固化劑、任選的固化促進(jìn)劑和任選的氧化鋅混合，形成可硫化的彈性體組合物。
2.制備可硫化彈性體組合物的方法，該方法包括下述步驟 (a)混合基本上由以下(i)-(vi)組成的成分 (i)具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體； (ii)含氧化硅的填料； (iii)包括或不包括載體的催化劑； (iv)任選地，一種或多種額外的填料； (v)任選地，一種或多種額外的彈性體；和 (vi)任選地，一種或多種非極性成分， 形成起始組合物； (b)混合步驟(a)中獲得的起始組合物與含下述的成分 (vii)氧化娃偶聯(lián)劑； (viii)任選地,氧化娃加工助劑；和 (iX)任選地,額外的填料,形成中間組合物；和 (c)混合步驟(b)中獲得的中間組合物與含下述的成分 (X)固化劑；和 (xi)任選地，固化促進(jìn)劑，和 (xii)任選地，氧化鋅，形成可硫化的彈性體組合物。
3.通過混合氧化硅和彈性體制備的這類可硫化組合物的制備方法，其改進(jìn)包括，在基本上不存在氧化鋅、硫、固化劑、氧化硅偶聯(lián)劑和氧化硅加工助劑的情況下，在至少25V的混合機(jī)溫度下，混合具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體與氧化硅和強(qiáng)有機(jī)堿催化劑，所述改進(jìn)包括改進(jìn)的滾動阻力、降低的磨耗和改進(jìn)的濕路面牽引力。
4.權(quán)利要求I或2的方法，其中對氧化硅反應(yīng)性基團(tuán)是烷氧基甲硅烷基、胺、羥基、聚亞烷基二醇、環(huán)氧基、羧酸或者酸酐基團(tuán)。
5.權(quán)利要求I或2的方法，其中遞增地添加氧化硅填料。
6.權(quán)利要求I或2的方法，其進(jìn)一步包括步驟(c)中獲得的可硫化彈性體組合物經(jīng)過擠出形成擠出的組合物；以及由該擠出的組合物制造生輪胎的步驟。
7.權(quán)利要求6的方法，其進(jìn)一步包括固化生輪胎的步驟。
8.權(quán)利要求I或2的方法，其中催化劑包括強(qiáng)有機(jī)堿。
9.權(quán)利要求8的方法，其中強(qiáng)有機(jī)堿包括N，N-二甲基-I-十八烷基胺。
全文摘要
制備可硫化彈性體組合物的方法，其中在第一混合步驟中，混合包括具有對氧化硅反應(yīng)性官能團(tuán)的彈性體、含氧化硅的填料，和任選地催化劑在內(nèi)的成分，并限制極性化合物的用量。
文檔編號C08L9/06GK102816359SQ201210285130
公開日2012年12月12日 申請日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者C·J·林, 荒木俊二, 周海英 申請人:株式會社普利司通