CN106414586A - 用于生产轮胎的橡胶配混物 - Google Patents

Abstract

一种用于轮胎的橡胶配混物，其包含至少一种可交联聚合物基料、补强填料、硫化体系、补强树脂和式(I)的二硫醇化学物质，SHRSH(I)其中R是由3‑12个原子组成的脂族或芳族基团。

Description

用于生产轮胎的橡胶配混物

技术领域

本发明涉及一种用于生产轮胎的橡胶配混物。

背景技术

此处及下文中的表述“母料混合步骤”是指其中将聚合物基料与除了硫化体系之外的配混物的其它成分混合的混合步骤。

此处及下文中的表述“亚甲基供体化学物质”是指在“亚甲基受体”化学物质存在下，通过亚甲基桥能够作为交联剂的化学物质。

市场上对具有低滚动阻力的轮胎的需求日益增长。在这方面，轮胎领域的一部分研究集中在找到能够提供低滚动阻力而不损害其他轮胎特性例如机械特性的解决方案。

获得滚动阻力方面的改进的可能性之一是减少配混物中补强填料的量。然而，减少补强填料通常导致配混物的机械特性例如拉伸强度劣化。

因此，需要通过减少补强填料的量来改善配混物的滚动阻力特性，而不会导致配混物的机械特性劣化。

为了更全面地理解本发明，应当强调的是，组分橡胶配混物的长期热稳定性和机械稳定性是轮胎特别重要的特性。

已知使用基于过氧化物的硫化体系或所谓的有效硫化(EV)体系，其特征在于硫/促进剂比率有利于后者，保证更好的长期热稳定性和机械稳定性，但损害工艺韧性和耐疲劳性。不同的是，常规硫化(CV)体系，其特征在于硫/促进剂不利于后者，保证了在生产阶段更大的韧性和更大的耐疲劳性，但是损害长期热稳定性和机械稳定性。

令人惊异地，本申请人设计了一种解决方案，其允许减少配混物中补强填料的量，而不劣化机械特性，同时改善配混物的长期稳定性。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的主题是包含至少一种可交联聚合物基料、补强填料和硫化体系的橡胶配混物；所述配混物的特征在于其包含补强树脂和具有式(I)的二硫醇化学物质，

SHRSH(I)

其中R是由3-12个原子组成的脂族或芳族基团。

优选地，二硫醇化学物质具有式SH(CH₂)_nSH，其中n为3-12。

优选地，二硫醇化学物质是SH(CH₂)₆SH。

优选地，二硫醇化学物质以0.5至20phr的量存在于配混物中。

优选地，所述补强树脂是与所述硫化体系一起加入到正制备的配混物中的单组分树脂。

优选地，所述补强树脂是双组分树脂；所述双组分树脂的甲基受体化学物质在母料混合步骤期间加入到正制备的所述配混物中，且亚甲基供体化学物质与所述硫化体系一起加入到正制备的所述配混物中。

优选地，所述补强树脂包括在由丙烯酸系树脂，醇酸系树脂，胺系树脂，酰胺系树脂，马来酰亚胺系树脂，马来系树脂，环氧系树脂，呋喃系树脂，酚醛树脂，苯酚甲醛树脂，聚酰胺树脂，聚酯树脂，聚氨酯树脂，乙烯基系树脂，乙烯基酯树脂，氰基丙烯酸系树脂，硅酮树脂，硅氧烷树脂，三聚氰胺树脂，脲醛树脂和富马酸系树脂组成的组中。

优选地，所述补强树脂以1至50phr的量存在于所述配混物中。

优选地，补强填料以5至30phr的量存在于所述配混物中。

本发明的另一个主题是用本发明的配混物主题生产的轮胎部件。

优选地，所述部件是胎面。

本发明的另一个主题是包括用本发明的配混物主题产生的部件的轮胎。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，给出以下实施例，纯粹是出于说明性的非限制性目的。

实施例

制备四种比较配混物(配混物A-D)和根据本发明的配混物(配混物E)。

比较配混物可以描述如下：配混物A是不含二硫酚化学物质且不含补强树脂的标准配混物；配混物B与配混物A不同，因为其具有一半量的炭黑；配混物C具有与配混物B相同量的炭黑，并且包含二硫醇化学物质但不包含补强树脂；配混物D也具有与配混物B相同量的炭黑，并且包含补强树脂但不包含二硫醇化学物质。

根据本发明原理制备的配混物(配混物E)与比较配混物的不同之处在于其具有一半量的炭黑，并且包含补强树脂和二硫醇化学物质。

根据下述方法制备配混物A-E。

-配混物的制备-

(第一混合步骤-母料)

在混合开始之前，将聚合物基料、炭黑和补强树脂的亚甲基受体化学物质加载到具有切向转子和230-270升内部体积的混合器中，达到填充因子范围为66-72％。

将混合器在40至60r.p.m.的速度下操作，一旦达到140至160℃的温度，排出所形成的混合物。

(第二混合步骤)

将从前述步骤获得的混合物在以40至60r.p.m.的速度操作的混合器中再次混合。随后，一旦达到130至150℃的温度就排出。

(第三混合步骤)

将由硫和促进剂组成的硫化体系、二硫醇化学物质和补强树脂的亚甲基供体化学物质加入到从前述步骤获得的混合物中，达到63-67％的填充系数。

混合器的操作速度为20-40r.p.m.，一旦达到90-110℃的温度，排出所形成的混合物。

与上述方法不同，二硫醇化学物质和补强树脂，无论其是单组分还是双组分，可以在母料混合步骤中加入到配混物中，采取某些预防措施以避免交联反应。

表I显示以phr表示配混物的组成。

表I

配混物	A	B	C	D	E
						天然橡胶	70.0	70.0	70.0	70.0	70.0
丁基橡胶	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
						炭黑	40.0	20.0	20.0	20.0	20.0
二硫醇化学物质	--	--	--	5.0	5.0
						苯酚甲醛	--	--	15.0	--	15.0
HMMM	--	--	5.0	--	5.0
						硫	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
促进剂	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6

使用的炭黑是N234。

苯酚甲醛和HMMM(六甲氧基甲胺)分别是双组分补强树脂的亚甲基受体化学物质和亚甲基供体化学物质。

所用的二硫醇化学物质是SH(CH₂)₆SH。

所使用的促进剂是N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(TBBS)。

实验测试

一旦硫化，将配混物进行实验测试以确定根据本发明的配混物相对于比较配混物的优点。

特别地，所述配混物经历了机械和动态性质的测试。机械性能是根据ASTM D412C标准测量，而动态性能是根据ISO 4664标准测量。

如本领域技术人员已知的，滚动阻力参数与滞后值严格相关：滞后值越低，滚动阻力越好。

为了评价配混物的稳定性，对其进行“老化”步骤，在此过程中，配混物根据ISO188标准在100℃的温度下保持6天。

表II显示了进行的实验测试的值。滞后和韧性值被指示为相对于比较配混物A的值，而长期稳定性值是以相对于在没有老化的情况下记录在所述配混物上的数据的百分数表示(指数越高，性质越高)。

表II

配混物	A	B	C	D	E
						滞后	100	130	120	120	130
韧性	100	65	100	100	110
						老化6天后的韧性	40	55	55	60	90

从表II中给出的数据可以看出，由于补强树脂和二硫醇化学物质的组合的协同效应，确保了滚动阻力方面的改进，而不损害机械拉伸性能，并且最重要的是，甚至在长期稳定性方面更令人惊讶的改善。

比较配混物C和D证实，仅上述组合的部分条件不能保证上述优点。

特别地，上述协同作用在配混物的稳定性中的效果是非常令人惊讶的。事实上，比较配混物显示，补强树脂(配混物C)的单独存在或二硫醇化学物质(配混物D)的单独存在导致各配混物的稳定性远低于补强树脂和二硫醇化学物质组合存在所获得的稳定性。

总之，补强树脂和二硫醇化学物质的组合存在，允许在不损害机械特性的情况下减少补强填料的量，并令人惊讶地保证在配混物的长期稳定性方面的高值。

Claims (12)

1.一种橡胶配混物，其包含至少一种可交联聚合物基料、补强填料和硫化体系；所述配混物的特征在于，其包含补强树脂和具有式(I)的二硫醇化学物质，

SHRSH(I)

其中R是由3-12个原子组成的脂族或芳族基团。

2.根据权利要求1的橡胶配混物，其特征在于所述二硫醇化学物质具有式SH(CH₂)_nSH，其中n为3至12。

3.根据权利要求2的橡胶配混物，其特征在于所述二硫醇化学物质是SH(CH₂)₆SH。

4.根据前述权利要求任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述二硫醇化学物质以0.5至20phr的量存在于所述配混物中。

5.根据前述权利要求任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述补强树脂是与所述硫化体系一起加入到正制备的所述配混物中的单组分树脂。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述补强树脂是双组分树脂；所述双组分树脂的甲基受体化学物质在母料混合步骤期间加入到正制备的所述配混物中，且亚甲基供体化学物质与所述硫化体系一起加入到正制备的所述配混物中。

7.根据前述权利要求任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述补强树脂包括在由丙烯酸系树脂，醇酸系树脂，胺系树脂，酰胺系树脂，马来酰亚胺系树脂，马来系树脂，环氧系树脂，呋喃系树脂，酚醛树脂，苯酚甲醛树脂，聚酰胺树脂，聚酯树脂，聚氨酯树脂，乙烯基系树脂，乙烯基酯树脂，氰基丙烯酸系树脂，硅酮树脂，硅氧烷树脂，三聚氰胺树脂，脲醛树脂，富马酸系树脂组成的组中。

8.根据前述权利要求任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述补强树脂以1至50phr的量存在于所述配混物中。

9.根据前述权利要求任一项所述的橡胶配混物，其特征在于所述补强填料以5至30phr的量存在于所述配混物中。

10.用根据前述权利要求任一项所述的配混物生产的轮胎部件。

11.用根据权利要求1～9中任一项所述的配混物生产的轮胎胎面。

12.一种轮胎，其包括根据权利要求10所述的部件。