專利名稱：：含碳的多相聚集體和其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及使用多段法制備聚集體的方法。更具體地，本發(fā)明涉及使用多段反應(yīng)器制備含至少一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法。本發(fā)明還涉及制備含碳相和含金屬物質(zhì)相的聚集體的方法。本發(fā)明還涉及在如彈性組合物的組合物中一種或多種這些聚集體的用途，也涉及改善輪胎配混料的滾動(dòng)阻力和濕牽引的方法以及涉及具有這些性能的彈性組合物。
背景技術(shù)：
：在橡膠和其它彈體配混料的配混和制備中，炭黑被廣泛地用作顏料，填料和補(bǔ)強(qiáng)劑。炭黑在制備用于生產(chǎn)輪胎的彈體配混料中作為補(bǔ)強(qiáng)劑是特別有用的。通常在爐式反應(yīng)器中通過用熱燃燒氣使烴原料熱解從而生產(chǎn)出含有顆粒炭黑的燃燒產(chǎn)物來生產(chǎn)炭黑。炭黑以聚集體的形式存在。該聚集體本身又由炭黑顆粒制成。然而，炭黑顆粒一般并非以與炭黑聚集體無關(guān)的形式存在。根據(jù)分析性質(zhì)，炭黑的一般特征包括，但不限于粒徑和比表面積；聚集體大小、形狀、和分布；以及表面的化學(xué)和物理性質(zhì)。通過本領(lǐng)域已知的實(shí)驗(yàn)分析測定炭黑的這些性質(zhì)。例如，氮吸附表面積(用ASTM實(shí)驗(yàn)方法的D3037-方法A測定)和溴化十六烷基三甲基銨吸附值(CTAB)(用ASTM實(shí)驗(yàn)方法的D3765測定)測定比表面積。粉碎炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸附(CDBP)(用ASTM實(shí)驗(yàn)方法的D3493-86測定)和未粉碎炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸附(DBP)(用ASTM實(shí)驗(yàn)方法的D2414-93測定)涉及到聚集體的結(jié)構(gòu)。結(jié)合橡膠值涉及到炭黑的表面活性。給定炭黑的性質(zhì)取決于生產(chǎn)方法，并且例如通過改變溫度，壓力，原料，停留時(shí)間，驟冷溫度，生產(chǎn)率，和其它參數(shù)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)輪胎中，當(dāng)其構(gòu)成輪胎的外胎和其它部分時(shí)，一般希望使用含炭黑的配混料。例如，合適的外胎配混料使用配混的彈性體以便提供在不同溫度下高的耐磨性和良好滯后平衡。具有高耐磨性的輪胎是需要的，因?yàn)槟湍バ耘c輪胎壽命成正比。炭黑的物理性質(zhì)直接影響到外胎配混料的耐磨性和滯后性。通常，具有高比表面積和小粒徑的炭黑賦予外胎高的耐磨性和高的滯后性。炭黑填充量也影響彈體配混料的耐磨性。耐磨性隨填充量增加而提高，至少到一個(gè)最佳點(diǎn)，超過該點(diǎn)耐磨性實(shí)際上降低。彈性體配混料的滯后性與在循環(huán)變形下消耗的能量有關(guān)。換言之，彈性組合物的滯后性與施加的使該彈性組合物變形的能量和當(dāng)該彈性組合物恢復(fù)到開始的未變形狀態(tài)所釋放的能量之差有關(guān)。滯后性的特征在于損耗角正切值，tanδ，它是損耗模量與儲(chǔ)能模量(即粘性模量與彈性模量)之比。用具有在較高溫度(例如40℃或更高)測定的較低滯后性的輪胎外胎配混料制備的輪胎具有降低的抗?jié)L動(dòng)性，這又導(dǎo)致降低了使用該輪胎車輛的燃料消耗。同時(shí)，具有在低溫(例如0℃或更低)測定的較高滯后性的輪胎外胎導(dǎo)致輪胎具有高的濕牽引力和抗滑性，這增加了駕駛安全性。因此，可以說顯示出高溫低滯后性和低溫高滯后性的輪胎外胎配混料具有良好的滯后平衡。還有其他許多應(yīng)用，在這些應(yīng)用中提供顯示出良好滯后平衡彈性體是有用的，但耐磨性不是重要因素。這樣的應(yīng)用包括，但不限于輪胎組份例如胎面墊膠、胎肩墊膠配混料、輪胎側(cè)壁、輪胎胎殼、輪胎脊、輪胎邊填料和導(dǎo)線表面薄覆蓋層；發(fā)動(dòng)機(jī)座；和在工業(yè)驅(qū)動(dòng)和自動(dòng)傳送帶中使用的基本配混料。也使用二氧化硅作為彈性體補(bǔ)強(qiáng)劑(或填料)。然而，與單獨(dú)用炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑得到的結(jié)果相比，單獨(dú)使用二氧化硅作為用于彈性體的補(bǔ)強(qiáng)劑導(dǎo)致性能差。理論上說強(qiáng)的填料-填料相互作用和差的填料-彈性體相互作用是二氧化硅性能差的原因。通過用化學(xué)偶聯(lián)劑例如雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷，如可從DegussaAG，Germany得到的Si-69。將兩個(gè)物質(zhì)化學(xué)鍵合可以改進(jìn)二氧化硅-彈性體的相互作用。偶聯(lián)劑例如Si-69在彈性體和二氧化硅之間形成化學(xué)鍵，由此將二氧化硅偶聯(lián)到彈性體上。當(dāng)將二氧化硅化學(xué)偶聯(lián)到彈性體上時(shí)，增強(qiáng)了所得彈性體組合物的某些性能特性。當(dāng)將這樣的彈體配混料加入進(jìn)車輛輪胎中時(shí)，該彈體配混料提供了改進(jìn)的滯后平衡。然而，含有二氧化硅作為基本補(bǔ)強(qiáng)劑的彈性體配混料顯示出低的導(dǎo)熱性、高的電阻率、高的密度和差的加工性。當(dāng)在彈性組合物中僅用炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)，它沒有化學(xué)偶聯(lián)到彈性體上，但炭黑表面提供了很多用于與彈性體相互作用的部位。盡管與炭黑一起使用偶聯(lián)劑可以給彈性組合物提供某些性能上的改進(jìn)，但該改進(jìn)不能與當(dāng)與二氧化硅一起使用偶聯(lián)劑時(shí)得到的相比。發(fā)明概述本發(fā)明涉及制備含至少一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法。在該方法中，對于兩段原料注入系統(tǒng)，把第一原料加入多段反應(yīng)器的第一段。第一原料包括炭黑生成原料、含硅化合物或其混合物。該方法也包括在第一段的下游位置把第二原料加入反應(yīng)器中的步驟。第二原料包括炭黑生成原料、含硅化合物或其混合物，應(yīng)理解如果第一原料只含有炭黑生成原料(沒有含硅化合物)的話，第二原料則含有炭黑生成原料和含硅化合物的混合物或只含有含硅化合物。至少一種原料(第一原料或第二原料)含至少一種炭黑生成原料，至少一種原料(第一原料或第二原料)含有含硅化合物。然而，該段數(shù)可以是任何數(shù)但必須至少是二。維持多段反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含硅化合物并熱解炭黑生成原料。本發(fā)明還涉及制備含一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法，其中使用至少有三段的多段反應(yīng)器來把原料加入到反應(yīng)器中。第二和第三段以及任何其它的段位于第一段的下游。加入各段的原料每一種包括炭黑生成原料、含硅化合物或其混合物。各段中至少一段含一種炭黑生成原料，至少一段含有含硅化合物。維持多段反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含硅化合物并熱解炭黑生成原料。本發(fā)明的聚集體優(yōu)選具有粗糙表面，其由聚集體的BET(N2)表面積和t-表面積之差來測定。HF(氫氟酸)處理時(shí)，優(yōu)選提高聚集體的BET(N2)表面積和t-表面積。HF處理后，DCP(圓盤離心爆光學(xué)沉淀儀)測定的聚集體的尺寸通常可減少，并且一些量的二氧化硅仍保持在該聚集體上。在500℃空氣中熱處理后仍保持的二氧化硅優(yōu)選具有高的表面積。本發(fā)明還涉及制備含一種碳相和含金屬物質(zhì)相的聚集體的方法，其中使用至少有三段的多段反應(yīng)器來把原料加入到反應(yīng)器中。第二以及任何其它的段位于第一段的下游。加入各段的原料每一種包括炭黑生成原料、含金屬化合物或其混合物。一種或多種原料進(jìn)一步非必要地包括含硅化合物。各段中至少一段含一種炭黑生成原料，至少一段含有含金屬化合物。維持反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含金屬化合物并熱解炭黑生成原料。上述方法制備的聚集體可加入到彈性組合物中。與不含一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的彈性組合物相比，這些組合物可改善抗?jié)窕院蜐L動(dòng)阻力。應(yīng)懂得前面的一般介紹和下面的詳細(xì)介紹只是舉例和說明性的，下面如權(quán)利要求所述的將對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)部分列在下面的說明書中、部分通過說明書可以是顯而易見的，或通過實(shí)施可得知。通過下面的說明書和權(quán)利要求書可認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。作為本說明書一部分的本發(fā)明的實(shí)施方案，并和說明書一起來解釋本發(fā)明。附圖簡述該圖是可用于生產(chǎn)本發(fā)明聚集體的一類多段反應(yīng)器的部分示意圖。發(fā)明詳述本發(fā)明的實(shí)施方案涉及制備含一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法。除了制備含一種碳相和含硅相的聚集體外，本發(fā)明方法也可非必要地制備炭黑和/或二氧化硅。為了本發(fā)明的目的，定義含一種碳相和含硅物質(zhì)相并由本發(fā)明的方法制備的聚集體可稱為硅處理的發(fā)黑。含一種碳相和含硅物質(zhì)的聚集體中，含硅物質(zhì)包括但不限于硅的氧化物和碳化物，它可以分布在炭黑聚集體的至少一部分中并作為也含有碳相的該聚集體的固有部分。換句話說，硅處理的炭黑或聚集體不代表分離的炭黑聚集體和分離的二氧化硅聚集體的混合物。相反地，本發(fā)明的硅處理的炭黑聚集體在炭黑聚集體的表面或其中包括至少一部分含硅區(qū)域。是本發(fā)明聚集體一部分的該含硅物質(zhì)不象硅烷偶聯(lián)劑連接到炭黑聚集體上，而實(shí)際如碳相一樣為聚集體的一部分。U.S.專利申請?zhí)?8/446,141(1995年5月22日提交，現(xiàn)已授權(quán))；08/446,142(1995年5月22日提交)；和08/750,016(1996年11月22日提交，其PCT的申請WO96/37547的國家階段申請)，所有這些文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全文引入本文作為參考。當(dāng)在STEM-EDX下檢查該硅處理的炭黑時(shí)，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)于含硅物質(zhì)的硅信號(hào)存在于各個(gè)炭黑聚集體中。例如，與二氧化硅和炭黑的物理混合物相比，在STEM-EDX檢查發(fā)現(xiàn)明顯分離的二氧化硅和炭黑聚集體。當(dāng)本發(fā)明的聚集體加入到彈性組合物中時(shí)，優(yōu)選由本發(fā)明方法制備的聚集體使得彈性組合物中的抗?jié)窕院蜐L動(dòng)阻力得以改善。至于本發(fā)明的方法，可以通過在一種或多種可揮發(fā)的和/或可分解的含硅配混料存在下制備炭黑或形成(即碳相)來得到聚集體或硅處理的炭黑。優(yōu)選在如圖所述的組合式(modular)或“分級”的爐法反應(yīng)器中來生產(chǎn)這樣的炭黑。該爐或反應(yīng)器優(yōu)選具有一個(gè)以上的段或原料進(jìn)入點(diǎn)。如圖所示，該爐法反應(yīng)器包括具有收縮直徑區(qū)2的燃燒區(qū)1；具有限定直徑3的原料注射區(qū)；和反應(yīng)區(qū)4。為了用上述反應(yīng)器生產(chǎn)聚集體或硅處理炭黑，通過將液體或氣體燃料與合適的氧化劑流例如空氣，氧氣，或空氣和氧氣的混合物接觸，來在燃燒區(qū)生成熱燃燒氣。在適用于在燃燒區(qū)1與氧化劑流接觸從而生成熱燃燒氣的燃料中，包括任何容易燃燒的氣體，蒸氣或液體流，例如天然氣，氫，甲烷，乙炔，醇，或酮。然而，一般優(yōu)選使用具有高含量含碳組份的燃料，和特別地，使用烴類?？諝馀c燃料之比隨使用燃料的類型而變化。當(dāng)使用天然氣生產(chǎn)本發(fā)明炭黑時(shí)，空氣與燃料之比可以為約10∶1-約1000∶1。為了便于生成熱燃燒氣，可以將該氧化劑流預(yù)熱。US3,952,087和3,725,103的全部內(nèi)容作為參考引入，其描述了炭黑生成原料、反應(yīng)器起動(dòng)和條件。熱燃燒氣流從區(qū)域1和2向下游流動(dòng)進(jìn)入?yún)^(qū)域3和4。在圖中用箭頭說明了熱燃燒氣的流動(dòng)方向。在位置6將第一原料加入并在進(jìn)入點(diǎn)9加進(jìn)原料注射區(qū)3。在這個(gè)實(shí)施方案中，把原料加入或噴入向下游流動(dòng)的熱燃燒氣體的操作流中。圖中示出了用于加入原料的進(jìn)入點(diǎn)9和10，原料可在反應(yīng)器的任一點(diǎn)加入，只要在驟冷置前對硅處理炭黑的形成有充分的溫度和停留時(shí)間就行。通過為油在該氣體流中最佳分布而設(shè)計(jì)的噴嘴將原料注射進(jìn)該氣體流。這樣的噴嘴可以是單流體或雙流體的。雙流體噴嘴可以使用液流或空氣從而使燃料霧化。單流體噴嘴可以被加壓霧化或?qū)⒃现苯幼⑸溥M(jìn)該氣體流。在后者的情況下，由該氣體流的力發(fā)生霧化。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一原料包括炭黑生成原料、含硅化合物和其混合物。另外，第一原料以及下面所述的所有原料可還包括其它的通常用來制備常規(guī)炭黑的材料或組合物。一種或多種原料可包括含硼化合物。在第一原料加入到反應(yīng)器的原料噴射區(qū)3處的下游，加入第二原料，如從位置7加入到原料噴射區(qū)3。第二原料可從例如進(jìn)口10進(jìn)入原料噴射區(qū)。第二原料和后繼的原料優(yōu)選加入到實(shí)質(zhì)上的反應(yīng)區(qū)域，該區(qū)域是早期原料主要反應(yīng)以形成聚集體的地方。第二原料包括炭黑生成原料、含硅化合物和其混合物。在第一原料中，其它附加的化合物或材料也可作為原料的一部分。另外，第一原料和第一原料可相同或不同。當(dāng)使用兩段反應(yīng)器時(shí)，為了本發(fā)明的目的，如果第一原料含有炭黑生成原料(沒有含硅化合物)的話，第二原料則含有炭黑生成原料和含硅化合物的混合物或只含有含硅化合物。換句話說，一種或兩種原料可含炭黑生成原料，至少一種原料另外含有含硅化合物。另外，可通過其它的進(jìn)口把附加的原料加入到原料噴射區(qū)，這些進(jìn)口可位于第一原料和第二原料的第一和/或第二進(jìn)口的下游。如果必要，可改變反應(yīng)器以加長原料噴射區(qū)，來配置附加的進(jìn)口。為了本發(fā)明的使用兩段反應(yīng)器來制備包括碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的目的，至少一種原料必須包括炭黑生成原料，至少一種原料必須包括含硅原料。因此并僅作為一個(gè)例子，第一原料可含有炭黑生成原料和含硅化合物的混合物，而第二原料也可含有炭黑生成原料和含硅化合物的混合物或只含有含硅化合物。第一原料和第二原料可都包括炭黑生成原料，第二原料也可包括含硅化合物。因此，只要在相同或不同的原料中存在碳黑生成原料和含硅化合物，就可在兩段法中使用原料的任何組合。如前所述，當(dāng)?shù)谝辉虾刑亢谏稍?沒有含硅化合物)時(shí)，第二原料則含有炭黑生成原料和含硅化合物的混合物或只含有含硅化合物。優(yōu)選第一原料包括炭黑生成原料并且用在該方法中炭黑生成原料的總重量的至少約5％存在于第一原料中。更優(yōu)選，約10％重量-約100％重量，最優(yōu)選約40％重量-100％重量存在于第一原料中，以用在該方法中炭黑生成原料的總重量計(jì)。在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案中，可使用多段反應(yīng)器來制備聚集體或硅處理的炭黑，其中該反應(yīng)器具有至少三段來把原料加入到反應(yīng)器中。第二和第三段以及任何其它的段位于第一段的下游。如前所述，只要在驟冷前有足夠的溫度和停留時(shí)間用于硅處理炭黑的形成，這些段可位于下游的任何位置。加入各段的原料每一種包括炭黑生成原料、含硅化合物和其混合物。各段中至少一段含一種炭黑生成原料，至少一段(可同于含炭黑生成原料的段)含有含硅化合物。維持多段反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含硅化合物并熱解炭黑生成原料。參照附圖，形成炭黑的原料和熱燃燒氣的混合物向下游流動(dòng)通過區(qū)域3和4。在反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)部分，一部分含炭黑生成原料的原料被熱解成炭黑，來形成該聚集體的炭黑。包括含硅化合物的原料揮發(fā)或分解，并優(yōu)選與該區(qū)域的其它物質(zhì)反應(yīng)并形成含硅物質(zhì)相。在反應(yīng)器中存在炭黑生成原料和含硅化合物使得聚集體含有碳相和含硅物質(zhì)相。含硅物質(zhì)是聚集體固有部分并如碳相一樣為聚集體的一部分。含硅物質(zhì)的一個(gè)例子是二氧化硅。除了可揮發(fā)化合物外，不必是可揮發(fā)的可分解化合物也可用于形成本發(fā)明聚集體的含硅物質(zhì)相。如前所述，除了形成包括碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體外，另外可形成炭黑和/或二氧化硅。在反應(yīng)器的驟冷區(qū)該反應(yīng)被中止。驟冷區(qū)8位于反應(yīng)區(qū)的下游，并且將驟冷流，通常是水噴霧進(jìn)新形成聚集體或硅處理炭黑和可能存在的任何炭黑和/或二氧化硅的液流中。驟冷起冷卻聚集體或炭黑顆粒，降低氣流溫度，和降低反應(yīng)速度的作用。Q是從反應(yīng)區(qū)4開始到驟冷位置8的距離，并且它根據(jù)驟冷的位置而變化。任選地，驟冷可以分階段進(jìn)行，或可以在反應(yīng)器中的幾個(gè)位置進(jìn)行。將聚集體或顆粒驟冷后，冷卻氣體和聚集體向下游通過進(jìn)入任何常規(guī)冷卻和分離裝置，由此回收炭黑。通過常規(guī)的裝置例如沉淀器，旋風(fēng)分離器，袋濾器，或其他本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的裝置可以容易地實(shí)現(xiàn)從該氣體流中分離聚集體和共同生成的炭黑和/或二氧化。從該氣體流中分離聚集體后，任選地進(jìn)行造粒步驟。有用的可揮發(fā)含硅化合物包括任何在炭黑反應(yīng)器溫度下可揮發(fā)的化合物。例子包括，但不限于硅酸酯，例如四乙氧基原硅酸酯(TEOS)和四甲氧基原硅酸酯；硅烷，例如烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷和芳基烷氧基硅烷，如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二乙基丙基乙氧基硅烷，鹵代有機(jī)硅烷，如四氯硅烷、三氯甲基硅烷、二甲基-二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基乙基二氯硅烷、二甲基乙基氯硅烷、二甲基乙基溴硅烷、硅油、聚硅氧烷和環(huán)狀聚硅氧烷例如八甲基環(huán)四硅氧烷(OMTS)，十甲基環(huán)戊硅氧烷、十二甲基環(huán)己硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氧烷、硅氮烷如六甲基二硅氮烷。除了可揮發(fā)化合物外，不必是可揮發(fā)的可分解化合物也可用于形成硅處理炭黑?？墒褂玫暮杌衔锪性凇癊ncyclopediaofScienceandEngineering”，Vol.15，第二版，第204-308頁，和UK專利申請2296915中，上述文獻(xiàn)引入本文作為參考?？筛鋼]發(fā)性和/或可分解性很容易測定這些化合物的用途。優(yōu)選低分子量的含硅化合物?？蓳]發(fā)化合物的流速確定二氧化硅在硅處理炭黑中的百分含量。通常，如果可揮發(fā)配混料與原料基本上同時(shí)加入，那么含硅物質(zhì)相分布在整個(gè)炭黑聚集體中。如果在炭黑形成過程已經(jīng)開始(即在炭黑形成過程中)但該反應(yīng)流還沒有進(jìn)行驟冷之前的位置將硅化合物加入到反應(yīng)區(qū)中，則含硅物質(zhì)相基本上存在于或靠近于聚集體的表面，但仍如碳相一樣為聚集體的一部分。通常，本發(fā)明的多相聚集體可以呈非聚集體狀即飛揚(yáng)狀或呈聚集體狀加以使用?？捎帽绢I(lǐng)域已知的濕法或干法來聚集該多相的聚集體。在濕聚集過程中，可把不同種類的成粒劑(如粘合劑等)加入到成粒水中，參見如WO96/29710，其引入本文作為參考。另外，成粒之前或之后，可把偶聯(lián)劑粘附到該聚集體上，如在U.S.專利申請08/850,145中所述的，其引入本文作為參考。本發(fā)明的聚集體的特征可在于一種或多種如下性能。例如，該聚集體可有一個(gè)粗糙表面，其特征在于BET(N2)表面積和t-表面積之差為約2-約100m2/g。對于t-表面積高于100m2/g的聚集體，BET(N2)表面積和t-表面積之差優(yōu)選為約10-約50m2/g。HF處理的表面粗糙度的特征在于BET(N2)表面積和t-表面積之差通常為約1-約50m2/g，優(yōu)選約5-約40m2/g。HF處理后，該聚集體仍具有粗糙表面。HF處理的聚集體的表面粗糙度的特征在于HF處理之后和之前該聚集體的BET(N2)表面積之差與沒用HF處理的原始聚集體的硅含量(重量百分?jǐn)?shù))之比。優(yōu)選該比例為約0.1-約10，更優(yōu)選約0.5-約5。與沒用處理的聚集體相比，HF處理后由DCP測定的重均聚集體的尺寸通常減少了約5％-40％。HF處理后，顯著量的二氧化硅可仍留在該聚集體中。仍保留的二氧化硅灰粉含量優(yōu)選為約0.05％-約1％，以HF處理的樣品重量計(jì)。聚集體中的二氧化硅灰粉含量包括來自含硅化合物和不來自任何炭黑生成原料的二氧化硅灰粉?？諝庵?00℃熱處理后制得的聚集體的二氧化硅灰粉的BET(N2)表面積通常約200m2/g-約1000m2/g，優(yōu)選約200m2/g-約700m2/g。如前所述，可以有各種性能的任意組合，該聚集體可具有這些性能的一種、兩種、三種、四種、五種、或所有性能。另外，所有這些聚集體通?？珊屑s0.1-約5％重量的硫和/或氮，以該聚集體的重量計(jì)。硅處理炭黑中硅的重量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選為該聚集體重量的約0.1％-約25％，更優(yōu)選約0.5％-約10％，最優(yōu)選約4％-約10％或約8％-約15％。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，只要達(dá)到可接受的性能，優(yōu)選使用較少的硅從而減少制備該聚集體的成本。已發(fā)現(xiàn)向炭黑反應(yīng)器中噴入含硅化合物可提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)(如CDBP)。優(yōu)選稀釋劑也可存在于包括含硅化物的任何原料中。該稀釋劑可以是可揮發(fā)和/或可分解的，因?yàn)樵撓♂寗﹥?yōu)選與含硅化合物一起噴入反應(yīng)器中。該稀釋劑也可作為炭黑生成原料。例如，該稀釋劑可包括作為炭黑生成原料以及稀釋劑的醇或混合物。該稀釋劑優(yōu)選可提高原料的質(zhì)量流速，其中該稀釋劑包含在反應(yīng)器中和/或可在加入包括稀釋劑的原料處降低反應(yīng)器的溫度。較低的溫度有助于二氧化硅區(qū)域聚集地更細(xì)和更多。該稀釋劑保包括液體和/或氣體，并優(yōu)選與含硅化合物混溶，雖然這不是必須的。稀釋劑的其它例子是水和水基溶液。稀釋劑可以是任何量并且優(yōu)選在原料的加入點(diǎn)增加原料的質(zhì)量流速和/或降低反應(yīng)器的溫度。稀釋劑也可包括在不含任何含硅化合物的原料中，或可在各在各段中加入。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，含炭相和含金屬物質(zhì)相的聚集體也可用多段反應(yīng)器來制備，其中該反應(yīng)器具有至少兩段來把原料加入到反應(yīng)器中。第二和任何其它段位于第一段的下游。加入各段的原料每一種包括炭黑生成原料、含金屬化合物或其混合物。至少一種原料含一種炭黑生成原料，至少一種原料(可同于含炭黑生成原料的段)含有含金屬化合物。另外，任何一種原料還含含硅化合物和/或含硼化合物。維持多段反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含金屬化合物并形成炭黑(即熱解炭黑生成原料)。如另外存在任何含硅化合物或含硼化合物，也應(yīng)維持多段反應(yīng)器在足夠的溫度以分解含硼化合物或含硼化合物。由該法形成的聚集體也可認(rèn)為是金屬處理炭黑或金屬處理炭黑聚集體。本發(fā)明金屬處理的炭黑包括濃縮在炭黑聚集體的表面或附近(但仍構(gòu)成聚集體的一部分)或在聚集體內(nèi)部的至少一個(gè)含金屬區(qū)域。因此，該金屬處理炭黑含有至少兩個(gè)相，其中一個(gè)為碳相、另一個(gè)為含金屬物質(zhì)的相。包括于聚集體中的含金屬物質(zhì)的相不象硅烷偶聯(lián)劑連接到炭黑聚集體上或涂于預(yù)形成的聚集體上，而實(shí)際如碳相一樣為聚集體的一部分。另外，在原料中使用一種以上金屬化合物類型也在本發(fā)明的范圍。如果在原料中使用含有一種以上含金屬化合物類型，則可形成包括碳相和兩種或兩種以上的不同種類的含金屬物質(zhì)相的聚集體。另外，如果在一種原料中含有含硅化合物，則可形成含硅化合物相作為包括碳相和含金屬物質(zhì)相的聚集體的一部分。另外，含硼化合物也可含在原料中，如果有的話，將形成含硼化合物相作為包括碳相和含金屬物質(zhì)相的聚集體的一部分。因此，由該法制備的金屬處理炭黑可具有兩種或兩種以上的不同種類的含金屬物質(zhì)相和/或另外的非金屬物質(zhì)相。用來制備包括碳相和含硅化合物相的聚集體的方法實(shí)質(zhì)上可用來制備包括碳相和含金屬化合物相的聚集體。除了制備包括碳相和含金屬化合物相的聚集體外，本發(fā)明方法還可以制備炭黑和/或金屬氧化物。可以認(rèn)為在形成包括碳相和含金屬化合物相的聚集體方法的同時(shí)作為副產(chǎn)物任選形成一種或多種金屬氧化物和/或炭黑，并當(dāng)加入彈性組合物中時(shí)提供了其它的益處。含金屬的物質(zhì)包括含鋁、鋅、鎂、鈣、鈦、釩、鈷、鎳、鋯、錫、銻、鉻、釹、鉛、碲、鋇、銫、鐵和鉬的化合物。優(yōu)選該含金屬的物質(zhì)相是含鋁或鋅物質(zhì)的相。該含金屬的物質(zhì)的相包括、但不限于金屬的氧化物。有用的可揮發(fā)化合物(即含金屬化合物)包括任何在炭黑反應(yīng)器溫度下可揮發(fā)的化合物。例子包括可揮發(fā)或可分解的含鋁、鋅、鎂、鈣、鈦、釩、鈷、鎳、鋯、錫、銻、鉻、釹、鉛、碲、鋇、銫、鐵和鉬的化合物。具體的例子包括但不限于丁醇鹽，如正丁醇鋁III和仲丁醇鋁III，和丙醇鹽，如異丙醇鋁III。適宜的含鋅化合物的例子包括但不限于萘酸鋅和辛酸鋅。其它的例子包括但不限于乙醇鎂、異丙醇鎂、丙醇鎂、丙醇鈣、異丙醇鈦、萘酸鈷、二乙醇錫、草酸釹等。該可揮發(fā)配混料的流量確定了在該金屬處理的炭黑中的金屬重量百分比。在該金屬處理的炭黑中的金屬元素(例如鋁或鋅)重量百分比應(yīng)該在約0.1-25％的范圍，但可調(diào)節(jié)至任何所要的量，如為聚集體的最高達(dá)50重量％，大于50重量％，或最高達(dá)99重量％。除可揮發(fā)化合物外，不必是可揮發(fā)的可分解的含金屬化合物也可用來產(chǎn)生該金屬處理的炭黑。由本發(fā)明方法制備的聚集體可摻入彈體配混料可以另外地與一種或多種偶聯(lián)劑配混以便進(jìn)一步增強(qiáng)該彈體配混料的性質(zhì)。如在本文中所使用的，偶聯(lián)劑包括，但不限于能夠?qū)⑻盍侠缣亢诨蚨趸枧悸?lián)到彈性體上的配混料。將二氧化硅或炭黑偶聯(lián)到彈性體上是有用的偶聯(lián)劑預(yù)計(jì)對硅處理的炭黑也是有用的。有用的偶聯(lián)劑包括，但不限于硅烷偶聯(lián)劑，例如雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(Si-69)、3-硫氰氧基丙基-三乙氧基甲硅烷(從DegussaAG得到的Si-264得到)、γ-巰基丙基-三甲氧基硅烷(從UnionCarbideCorp.Danbury，Conneticut得到的A189)；鋯酸鹽偶聯(lián)劑，例如二新鏈烷醇基二(3-巰基)丙酸基-O鋯(從KenrichPetrochemicals，Inc.，ofBayonne，NewJersey得到的NZ66A)；鈦酸鹽偶聯(lián)劑；硝基偶聯(lián)劑，例如N，N’-雙(2-甲基-2-硝基丙基)-1，6-二氨基己烷(從SumitomoChemicalCo.，Janpa得到Sumifine1162)；和上述的任意混合物。偶聯(lián)劑可以作為與合適載體一起的混合物提供，這些載體是例如可從DegussaAG得到的X50-S、Si-69和N330炭黑的混合物。摻入到本發(fā)明彈體配混料中的硅處理的炭黑可以被氧化和/或與偶聯(lián)劑結(jié)合。合適的氧化劑包括，但不限于硝酸和臭氧?？梢耘c氧化的炭黑一起使用的偶聯(lián)劑包括，但不限于上述的任一偶聯(lián)劑。本發(fā)明的硅處理的炭黑還可以含有連接上的有機(jī)基團(tuán)。一種將有機(jī)基團(tuán)連接在炭黑上的方法包括在沒有外部施加足以還原該重氮鹽的電流下將至少一種重氮鹽與炭黑反應(yīng)。即在沒有足以還原該重氮鹽的外部電子源下進(jìn)行重氮鹽和炭黑之間的反應(yīng)。在本發(fā)明的方法中可以使用不同重氮鹽的混合物。可以在各種反應(yīng)條件下和在任何類型的反應(yīng)介質(zhì)(包括質(zhì)子傳遞和非質(zhì)子傳遞溶劑體系或漿液中)進(jìn)行該方法。在另一個(gè)方法中，至少一種重氮鹽與炭黑在質(zhì)子傳遞反應(yīng)介質(zhì)中反應(yīng)。在本發(fā)明的該方法中可以使用不同重氮鹽的混合物。該方法也可以在各種反應(yīng)條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，在這兩個(gè)方法中，該重氮鹽是就地形成的。如果需要，在任何一個(gè)方法中，用本領(lǐng)域已知的方法可以將該炭黑產(chǎn)物分離和干燥。此外，用已知的技術(shù)可以處理得到的炭黑產(chǎn)物以便除去雜質(zhì)。下面討論這些方法的各種優(yōu)選實(shí)施方案。這些方法可以在各種條件下進(jìn)行并且通常并不限于任何特定的條件。該反應(yīng)條件必須是這樣的，它使得特定的重氮鹽足以穩(wěn)定到讓其與炭黑反應(yīng)。因此，可以在其中重氮鹽是短時(shí)間存在的條件下進(jìn)行這些方法。例如，重氮鹽和炭黑之間的反應(yīng)在寬范圍的pH和溫度下發(fā)生。這些方法可以在酸性、中性、和堿性pH下進(jìn)行。優(yōu)選地，pH在約1-9的范圍。反應(yīng)溫度優(yōu)選在0-100℃范圍。如本領(lǐng)域已知的，重氮鹽可以通過例如伯胺與亞硝酸水溶液的反應(yīng)來形成。重氮鹽和其制備方法的一般性討論在Morrison和Boyd，OrganicChemistry(有機(jī)化學(xué))，5thEd.，pp.973-983，(allynandBacon，Inc.1987)和March，AdvancedOrganicChemistryReactions，MechanismsandStructures(高級有機(jī)化學(xué)反應(yīng)、機(jī)理和結(jié)構(gòu))，4thEd.，(wiley，1992)中可以找到。按照本發(fā)明，重氮鹽是具有一個(gè)或多個(gè)重氮基團(tuán)的有機(jī)配混料。重氮鹽可以在與硅處理的炭黑反應(yīng)前制備，或更優(yōu)選地可以使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)就地生成。就地生成也允許使用不穩(wěn)定的重氮鹽，例如烷基重氮鹽并避免不需要的重氮鹽的處理和控制。在特別優(yōu)選的方法中，亞硝酸和重氮鹽均是就地反應(yīng)的。如本領(lǐng)域已知的，重氮鹽可以通過將伯胺、亞硝酸鹽和酸反應(yīng)來形成。亞硝酸鹽可以是任何金屬亞硝酸鹽，優(yōu)選亞硝酸鋰、亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、或亞硝酸鋅，或任何有機(jī)亞硝酸鹽，例如異戊基亞硝酸鹽或乙基亞硝酸鹽。酸可以是在形成重氮鹽中有效的任何酸、有機(jī)酸或無機(jī)酸。優(yōu)選的酸包括硝酸HNO3，鹽酸HCl，和硫酸H2SO4。重氮鹽也可以通過將伯胺與二氧化氮水溶液反應(yīng)來形成。該二氧化氮水溶液NO2/H2O提供了形成重氮鹽所需要的亞硝酸。與其它方法相比，在過量HCl存在下形成重氮鹽是較不優(yōu)選的，因?yàn)镠Cl腐蝕不銹鋼。用NO2/H2O形成重氮鹽具有另外的優(yōu)點(diǎn)，它對不銹鋼或其它通常用于反應(yīng)容器的金屬有較小的腐蝕性。使用H2SO4/NaNO2或HNO3/NaNO2形成重氮鹽也是相對無腐蝕的。通常，從伯胺、亞硝酸鹽和酸反應(yīng)來形成重氮鹽，以所用胺的量計(jì)，需要2當(dāng)量的酸。在就地方法中，可以使用1當(dāng)量的酸形成重氮鹽。當(dāng)伯胺含有強(qiáng)酸基團(tuán)時(shí)，可以不需要加入另外的酸。該酸基團(tuán)或該伯胺的基團(tuán)可以提供1個(gè)或2個(gè)所需當(dāng)量的酸。當(dāng)伯胺含有強(qiáng)酸基團(tuán)時(shí)，優(yōu)選地，不將另外的酸，或?qū)⒆罡哌_(dá)1當(dāng)量另外的酸加入到本發(fā)明的方法中以便就地形成重氮鹽?？梢允褂寐晕⑦^量的另外的酸。這種伯胺的一個(gè)例子是對-氨基苯磺酸(磺胺酸)。通常，重氮鹽是熱不穩(wěn)定的。一般在低溫(例如0-5℃)溶液中制備它們并且該鹽不分離就加以使用。某些重氮鹽的熱溶液可以釋放出氮并在酸性介質(zhì)中形成相應(yīng)的醇或在堿性介質(zhì)中形成有機(jī)自由基。然而，僅需要該重氮鹽足以穩(wěn)定到讓其與炭黑反應(yīng)。因此，可以用某些在其它情況下被認(rèn)為是不穩(wěn)定的和分解的重氮鹽來實(shí)施這些方法。一些分解過程可以與炭黑和重氮鹽之間的反應(yīng)競爭并可以降低連接在炭黑上有機(jī)基團(tuán)的總數(shù)。另外，可以在很多重氮鹽易于分解的升高的溫度下進(jìn)行該反應(yīng)。升高溫度也可以有利于增加重氮鹽在反應(yīng)介質(zhì)中的溶解度且在該過程中改進(jìn)其操作。然而，由于其它的分解過程，升高溫度可以導(dǎo)致一些重氮鹽的損失?？梢詫⒃噭┘尤氲教亢谠诜磻?yīng)介質(zhì)(例如水)中的懸浮液中以便形成重氮鹽。因此，待用的炭黑懸浮液可以已經(jīng)含有一種或多種形成重氮鹽的試劑并通過加入剩余的試劑完成該過程。形成重氮鹽的反應(yīng)與很多通常在有機(jī)配混料中發(fā)現(xiàn)的官能團(tuán)是一致的。因此，僅是用于與炭黑反應(yīng)的重氮鹽的可得到性限制了本發(fā)明方法。這些方法可以在任何允許重氮鹽和炭黑之間反應(yīng)進(jìn)行的反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行。優(yōu)選地，該反應(yīng)介質(zhì)是溶劑基的體系。該溶劑可以是質(zhì)子傳遞溶劑、非質(zhì)子傳遞溶劑、或這些溶劑的混合物。質(zhì)子傳遞溶劑是含有連接于氧或氮上的氫并因此具有足夠的酸性以便形成氫鍵的溶劑，象水或甲醇。非質(zhì)子傳遞溶劑是不含有上面定義的酸性氫的溶劑。非質(zhì)子傳遞溶劑包括例如溶劑如己烷、四氫呋喃(THF)、乙腈、和苯基腈。對于質(zhì)子傳遞和非質(zhì)子傳遞溶劑見Morrison和Boyd的OrganicChemistry(有機(jī)化學(xué))，5thEd.，pp.228-231，(allynandBacon，Inc.1987)。這些方法優(yōu)選在質(zhì)子傳遞反應(yīng)介質(zhì)中，即在單獨(dú)的質(zhì)子傳遞溶劑或含有至少一種質(zhì)子傳遞溶劑的溶劑混合物中進(jìn)行。優(yōu)選的質(zhì)子傳遞介質(zhì)包括，但不限于水、含有水和其它溶劑的含水介質(zhì)、醇、和任何含醇的介質(zhì)、或上述介質(zhì)的混合物。重氮鹽和炭黑之間的反應(yīng)可以用任何類型的炭黑例如飛揚(yáng)性或顆粒形式的炭黑來進(jìn)行。在一個(gè)設(shè)計(jì)為降低生產(chǎn)成本的實(shí)施方案中，該反應(yīng)在形成炭黑顆粒的過程中進(jìn)行。例如，可以在干燥鼓中通過將重氮鹽的溶液或漿液噴霧到炭黑上制備炭黑產(chǎn)品。另外，可以通過在含有重氮鹽或就地形成重氮鹽試劑的溶劑體系(例如水)存在下對炭黑進(jìn)行造粒，來制備炭黑產(chǎn)品。含水溶劑體系是優(yōu)選的。因此，另一個(gè)實(shí)施方案提供了形成顆粒炭黑的方法，包括這些步驟將炭黑和重氮鹽的含水漿液或溶液加入到造粒機(jī)中，使重氮鹽與炭黑反應(yīng)從而將有機(jī)基團(tuán)連接到該炭黑上，和將所得的連接上有機(jī)基團(tuán)的炭黑造粒。然后用常規(guī)工藝干燥已造粒的炭黑產(chǎn)品。通常，該方法產(chǎn)生無機(jī)副產(chǎn)物，例如鹽。在某些最終用途(例如下面討論的那些)中，這些副產(chǎn)物可能是不希望要的。幾種生產(chǎn)沒有不希望要的無機(jī)副產(chǎn)物炭黑的可能方法如下第一，在使用前通過使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)方法除去不希望要的無機(jī)副產(chǎn)物純化該重氮鹽。第二，用有機(jī)亞硝酸鹽而不是無機(jī)鹽作為形成相應(yīng)醇的重氮鹽試劑形成該重氮鹽。第三，當(dāng)從具有酸基團(tuán)的漿液和含水NO2形成重氮鹽時(shí)，沒有無機(jī)鹽形成。其它方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。除了無機(jī)鹽副產(chǎn)物外，該方法也可能產(chǎn)生有機(jī)副產(chǎn)物。它們可以通過例如用有機(jī)溶劑萃取除去。其它得到?jīng)]有不需要有機(jī)副產(chǎn)物產(chǎn)品的方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，并且包括用反滲透洗滌或除去離子。重氮鹽和硅處理的炭黑之間的反應(yīng)形成具有連接于炭黑上有機(jī)基團(tuán)的硅處理炭黑。該重氮鹽可以含有要被連接在硅處理炭黑上的有機(jī)基團(tuán)。通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法也可以生產(chǎn)該炭黑產(chǎn)品。該有機(jī)基團(tuán)可以是脂族基團(tuán)、環(huán)狀有機(jī)基團(tuán)、或具有脂族部分和環(huán)狀部分的有機(jī)配混料。如上所討論的，在該方法中使用的重氮鹽可以是從含有一個(gè)這些基團(tuán)并能夠形成重氮鹽(甚至是不穩(wěn)定的)的伯胺衍生的。該有機(jī)基團(tuán)可以是取代或未取代的，支鏈或非支鏈的。脂族基團(tuán)包括例如，從烷、烯、醇、醚、醛、酮、羧酸、和碳水配混料衍生的基團(tuán)。環(huán)狀有機(jī)基團(tuán)包括，但不限于脂環(huán)烴基團(tuán)(例如環(huán)烷基、環(huán)烯基)、雜環(huán)烴基團(tuán)(例如吡咯烷基、吡咯啉基、哌啶基、嗎啉基等)、芳香基團(tuán)(例如苯基、萘基、蒽基等)、和雜芳基團(tuán)(咪唑基、吡唑基、吡啶基、噻吩基、噻唑基、呋喃基、吲哚基等)。隨著取代有機(jī)基團(tuán)的位阻增大，可以減少由重氮鹽和炭黑之間反應(yīng)而連接在炭黑上的有機(jī)基團(tuán)的數(shù)。當(dāng)有機(jī)基團(tuán)被取代時(shí)，它可以含有與形成重氮鹽一致的任何官能團(tuán)。優(yōu)選的官能團(tuán)包括，但不限于R，OR，COR，COOR，OCOR，羧酸鹽例如COOLi，COONa，COOK，COO-NR4+，鹵素，CN，NR2，SO3H，磺酸鹽例如SO3Li，SO3Na，SO3K，SO3-NR4+，OSO3H，OSO3+鹽，NR(COR)，CONR2，NO2，PO3H2，膦酸鹽例如PO3HNa和PO3Na2，磷酸鹽例如OPO3HNa和OPO3Na2，N＝NR，NR3+X-，PR3+X-，SkR，SSO3H，SSO3-鹽，SO2NRR1，SO2SR，SNRR’，SNQ，SO2NQ，CO2NQ，S-(1，4-哌嗪二基)-SR，2-(1，3-二噻烷基)，2-(1，3-二硫環(huán)戊基)，SOR，和SO2R。R和R’可以相同或不同，各自獨(dú)立地是氫、支鏈或非支鏈的C1-C20取代或未取代的、飽和或不飽和的烴，例如烷基、鏈烯基、鏈炔基，取代或未取代的芳基，取代或未取代的雜芳基，取代或未取代的烷基芳基，或取代或未取代的芳基烷基。整數(shù)k在1-8的范圍并且優(yōu)選2-4。陰離子X-是鹵化物或從礦物或有機(jī)酸衍生的陰離子。Q是(CH2)w，(CH2)xO(CH2)z，(CH2)xNR(CH2)z，或(CH2)xS(CH2)z，其中w是2-6的整數(shù)及x和z是1-6的整數(shù)。優(yōu)選的有機(jī)基團(tuán)是式AyAr-的芳香基團(tuán)，它相應(yīng)于AyArNH2的伯胺。在該式中，變量具有下面的意義Ar是芳香基團(tuán)，例如芳基或雜芳基。優(yōu)選地，Ar選自苯基、萘基、蒽基、苯基蒽基、聯(lián)苯基、吡啶基、苯并噻二唑基、和苯并噻唑基；A是在芳香基團(tuán)上的取代基，各自獨(dú)立地選自上述優(yōu)選的官能團(tuán)，或A是直鏈、支鏈或環(huán)狀烴基團(tuán)(優(yōu)選含有1-20個(gè)碳原子)，它是未取代的或用一種或多種這些官能團(tuán)取代；以及y在1到芳香基團(tuán)中-CH基團(tuán)的總數(shù)的范圍。例如，當(dāng)Ar是苯基時(shí)，y是1-5，當(dāng)Ar是萘基時(shí)，y是1-7，當(dāng)Ar是蒽基、苯基萘基、或聯(lián)苯基時(shí)，y是1-9，或當(dāng)Ar是吡啶基時(shí)，y是1-4。在上式中，R和R’的具體例子是NH2-C6H4-，CH2CH2-C6H4-NH2，CH2-C6H4-NH2和C6H5。另一組可以連接在炭黑上的優(yōu)選有機(jī)基團(tuán)是用離子或可離子化基團(tuán)作為官能團(tuán)取代的有機(jī)基團(tuán)?？呻x子化基團(tuán)是在所用介質(zhì)中能夠形成離子基團(tuán)的基團(tuán)。該離子基團(tuán)可以是陰離子基團(tuán)或陽離子基團(tuán)，而可離子化基團(tuán)可以形成陰離子或陽離子。形成陰離子的可離子化官能團(tuán)包括例如，酸性基團(tuán)或酸性基團(tuán)的鹽。因此，該有機(jī)基團(tuán)包括從有機(jī)酸衍生的基團(tuán)。優(yōu)選地，當(dāng)其含有形成陰離子的可離子化基團(tuán)時(shí)，這樣的有機(jī)基團(tuán)具有a)芳香基，和b)至少一個(gè)pKa小于11的酸性基團(tuán)，或至少一個(gè)pKa小于11的酸性基團(tuán)的鹽，或至少一個(gè)pKa小于11的酸性基團(tuán)和至少一個(gè)pKa小于11的酸性基團(tuán)的鹽的混合物。該酸性基團(tuán)的pKa表示作為整體而不僅僅是酸性取代基的有機(jī)基團(tuán)的pKa。更優(yōu)選地，該pKa小于10，和更優(yōu)選該pKa小于9。優(yōu)選地，該有機(jī)基團(tuán)的芳香基團(tuán)直接連接在炭黑上。該芳香基團(tuán)可以進(jìn)一步被取代例如用烷基取代，或是未取代的。更優(yōu)選地，該有機(jī)基團(tuán)是苯基或萘基，以及酸性基團(tuán)是磺酸、亞磺酸、膦酸、或羧酸基團(tuán)。這些酸性基團(tuán)和其鹽的例子在上面討論了。更優(yōu)選地，該有機(jī)基團(tuán)是取代或未取代的磺基苯基或其鹽；取代或未取代的(多磺基)苯基或其鹽；取代或未取代的磺基萘基或其鹽；取代或未取代的(多磺基)萘基或其鹽。優(yōu)選的取代磺基苯基是羥基磺基苯基或其鹽。具有形成陰離子的可離子化官能團(tuán)(和其相應(yīng)伯胺)的具體有機(jī)基團(tuán)是對磺基苯基(對-磺胺酸)，4-羥基-3-磺基苯基(2-羥基-5-氨基-苯磺酸)，和2-磺基乙基(2-氨基乙烷磺酸)。也可以使用其它具有形成陰離子的可離子化官能團(tuán)的其它有機(jī)基團(tuán)。胺代表形成陽離子的可離子化官能團(tuán)的例子。例如，胺在酸性介質(zhì)中可以被質(zhì)子化從而形成銨。優(yōu)選地，具有胺取代基的有機(jī)基團(tuán)的pKb小于5。季銨基團(tuán)(-NR3+)和季轔基團(tuán)(-PR3+)也代表了陽離子基團(tuán)的例子。優(yōu)選地，該有機(jī)基團(tuán)含有芳香基例如苯基或萘基和季銨或季鏻基團(tuán)。該芳香基優(yōu)選直接連接在含硅炭黑上。也可以使用季環(huán)胺和季芳香胺作為該有機(jī)基團(tuán)。因此，在這方面，可以使用N-取代的吡啶鎓配混料，例如N-甲基-吡啶基。有機(jī)基團(tuán)的例子包括，但不限于(C5H4N)C2H5+，C6H4(NC5H5)+，C6H4COCH2N(CH3)3+，C6H4COCH2(NC5H5)+，(C5H4N)CH3+和C6H4CH2N(CH3)3+。具有連接上用離子或可離子化基團(tuán)取代的有機(jī)基團(tuán)的炭黑產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是該炭黑產(chǎn)品相對于未處理的炭黑具有增加的水分散性。炭黑產(chǎn)品的水分散性隨連接在具有可離子化基團(tuán)的炭黑上的有機(jī)基團(tuán)數(shù)目，或連接在給定有機(jī)基固上的可離子化基團(tuán)數(shù)目而增加。因此，增加與炭黑產(chǎn)品締合的可離子化基團(tuán)數(shù)目應(yīng)增加其水分散性并可以將水分散性控制到所需要的水平。可以指出的是通過將該含水介質(zhì)酸化可以增加含有胺作為連接在炭黑上有機(jī)基團(tuán)的炭黑產(chǎn)品的水分散性。因?yàn)樘亢诋a(chǎn)品的水分散某種程度上取決于電荷穩(wěn)定性，因此優(yōu)選該含水介質(zhì)的離子強(qiáng)度小于0.1摩爾。更優(yōu)選地，該離子強(qiáng)度小于0.01摩爾。當(dāng)制備這樣的水可分散的炭黑產(chǎn)品時(shí)，優(yōu)選在反應(yīng)介質(zhì)中將該離子或可離子化的基團(tuán)離子化。可以照原來的樣子使用得到的產(chǎn)物溶液或漿液或者在使用前稀釋。另外，炭黑產(chǎn)物可以通過用于常規(guī)炭黑的技術(shù)來干燥，這些技術(shù)包括，但不限于在烘箱或旋轉(zhuǎn)爐中干燥。然而，過干燥可以引起水分散性程度的損失。除了其水分散性外，可以將具有用離子或可離子化基團(tuán)取代的有機(jī)基團(tuán)的炭黑產(chǎn)品分散在極性有機(jī)溶劑例如二甲基亞砜(DMSO)和甲酰胺中。在醇例如甲醇或乙醇中，使用絡(luò)合劑例如冠醚增加具有含酸性基團(tuán)金屬鹽的有機(jī)基團(tuán)的炭黑分散性。芳香硫化物包括另一類優(yōu)選的有機(jī)基團(tuán)。具有芳香硫化物基團(tuán)的炭黑在橡膠組合物中是特別有用的。這些芳香硫化物可以用式Ar(CH2)qSk(CH2)rAr’或Ar(CH2)qSk(CH2)rAr”表示，其中Ar和Ar’各自獨(dú)立地是取代或未取代的亞芳基或亞雜芳基，Ar”是芳基或雜芳基，k是1-8，q和r是0-4。取代的芳基包括取代的烷基芳基。優(yōu)選的亞芳基包括亞苯基，特別是對-亞苯基，或苯并亞噻唑基。優(yōu)選的芳基包括苯基、萘基和苯并噻唑基。硫存在的數(shù)用k來限定，在2-4的范圍內(nèi)。優(yōu)選的炭黑是具有連接上式-(C6H4)-Sk-(C6H4)-的芳香硫化物有機(jī)基團(tuán)的那些炭黑，其中k是1-8的整數(shù)，和更優(yōu)選地其中k在2-4的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的芳香硫化物是雙-對-(C6H4)-S2-(C6H4)-和對-(C6H5)-S2-(C6H5)。這些芳香硫化物基團(tuán)的重氮鹽可以從其相應(yīng)的伯胺、H2N-Ar-Sk-Ar’-NH2或H2N-Ar-Sk-Ar”常規(guī)地制備。優(yōu)選的基團(tuán)包括二硫代二-4，1-亞苯基，四硫代二-4，1-亞苯基，苯基二硫代亞苯基，二硫代二-4，1-(3-氯亞苯基)，-(4-C6H4)-S-S-(2-C7H4NS)，-(4-C6H4)-S-S-(4-C6H4)-OH，-6-(2-C7H3NS)-SH，-(4-C6H4)-CH2CH2-S-S-CH2CH2-(4-C6H4)-，-(4-C6H4)-CH2CH2-S-S-S-CH2CH2-(4-C6H4)，-(2-C6H4)-S-S-(2-C6H4)-，-(3-C6H4)-S-S-(3-C6H4)-，-6-(C6H3N2S)，-6-(2-C7H3NS)-S-NRR’，其中RR’是-CH2CH2OCH2CH2-，-(4-C6H4)-S-S-S-S-(4-C6H4)，-(4-C6H4)-CH＝CH2，-(4-C6H4)-SO3H，-(4-C6H4)-SO2NH-(4-C6H4)-S-S-(4-C6H4)-NHSO2-(4-C6H4)-，-6-(2-C7H3NS)-S-S-2-(6-C7H3NS)-，-(4-C6H4)-S-CH2-(4-C6H4)-，-(4-C6H4)-SO2-S-(4-C6H4)-，-(4-C6H4)-CH2-S-CH2-(4-C6H4)-，-(3-C6H4)-CH2-S-CH2-(3-C6H4)-，-(4-C6H4)-CH2-S-S-CH2-(4-C6H4)-，-(3-C6H4)-CH2-S-S-CH2-(3-C6H4)-，-(4-C6H4)-S-NRR’，其中RR’是-CH2CH2OCH2CH2-，-(4-C6H4)-SO2NH-CH2CH2-S-S-CH2CH2-NHSO2-(4-C6H4)-，-(4-C6H4)-2-(1，3-二噻烷基)，和-(4-C6H4)-S-(1，4-哌啶二基)-S-(4-C6H4)-。另一類可以連接在炭黑上的優(yōu)選有機(jī)基團(tuán)是具有氨基苯基的有機(jī)基團(tuán)，例如(C6H4)-NH2，(C6H4)-CH2-(C6H4)-NH2，(C6H4)-SO2-(C6H4)-NH2。優(yōu)選的有機(jī)基團(tuán)也包括芳香硫化物，用式Ar-SnAr’或Ar-Sn-Ar”表示，其中Ar和Ar’各自獨(dú)立地是亞芳基或，Ar”是芳基，以及n是1-8。將這樣的有機(jī)基團(tuán)連接在炭黑上的方法在美國專利申請系列號(hào)08/356660，08/572525，和08/356459中有討論，這些文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全部引入本文作為參考。如上所述，可以將硅處理的炭黑或金屬處理炭黑改性從而使至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán)連接到改性炭黑上。另外可使用硅處理炭黑和/或金屬處理炭黑和具有至少一個(gè)相連的有機(jī)基團(tuán)的改性炭黑的混合物。另外使用二氧化硅和硅處理炭黑和/或金屬處理炭黑的混合物也在本申請的范圍內(nèi)。再有也可以使用添加組份與硅處理炭黑或金屬處理炭黑的任意組合，例如下面的一種或多種a)硅處理的炭黑，該炭黑具有連接上的有機(jī)基團(tuán)，任選地用硅烷偶聯(lián)劑處理過；b)具有連接上有機(jī)基團(tuán)的改性炭黑；c)至少部分涂有二氧化硅的炭黑，d)二氧化硅；e)改性的二氧化硅，例如連接上偶聯(lián)劑，和/或f)炭黑。術(shù)語“二氧化硅”包括，但不限于二氧化硅，沉淀二氧化硅，無定型二氧化硅，玻璃二氧化硅，蒸發(fā)二氧化硅，熔融二氧化硅，硅酸鹽(例如硅鋁酸鹽)，和其它含Si填料，例如粘土，滑石，硅灰石等。二氧化硅可從這樣的來源如CabotCorporation以Cab-O-SilR商標(biāo)名；PPGIndustries以Hi-Sil和Ceptane商標(biāo)名；Rhone-Poulence以Zeosil商標(biāo)名；和DegussaAG以Ultrasil和Coupsil商標(biāo)名購得。從該硅處理的炭黑和/或金屬處理的炭黑，通過與任何彈性體(包括對配混炭黑有用的那些彈性體)配混可以制備本發(fā)明的彈體配混料。任何合適的彈性體都可以與硅處理的炭黑配混從而提供本發(fā)明的彈體配混料。這樣的彈性體包括，但不限于1，3-丁二烯、苯乙烯、異戊二烯、異丁烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、丙烯腈、乙烯、和丙烯的均聚物或共聚物，優(yōu)選地，其中用差示掃描量熱計(jì)(DSC)測定的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)在約-120℃到0℃的范圍。例子包括，但不限于苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、天然橡膠、聚丁二烯、聚異戊二烯、和其充油衍生物。也可以使用上述的任意共混物。在適用于本發(fā)明的橡膠中的是天然橡膠和其衍生物，例如氯化橡膠。本發(fā)明的硅處理的炭黑也可以與合成橡膠一起使用，合成橡膠是例如約10-約70％(重量)苯乙烯和約90-30％(重量)丁二烯的共聚物，如19份苯乙烯和81份丁二烯的共聚物，30份苯乙烯和70份丁二烯的共聚物，43份苯乙烯和57份丁二烯的共聚物；共軛二烯的聚合物和共聚物，例如聚丁二烯、聚異戊二烯、聚氯化異戊二烯等，和這樣的共軛二烯與含乙烯基的可共聚單體的共聚物，這樣的單體包括例如苯乙烯、甲基苯乙烯、氯化苯乙烯、丙烯腈、2-乙烯基-吡啶、5-甲基-2-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、烷基取代的丙烯酸酯、乙烯基酮、甲基異丙烯基酮、甲基乙烯基醚、α亞甲基羧酸和其酯和酰胺例如丙烯酸和二烷基丙烯酸酰胺；也適用于本文中的是乙烯和其它高級α烯烴如丙烯、丁烯-1和戊烯-1的共聚物。因此，本發(fā)明的橡膠組合物可以含有彈性體、固化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、和任選地，各種加工助劑、石油軟化劑、和抗降解劑。除了上面提到的例子外，該彈性體可以是，但不限于從1，3-丁二烯、苯乙烯、異戊二烯、異丁烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、丙烯腈、乙烯、丙烯等生產(chǎn)的聚合物(例如，均聚物、共聚物、和三聚物)。優(yōu)選的是這些彈性體的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(用DSC測定)在-120℃到0℃之間。這樣的彈性體的例子包括聚(丁二烯)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、和聚(異戊二烯)。彈性組合物也包括硫化組合物(VR)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性彈性體(TPE)、和熱塑性聚烯烴(TPO)。TPV、TPE、和TPO材料還可以通過其擠塑和模塑幾次而不損失性能的能力來進(jìn)一步分類。在制備彈性組合物時(shí)，可以使用一種或多種固化劑，例如硫、硫供體、活化劑、促進(jìn)劑、過氧化物、和其它用于彈性體組合物有效硫化的體系。可以將所得的含有本發(fā)明聚集體和任選地含有一種或多種偶聯(lián)劑的彈體配混料用于各種彈性產(chǎn)品，例如外胎配混料、底胎配混料、側(cè)壁配混料、電線表層配混料、內(nèi)襯配混料、珠粒配混料、頂點(diǎn)(apex)、用于輪胎胎身的任何配混料、和用于車輛輪胎的外胎，工業(yè)橡膠產(chǎn)品，密封墊，調(diào)速皮帶，動(dòng)力傳送皮。本發(fā)明的彈性組合物優(yōu)選改善了抗?jié)L動(dòng)性和/或濕牽引，特別是與沒有本發(fā)明的聚集體的相同彈性組合物相比。相對于含炭黑和沒有本發(fā)明的聚集體的相同彈性組合物，優(yōu)選每一種性能改善了至少3％，更優(yōu)選至少8％，最優(yōu)選約3％-約20％。下面實(shí)施例進(jìn)一步說明了本發(fā)明，其只是對本發(fā)明舉例性說明。實(shí)施例實(shí)施例1使用上述中試規(guī)模反應(yīng)器來制備本發(fā)明的硅處理的炭黑，該反應(yīng)器如圖所示并具有下述尺寸D1＝7.25英寸，D2＝4.5英寸，D3＝5.3英寸，D4＝13.5英寸，L1＝24英寸，L2＝12英寸，L′2＝45英寸(例如OMTS-CB-A′)和L′2＝25英寸(例如OMTS-CB-B′，C′，D′和E′)，和Q＝8.583英尺(例如OMTS-CB-A′，B′和C′)，和Q＝6.5英尺(例如OMTS-CB-D′和E′)。使用列于下面表1中的反應(yīng)條件。如圖所示，在點(diǎn)6處把第一原料加入，在點(diǎn)7加入第一原料。第一原料含有烴(即炭黑生成原料)，第二原料含有烴和OMTS(即含硅化合物)，名為八甲基-環(huán)四硅氧烷。該配混料由DowComingCorporation，Midland，Michigan以“D4”銷售的。該得到的硅處理的炭黑在本文中稱之為OMTS-CB。由于已知反應(yīng)溫度變化會(huì)改變炭黑的表面積，并且反應(yīng)溫度對注射區(qū)(圖1中區(qū)域3)中原料總流量非常敏感，所以將原料的流量調(diào)低以便對加入的硅配混料進(jìn)行大致的補(bǔ)償，致使維持恒溫。這導(dǎo)致所得到的炭黑大約為恒定的外表面積(用t面積測定)。維持生產(chǎn)N234炭黑需要的所有其它條件。將結(jié)構(gòu)控制添加劑(醋酸鉀溶液)注射進(jìn)原料中以便維持N234的特定結(jié)構(gòu)。在制備全部下面實(shí)施例中所述的炭黑中，將該添加劑的流量維持恒定。按照在ASTMD4820-方法B來測定BET(N2)。按照在ASTMD5816方法的樣品制備和測定方法來測定外表面積(t-面積)。為了進(jìn)行該測定，將氮吸附等溫線延伸最高達(dá)0.55相對壓力。相對壓力是壓力(P)除以飽和壓力(P0)(在該壓力下，氮?dú)饫淠?。然后用下面式子計(jì)算吸附層厚度(t1)然后將吸附氮的體積(V)對t1作圖。然后通過3.9-6.2A的t1值數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合一條直線。然后從該直線的斜率得到t-面積如下t-面積，m2/gm＝15.47×斜率用5％v/v濃度的HF(氫氟酸)在沸點(diǎn)下HF處理樣品1小時(shí)。處理后，用水在過濾器中洗滌樣品20次，然后在制備中干燥該洗滌后的聚集體以用于進(jìn)一步分析。按照在ASTMD要1506-方法A來測定聚集體的灰份含量。按照L.E.Oppenheimer的J.ColloidandInterfaceScience，92，350(1983)中所述方法用DCP來測定填料的聚集體的尺寸。表1條件OMTS-CB-A′B′C′D′E′空氣流速，kscfh6060606060氣體流速，kscfh4.94.94.94.94.9點(diǎn)6的原料351373381488284流速，lbs/hr點(diǎn)7的原料287305312163418流速，lbs/hr點(diǎn)7的OMTS22.250.250.246.646流速，lbs/hr硅處理炭黑的分析性能列于表2。使用這些硅處理炭黑來制備橡膠配混料的各種配方和混合方法列于表3和表4。硅處理炭黑的性能列于表5?？煽闯鲇帽景l(fā)明方法制備的本發(fā)明聚集體使得由BritishPortableSkidTester所測得的耐濕滑性改善了6-10％(相對于常規(guī)炭黑)。用改性的BritishPortableSkidTester(BPST)，根椐Ouyang等人記載的程序(G.B.Ouyang，N.Tokita，C.H.Sheih；“CarbonBlackEffectsonFrictionPropertiesofTreadCompoundUsingaModifiedASTM-E303PendulumSkidTester”，在RubberDivision，ACS，Denver，Colorado，May18-21，1993會(huì)議上的講話)，測定抗?jié)窕?或濕牽引(wettraction))。磨擦系數(shù)參照炭黑N234填充的配混料(100％)。該值越高，抗?jié)窕栽礁?越好)。表2炭黑的分析性能SiBET面積(N2)t-面積CDBP填料％m2/gm2/gmL/100gN2340.00121.0119.0100.7OMTS-CB-A′1.99139.0119.694.3OMTS-CB-B′4.54176.2124.6101.7OMTS-CB-C′3.27176.2123.8100.6OMTS-CB-D′4.40171.4124.199.1OMTS-CB-E′4.40168.5123.8100.7表3配方N234D4-CBSSBR(Duradene715)7575BR(Tacktene1203)2525N23475-OMTS-CB-75Si69-3油(Sundex8125)2525氧化鋅3.53.5硬脂酸22抗氧劑(Flexzone7P)1.51.5蠟(SunproofImproved)1.51.5Durax1.51.5VanaxDPG-1TMTD0.40.4硫1.41.4Dudadene715-購自FirestoneSyntheticRubber&LatexCo.，Akron，Ohio.的SBR溶液Tacktene1203-購自BayerFibres，Akron，Ohio.的聚丁二烯Si69-購自DegussaAG，Germany.的雙(3-乙氧基甲硅烷基)四硫化物Sundex8125-購自R.E.CarrolInc.，Trenton，NewJersey.的油氧化鋅-購自NewJerseyZincCo.，NewZersey.硬脂酸-購自EmeryChemicals，Cincinnati，Ohio.Flexon7P，-購自UniroyalChemicalCo.Middlebury，CT的抗氧劑，N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基-p-亞苯基二胺SunproofImproved-購自UniroyalChemicalCo.Middlebury，CT的蠟Durax-購自R.T.VanderbiltCo.，Norwalk，CT.的促進(jìn)劑，N-環(huán)己烷基-2-苯并噻唑次磺酰胺VanaxDPG-購自R.T.VanderbiltCo.，Norwalk，CT.的促進(jìn)劑，二苯基胍TMTD-購自UniroyalChemicalCo.Middlebury，CT的促進(jìn)劑，二硫化四甲基秋蘭姆硫-購自R.E.CarrolInc.，Trenton，NewJersey.表4轎車輪胎的胎面膠料的混合程序段1BrabenderPlasti-corderEPL-V.60rpm，80℃，通入空氣，開始所有的混合@100℃0′加入聚合物1′加入填料，偶聯(lián)到(預(yù)混合的)@160℃加入油7′@165℃卸料通過開煉機(jī)3次在室濕下存放至少2小時(shí)段260rpm，80℃，通入空氣，開始所有的混合@100℃0′加入段1的母料1′加入氧化鋅、硬脂酸3′加入Flexzone7P和蠟4′，@165℃卸料通過開煉機(jī)3次在室溫下存放至少2小時(shí)段335rpm，80℃通入空氣，開始所有的混合@100℃.0′加入段2的母料1′加入硫化劑2′卸料通過開煉機(jī)3次表5硫化橡膠的物理性能Si69耐濕滑性tanδ填料phr％0℃70℃N2340.01000.4700.260OMTS-CB-A′3.01100.4140.195OMTS-CB-B′3.01100.3870.162OMTS-CB-C′3.01080.3940.173OMTS-CB-D′3.01100.3700.156OMTS-CB-E′3.01060.3830.146實(shí)施例2使用上述中試規(guī)模反應(yīng)器來制備本發(fā)明的硅處理的炭黑，該反應(yīng)器如圖所示并具有下述尺寸D1＝7.25英寸，D2＝4.5英寸，D3＝5.3英寸，D4＝13.5英寸，L1＝24英寸，L2＝12英寸，L′2＝29英寸和Q＝6.5英尺。使用列于下面表1中的反應(yīng)條件。如圖所示，在點(diǎn)6處把第一原料加入，在點(diǎn)7加入第一原料。第一原料含有烴(即炭黑生成原料)，第二原料含有烴和OMTS(即含硅化合物)，名為八甲基-環(huán)四硅氧烷。該配混料由DowComingCorporation，Midland，Michigan以“D4”銷售的。該得到的多相聚集體在本文中稱之為MPCS1-4。由于已知反應(yīng)溫度變化會(huì)改變炭黑的表面積，并且反應(yīng)溫度對注射區(qū)(圖1中區(qū)域3)中原料總流量非常敏感，所以將原料的流量調(diào)低以便對加入的硅配混料進(jìn)行大致的補(bǔ)償，致使維持恒溫。這導(dǎo)致所得到的炭黑大約為恒定的外表面積(用t面積測定)。維持生產(chǎn)N234炭黑需要的所有其它條件。將結(jié)構(gòu)控制添加劑(醋酸鉀溶液)注射進(jìn)原料中以便維持N234的特定結(jié)構(gòu)。在制備全部下面實(shí)施例中所述的多相聚集體中，將該添加劑的流量維持恒定。表6條件MPCS-1MPCS-2MPCS-3MPCS-4空氣流速，nm3/h1605160616051607氣體流速，nm3/h132133134133點(diǎn)6的原料266298334346流速，kg/hr點(diǎn)7的OMTS87.2445129.1流速，kg/hr點(diǎn)7的原料004969(異丙醇)流速kg/hr硅處理炭黑的分析性能列于表7。使用這些硅處理炭黑來制備橡膠配混料的各種配方和混合方法列于表8和表9。硅處理炭黑的性能列于表10?？煽闯鲇帽景l(fā)明方法制備的本發(fā)明聚集體使得由BritishPortableSkidTester所測得的耐濕滑性改善了6-10％(相對于常規(guī)炭黑)。表7炭黑原樣分析性能填料％SiBET面積t-面積CDBP灰份的m2/gm2/gml/100gBETm2/gN2340.02122.2120.4103N/AMPCS-114.8154.2122.7103.8437MPCS-28.1149124.1102.8504MPCS-38.2152.6124.7105601MPCS-44.9142.9126.5103.4579MPCS-5*4.8154.3121.4100.3725*僅向反應(yīng)器的第一段加入所有炭黑生成原料和所有含硅化合物制得的MPCS-5。表8HF處理后的炭黑的分析性能填料BET面積t-面積％氧化硅灰份m2/gm2/gN234121.7122.20.02MPCS-1166.9149.40.36MPCS-2157.9142.10.31MPCS-3159.7150.40.17MPCS-4143.6136.60.07MPCS-5*310.1154.81.50表9配方N234D4-CBSSBR(Duradene715)7575BR(Tacktene1203)2525N23480-MPCS填料-80Si69-變量油(Sundex8125)32.532.5氧化鋅3.53.5硬脂酸22抗氧化劑(Flexzone7P)21.5蠟(SunproofImproved)2.51.5Durax*1.351.5Vanax*DPG-0.5TBzTD-0.25硫1.351.4TBzTD-購自UniroyalChemicalCo.Middlebury，CT的促進(jìn)劑，二硫化四芐基秋蘭姆表10轎車輪胎的胎面膠料的混合程序段1BrabenderPlasti-corderEPL-V.60rpm，80℃，通入空氣，開始所有的混合@100℃0′加入聚合物1′加入填料，偶聯(lián)到(預(yù)混合的)@160℃加入油7′@165℃卸料通過開煉機(jī)3次在室溫下存放至少2小時(shí)段260rpm，80℃，通入空氣，開始所有的混合@100℃0′加入段1的母料1′加入氧化鋅，硬脂酸3′加入Flexzone7P和蠟4′，@165℃卸料通過開煉機(jī)3次在室溫下存放至少2小時(shí)段335rpm，80℃通入空氣，開始所有的混合@100℃.0′加入段2的母料1′加入硫化劑2′卸料通過開煉機(jī)3次表11硫化橡膠的物理性能填料Si69耐濕滑性TanδPhr％@70℃N23401000.325MPCS-13.21100.163MPCS-22.41070.192MPCS-32.41070.149MPCS-42.01060.190MPCS-52.01030.168從上表可看出，本發(fā)明的樣品具有良好的性能，如相對于用單段加入制備的多相聚集體有改善的耐滑性。通過考慮該說明書和實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明的其它實(shí)施方案對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員是顯而易見的。該說明書和實(shí)施例僅是舉例的，本發(fā)明的實(shí)際范圍和精神在下面的權(quán)利要求列出。權(quán)利要求1.制備含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法，所說的方法包括下列步驟a)把第一原料加入多段反應(yīng)器的第一段；b)在所說的第一段的下游位置把至少一種后繼原料加入所說的多段反應(yīng)器中；其中至少一種原料包括可分解或可揮發(fā)含硅化合物和炭黑生成原料的混合物；c)在所說的反應(yīng)器中在足以分解所說的含硅化合物并熱解炭黑生成原料溫度下反應(yīng)，以形成所說的聚集體；和d)回收所說的聚集體。2.權(quán)利要求1的方法，其中所說的多段反應(yīng)器是含有第一段和第二段的兩段反應(yīng)器，另外其中把所說的后繼原料加入所說的第二段中。3.權(quán)利要求1的方法，其中所說的第一原料包括炭黑生成原料，后繼原料的一種包括炭黑生成原料和含硅化合物。4.權(quán)利要求2的方法，其中所說的第一原料包括炭黑生成原料，所說的第二原料包括炭黑生成原料和含硅化合物的混合物。5.權(quán)利要求1的方法，其中至少一種原料包括稀釋劑。6.權(quán)利要求5的方法，其中所述稀釋劑存在于包括含硅化合物的原料中。7.權(quán)利要求1的方法，其中在所說的混合物中的所說的炭黑生成原料含有醇。8.權(quán)利要求5的方法，其中所述稀釋劑的量足以在加入所說的原料的點(diǎn)提高原料的質(zhì)量流速或降低該反應(yīng)器的溫度。9.權(quán)利要求1的方法，其中所說的聚集體相比于炭黑賦予彈性體較差的抗磨性、不相上下或較高的低溫?fù)p失正切、較低的高溫?fù)p失正切。10.權(quán)利要求2的方法，其中所述的第一原料實(shí)質(zhì)上由炭黑生成原料組成，所說的第二原料實(shí)質(zhì)上由炭黑生成原料和含硅化合物的混合物組成。11.權(quán)利要求1的方法，其中用在所述方法中炭黑生成原料的總量的約10％-約100％存在于所述的第一原料中。12.權(quán)利要求11的方法，其中用在所述方法中炭黑生成原料的總量的約40％-約100％存在于所述的第一原料中。13.權(quán)利要求1的的方法，其中所述的第一原料包括炭黑生成原料，所說的第二原料包括炭黑生成原料、含硅化合物和稀釋劑。14.制備含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法，所說的方法包括下列步驟把第一原料加入具有至少三段的多段反應(yīng)器的第一段以加入原料；在所說的第一段的下游位置把至少一種第二和第三原料加入所說的反應(yīng)器中；其中至少一種原料包括炭黑生成原料和可分解或可揮發(fā)含硅化合物的混合物；以及其中所說的反應(yīng)器中具有足以分解所說的含硅化合物并由該炭黑生成原料形成所說的聚集體的溫度。15.權(quán)利要求14的方法，其中每一種原料含有炭黑生成原料。16.權(quán)利要求14的方法，其中每一種原料包括炭黑生成原料和含硅化合物的混合物。17.權(quán)利要求14的方法，其中所述的第三原料實(shí)質(zhì)上由含硅化合物組成。18.權(quán)利要求14的方法，其中所說的第二、第三原料包括含硅化合物和炭黑生成原料的混合物。19.權(quán)利要求14的方法，其中在所說的混合物中的所說的炭黑生成原料含有醇。20.權(quán)利要求14的方法，其中用在所述方法中炭黑生成原料的總量的約10％-約100％存在于所述的第一原料中。21.權(quán)利要求14的方法，其中用在所述方法中炭黑生成原料的總量的約40％-約100％存在于所述的第一原料中。22.權(quán)利要求14的方法，其中所說的聚集體相比于炭黑賦予彈性體較差的抗磨性、不相上下或較高的低溫?fù)p失正切、較低的高溫?fù)p失正切。23.權(quán)利要求1的方法，其中至少一種原料還含有含硼化合物。24.權(quán)利要求14的方法，其中至少一種原料還含有含硼化合物。25.制備含碳相、金屬物質(zhì)相、和任選地含硅物質(zhì)相的聚集體的方法，所說的方法包括下列步驟a)把第一原料加入多段反應(yīng)器的第一段；b)在所說的第一段的下游位置把至少一種后繼原料加入所說的多段反應(yīng)器中；其中至少一種原料包括炭黑生成原料；至少一種原料包括至少一種可分解或可揮發(fā)含金屬化合物；和任選地，至少一種原料還包括可分解或可揮發(fā)含硅化合物和；c)所說的反應(yīng)器在足以分解或揮發(fā)所說的含金屬化合物、熱解炭黑生成原料、以及如果有的話，分解或揮發(fā)所說的含硅化合物的溫度下操作，以形成聚集體；和d)回收所說的聚集體。26.權(quán)利要求25的方法，其中所說的含金屬的化合物包括鋁、鋅、鎂、鈣、鈦、釩、鈷、鎳、鋯、錫、銻、鉻、釹、鉛、碲、鋇、銫、鐵、鉬或其混合物。27.權(quán)利要求25的方法，其中所述的含金屬物質(zhì)相主要存在于所說的聚集體的表面。28.權(quán)利要求25的方法，其中所述的含金屬物質(zhì)相分布在整個(gè)所說的聚集體中。29.權(quán)利要求25的方法，其中所述的含金屬物質(zhì)相是氧化的。30.權(quán)利要求25的方法，其中所述的含金屬物質(zhì)相含有所說的聚集體重量的約0.1％-約25％的元素金屬。31.權(quán)利要求25的方法，其中至少一種原料包括至少兩種不同的含金屬化合物。32.權(quán)利要求25的方法，其中至少一種原料還包括含硼化合物。33.權(quán)利要求25的方法，其中所說的第一和第二原料中的至少一種包括含硼化合物，以及其中所述的聚集體含有所說的聚集體重量的約0.1％-約25％的硅。34.權(quán)利要求25的方法，其中所述的含金屬物質(zhì)相和含硅物質(zhì)相累積占所說的聚集體重量的約0.1％-約25％。35.權(quán)利要求25的方法，所述方法包括把原料加入所說多段反應(yīng)器中的至少三個(gè)步驟，其中每一段的原料包括至少下列一種a)炭黑生成原料；b)至少一種可分解或可揮發(fā)含金屬化合物；和任選地，c)可分解或可揮發(fā)含硅化合物；以及其中這些原料累積包括至少一種炭黑生成原料和至少一種可分解或可揮發(fā)含金屬化合物。36.權(quán)利要求1的方法，其中附加回收炭黑、二氧化硅或其混合物。37.權(quán)利要求14的方法，其中附加回收炭黑、二氧化硅或其混合物。38.權(quán)利要求25的方法，其中附加回收炭黑、二氧化硅或其混合物。39.含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于下列特征中的至少一種a)BET(N2)表面積和t-表面積之差為約2-約100m2/g；b)HF處理后，BET(N2)表面積和t-表面積之差為約1-約50m2/g；c)HF處理之后和之前該聚集體的BET(N2)表面積之差1)與沒用HF處理的原始聚集體的硅含量的重量百分?jǐn)?shù)2)之比，該比例為約0.1-約10；d)與沒用HF處理的聚集體相比，HF處理后由DCP測定的重均聚集體的尺寸減少了約5％-40％；e)HF處理后，留在該聚集體中的二氧化硅灰粉含量為約0.05％-約1％，以HF處理后的聚集體的重量計(jì)和以由含硅化合物產(chǎn)生的灰份計(jì)；和f)所說的聚集體中的二氧化硅灰粉的BET表面積約200m2/g-約1000m2/g。40.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于至少兩種上述性能。41.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于至少三種上述性能。42.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于至少四種上述性能。43.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于a)和b)。44.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于a)和c)。45.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于a)。46.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于b)。47.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于c)。48.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于d)。49.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于e)。50.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的特征在于a)和所說的聚集體中的二氧化硅灰粉的BET表面積約200m2/g-約1000m2/g。51.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體的t-表面積超過約100m2/g、BET(N2)表面積和t-表面積之差為約10-約50m2/g。52.權(quán)利要求39的聚集體，其中當(dāng)所說的聚集體用HF處理時(shí)，BET(N2)表面積和t-表面積之差為約5-約40m2/g。53.權(quán)利要求39的聚集體，其中c)中的比例為約0.1-約5。54.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體中的二氧化硅灰粉的BET表面積約200m2/g-約700m2/g。55.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體中元素硅的含量為約0.1-約25％，以該聚集體的重量計(jì)。56.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體中元素硅的含量為約4-約10％，以該聚集體的重量計(jì)。57.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體中元素硅的含量為約8-約15％，以該聚集體的重量計(jì)。58.權(quán)利要求39的聚集體，其中當(dāng)把所說的聚集體加入到彈性組合物中時(shí)，相比于加有炭黑的相同彈性組合物，改善了該彈性組合物的耐濕滑性。59.權(quán)利要求39的聚集體，其中所說的聚集體相比于炭黑賦予彈性體較差的抗磨性、不相上下或較高的低溫?fù)p失正切、較低的高溫?fù)p失正切。60.權(quán)利要求39的聚集體，其中當(dāng)把所說的聚集體加入到彈性組合物中時(shí)，相比于加有炭黑的相同彈性組合物，改善了該彈性組合物的滾動(dòng)阻力。61.含有至少一種彈性體和權(quán)利要求39的聚集體以及任選地偶聯(lián)劑的彈性組合物。62.權(quán)得要求61彈性組合物，其中所述的彈性體選自天然橡膠、聚異戊二烯、聚丁二烯、乳液SBR、溶液SBR、功能溶液SBR、NBR、丁基橡膠、EPDM、EPM、或基于或含有1，3丁二烯、苯乙烯、異戊二烯、異丁二烯、2，3二甲基1，3丁二烯、丙烯腈、乙烯、丙烯的均聚或共聚合物，或其衍生物。63.權(quán)得要求61彈性組合物，還包括固化劑、增強(qiáng)填料、偶聯(lián)劑、加工助劑、充油劑、抗降解劑或其組合。64.權(quán)得要求61彈性組合物，還包括二氧化硅、炭黑或其混合物。65.權(quán)得要求61彈性組合物，還包括二氧化硅、炭黑、具有連接上有機(jī)基團(tuán)的改性炭黑、改性二氧化硅、用二氧化硅部分涂布的炭黑、或其組合。66.權(quán)得要求61彈性組合物，其中該聚集體連接至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán)。67.權(quán)得要求61彈性組合物，還包括含碳相和含硅物質(zhì)相及連有至少一種有機(jī)基團(tuán)的聚集體。68.權(quán)得要求39彈性組合物，其中該聚集體連接至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán)。69.權(quán)得要求61彈性組合物，其中所說的彈性組合物在高溫下具有低滯后性，其中所說的高溫是20-100℃。70.權(quán)得要求61彈性組合物，其中所說的彈性組合物當(dāng)用于輪胎配混料時(shí)具有低的滾動(dòng)阻力。71.權(quán)利要求61彈性組合物，其中所說的彈性組合物相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加了該彈性組合物的耐濕滑性。72.權(quán)利要求61彈性組合物，其中所說的彈性組合物相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加了該彈性組合物的耐濕滑性大于3％。73.權(quán)利要求61彈性組合物，其中所說的彈性組合物相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加了該彈性組合物的耐濕滑性大于3％-約20％。74.改善彈性組合物的耐濕滑性的方法，包括向彈性組合物中加入權(quán)利要求39的聚集體。75.權(quán)利要求74的方法，其中相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加耐濕滑性至少大于3％。76.權(quán)利要求74的方法，其中相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加耐濕滑性至少8％。77.權(quán)利要求74的方法，其中相比于加有炭黑的相同彈性組合物，增加耐濕滑性至少大于3％-約20％。78.改善彈性組合物的滾動(dòng)阻力的方法，包括向彈性組合物中加入權(quán)利要求39的聚集體。79.由權(quán)利要求1的方法制備的聚集體。80.含至少一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體，所說的聚集體BET(N2)表面積和t-表面積之差至少為19.4m2/g。81.權(quán)利要求80的聚集體，其中所述的差值為19.4m2/g-52.6m2/g。82.權(quán)利要求80的聚集體，其中所說的聚集體中元素硅的含量為約0.1-約25％，以該聚集體的重量計(jì)。83.權(quán)利要求80的聚集體，其中所說的聚集體中元素硅的含量為約0.5-約10％，以該聚集體的重量計(jì)。84.權(quán)利要求80的聚集體，其中所說的聚集體相比于炭黑賦予彈性體較差的抗磨性、不相上下或較高的低溫?fù)p失正切、較低的高溫?fù)p失正切。85.含有至少一種彈性體和權(quán)利要求80的聚集體以及任選地偶聯(lián)劑的彈性組合物。86.權(quán)利要求85的彈性組合物，其中所說的彈性體提高了抗?jié)窕浴?7.權(quán)利要求85的彈性組合物，其中所說的彈性體降低了滾動(dòng)阻力。全文摘要公開了制備含至少一種碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法。所說的方法包括下列步驟:把第一原料加入多段反應(yīng)器的第一段(9);在所說的第一段的下游位置(10)把第二原料加入所說的多段反應(yīng)器中。第一和第二原料包括炭黑生成原料,至少一種原料也包括含硅化合物。所說的反應(yīng)器中在足以分解所說的含硅化合物并熱解炭黑生成原料溫度下反應(yīng)。公開了另外一種用具有至少三段的多段反應(yīng)器來制備含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法,其中至少一種原料包括炭黑生成原料,至少一種原料包括含硅化合物。除了制備含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體外,也可用本發(fā)明方法制備二氧化硅和/或炭黑。公開了另外一種用具有至少兩段的多段反應(yīng)器來制備含碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體的方法,其中至少一種原料包括炭黑生成原料,至少一種原料包括含硅化合物。當(dāng)加入彈性組合物中時(shí),本發(fā)明的聚集體優(yōu)選改善了耐濕滑性和滾動(dòng)阻力。文檔編號(hào)C08K3/00GK1260816SQ98806373公開日2000年7月19日申請日期1998年4月17日優(yōu)先權(quán)日1997年4月18日發(fā)明者卡萊德·馬哈穆德,王夢蛟,亞科夫·E·庫特索夫斯基申請人:卡伯特公司