CN104870545B - 在聚合物基料中包含聚丁二烯的橡胶配混物 - Google Patents
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Abstract
一种橡胶配混物的生产方法，所述橡胶配混物包含至少部分地含有聚丁二烯的可交联聚合物基料。所述方法包括其中所述可交联聚合物基料与至少一种增强填料混炼的第一混炼步骤；其中来自所述第一混炼步骤的混炼胶与硫化体系混炼的至少第二混炼步骤。所述方法还包括：在所述第一混炼步骤之前的预混炼步骤，其中仅所述聚合物基料中的聚丁二烯与增强树脂混炼，而不与增强填料混炼。
Description
技术领域
本发明涉及一种在聚合物基料中包含聚丁二烯的橡胶配混物。
更具体地，本发明涉及一种轮胎用配混物，更具体地，涉及一种胎面用配混物，下面的描述仅是以实例的方式提及。
背景技术
术语“可交联的、不饱和链聚合物基料”意指任何天然的或合成的、非交联聚合物，其能够呈现用硫系体系交联(硫化)的弹性体典型的所有的化学、物理和机械特性。
术语“硫化体系”意指诸如硫磺和促进剂的化合物，通过其将所述聚合物基料交联。
术语“亚甲基供体化合物”意指能够在“亚甲基受体化合物”的存在下借助亚甲基桥而作为交联剂起作用的化合物。
聚丁二烯橡胶通常与其它类型的橡胶混炼以产生各种轮胎构件，这是因为其能够提供耐磨耗性、耐磨损性和耐剪切性方面的优点。
但是，具有由包含聚丁二烯的橡胶混合物组成的聚合物基料的配混物产生在聚合物基料中分散增强填料如炭黑或二氧化硅的问题。实际上，与在其它橡胶例如天然橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶中分散相比，增强填料更少地分散在聚丁二烯橡胶中。
增强填料的不均匀分散总是造成配混物的不同技术特性，并因此导致更容易经历不良的现象的轮胎构件。
解决该问题的通常做法是增加增强填料。但是，尽管这提供了耐磨损性的改进，但是它也降低了滚动阻力。
该问题的一种可行的解决方案是将增强填料官能化以使其更类似于聚丁二烯。然而，这种解决方案显然是复杂和昂贵的，因此在工业上几乎不持有任何兴趣。
另一种可行的解决方案是将聚丁二烯橡胶与增强填料单独预混炼。然而，已经证明这是不令人满意的，因为聚丁二烯橡胶与增强填料的亲和性不良，并且滞后增加和因此滚动阻力降低。
因此，需要一种方法，其允许在聚合物基料的混合物中的聚丁二烯橡胶的配混物的使用，而不产生配混物的任何不同的技术特性或任何的滚动阻力降低。
申请人令人惊讶地设想了一种方法，通过该方法解决了由于聚丁二烯橡胶与增强填料的不良亲和性引起的不同性的问题，同时改善了滚动阻力。
发明内容
本发明的一个目的是一种橡胶配混物的生产方法，所述橡胶配混物包含至少部分地含有聚丁二烯的可交联聚合物基料；所述方法包括其中所述可交联聚合物基料与至少一种增强填料混炼的第一混炼步骤；所述方法的特征在于，包括在所述第一混炼步骤之前的预混炼步骤，和其中仅所述聚合物基料中的聚丁二烯与增强树脂混炼，而不与增强填料混炼。
在所述预混炼步骤中，所述增强树脂的范围优选为1-70份，并且甚至更优选10-40份，基于每100份聚丁二烯。
优选地，所述增强树脂 包含亚甲基受体化合物与亚甲基供体化合物组合。
优选地，所述亚甲基受体化合物为酚醛树脂。
优选地，所述亚甲基供体化合物为六甲氧基甲基三聚氰胺。
优选地，所述亚甲基受体化合物与所述亚甲基供体化合物的份数比为2-10。
优选地，所述增强填料包括炭黑。
优选地，除了聚丁二烯以外，可交联聚合物基料还包括天然橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶。
本发明的另一目的是一种使用根据本发明的方法制备的橡胶配混物。
本发明的另一目的是一种使用根据本发明的方法制备的配混物制成的轮胎构件；所述构件优选是胎面。
本发明的另一目的是一种包括使用根据本发明的方法制备的配混物制成的轮胎构件的轮胎。
具体实施方式
下面是一些非限制性实施方案，仅通过实施例的方式，用于更好地理解本发明。
实施例
制备四个橡胶配混物(A-D)：配混物A是第一对照例，其表示常用的配混物；配混物B是第二对照例，其含有更大量的增强填料以提高耐磨损性；配混物C是第三对照例，其中在所述第一混炼步骤加入增强树脂；和配混物D是本发明的实施例，其中增加预混炼步骤以将聚丁二烯与增强树脂混炼。
配混物A-D使用下述方法生产：
-配混物生产-
(预混炼步骤-仅用于配混物D)
在混炼之前，230-270升切向转子混炼机中装入聚丁二烯橡胶、和由酚醛树脂与六甲氧基甲基三聚氰胺组合构成的增强树脂。
将该混炼机在40-60rpm的速率下运行，并将所得混炼胶在温度达到140-160℃时卸料。
(第一混炼步骤)
在混炼之前，230-270升切向转子混炼机中装入可交联聚合物基料的整体(包括来自配混物D的预混炼步骤的聚丁二烯)、炭黑、二氧化硅、硅烷偶联剂(Silane bondingagent)，和仅用于配混物C的增强树脂。
混炼机在40-60rpm的速率下运行，并将所得混炼胶在温度达到140-160℃时卸料。
(第二混炼步骤)
在该硫化体系中加入来自第一混炼步骤的混炼胶；混炼机在20-40rpm的速率下运行；并将得到的混炼胶在温度达到100-110℃时卸料。
表I示出四种配混物以phr计的组成。
表I
*在第一混炼步骤直接添加。
**在预混炼步骤使用。
在表I中：
S-SBR是苯乙烯-丁二烯橡胶溶液，分别具有800×103-1500×103和500×103-900×103的平均分子量，并含有10-45％苯乙烯、20-70％的乙烯，和0-30％的油。
BR是具有1,4顺式含量为至少40％的聚丁二烯橡胶。
使用的二氧化硅由EVONIK作为VN3市售，并且其比表面积为170m2/g。
使用的硅烷偶联剂具有通式(CH3CH2O)3Si(CH2)3SS(CH2)3Si(OCH2CH3)3，并由EVAONIK作为S175市售。
亚甲基受体化合物是酚醛树脂。
亚甲基供体化合物是六甲氧基甲基三聚氰胺。
促进剂是TBBS、MBTS和DPG的混合物。
将上述制备的配混物硫化，并测试滚动阻力和耐磨损性。
用于评价滚动阻力的60℃下的tanδ值按照ISO标准4664测量。如任何本领域技术人员知晓的，60℃下的tanδ值与滚动阻力密切相关。更具体地，60℃下的tanδ值越低，滚动阻力越好。
耐磨损性按照DIN标准53516测试。
表II示出相对于对照配混物A指数化的测试结果。
表II
| A | B | C | D | |
| 60℃下的tanδ | 100 | 120 | 100 | 95 |
| 耐磨损性 | 100 | 107 | 100 | 111 |
如表II的结果所示，使用根据本发明的方法生产的配混物D示出在滚动阻力(更低的60℃下的tanδ)和令人吃惊地耐磨损性两个方面的改进的特性。
与配混物C的比较表明，为了实现所寻求的优点，简单地将增强树脂用于配混物中不是足够的，作为本发明的必要特征，它必须单独与聚丁二烯橡胶预混。
Claims (12)
1.一种轮胎用橡胶配混物的生产方法，所述轮胎用橡胶配混物包含至少部分地含有聚丁二烯的可交联聚合物基料；所述方法包括其中所述可交联聚合物基料与至少一种增强填料混炼的第一混炼步骤；所述方法的特征在于，包括在所述第一混炼步骤之前的预混炼步骤，在预混炼步骤中，仅所述聚合物基料中的聚丁二烯与增强树脂混炼，而不与增强填料混炼；所述增强树脂包含亚甲基受体化合物与亚甲基供体化合物组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述预混炼步骤中，所述增强树脂为1-70份，基于每100份聚丁二烯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述预混炼步骤中，所述增强树脂为10-40份。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚甲基受体化合物为酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚甲基供体化合物是六甲氧基甲基三聚氰胺。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚甲基受体化合物与所述亚甲基供体化合物的份数比为2-10。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增强填料包括炭黑。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了聚丁二烯以外，可交联聚合物基料还包含天然橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶。
9.一种轮胎用橡胶配混物，其使用根据权利要求1所述的方法生产。
10.一种轮胎构件，其特征在于，其由根据权利要求9所述的配混物制成。
11.一种胎面，其特征在于，其由根据权利要求9所述的配混物制成。
12.一种轮胎，其包括根据权利要求10所述的构件。
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