CN106573427A - 用于制备具有有利磨损特性的轮胎胎面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备可硫化的物质组合物的方法，所述方法包括：将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合以形成母料，将固化剂引入所述母料中，并将所述固化剂混合到所述母料中以形成可硫化的物质组合物。

Description

用于制备具有有利磨损特性的轮胎胎面的方法
技术领域
本发明的实施例涉及用于制备具有有利磨损特性的轮胎胎面的方法。根据本发明的一个或多个实施例，在引入固化剂之前，在强碱和烟酰胺存在的情况下将橡胶、二氧化硅和二氧化硅偶联剂混合。
背景技术
在制造轮胎部件尤其是轮胎胎面领域中，二氧化硅已被用作填充剂来提供有利的磨损特性以及其他性能优势。二氧化硅与二氧化硅偶联剂结合使用，其中二氧化硅偶联剂以化学方式将二氧化硅连接到橡胶。例如，巯基硅烷已被用作偶联剂，由此巯基单元与橡胶内的不饱和键反应，并且硅烷单元通过缩合反应与二氧化硅颗粒的表面反应。现有技术诸如美国公开No.2004/0152811提出了强碱(如二苯胍)可促进这种缩合反应并得到改善的结果。然而，这些强碱也用作橡胶硫固化的促进剂，因此必须仔细衡量这些强碱的使用，避免对固化性能造成不利影响。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供了一种用于制备可硫化的物质组合物的方法，所述方法包括：将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合以形成母料，将固化剂引入所述母料中，并将所述固化剂混合到所述母料中以形成可硫化的物质组合物。
具体实施方式
引言
本发明的实施例至少部分地基于用于制备可硫化组合物的混合工艺的发现，其中所述可硫化组合物可用于制备轮胎胎面。根据这些工艺，在引入固化剂(诸如硫)之前，在烟酰胺和强碱存在的情况下将橡胶、二氧化硅和二氧化硅偶联剂混合。由这些可硫化组合物制备的轮胎胎面表现出有利的磨损特性。尽管现有技术建议在类似的混合技术期间使用强碱，还建议使用烟酰胺作为固化促进剂，但是通过实施本发明获得的磨损特性出人意料。实际上，不希望受到特定理论的束缚，据信，烟酰胺和强碱协同地相互作用或提供协同作用，从而产生有利的磨损特性，而不会对固化性能造成不利影响。
混合程序
在一个或多个实施例中，本发明的工艺包括在引入固化剂之前，在强碱和烟酰胺存在的情况下将橡胶、二氧化硅和二氧化硅偶联剂混合这一步骤。在该混合步骤之后，将固化剂引入所述组合物中并继续混合。也可包括在制备用于轮胎胎面的可硫化组合物时常用的其他成分。例如，其他成分诸如炭黑、加工油、加工助剂(如氧化锌和脂肪酸)和抗降解剂(如抗氧化剂或抗臭氧剂)也可与橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺一起包括在内。此外，各种固化促进剂和/或固化阻滞剂可在引入固化剂时一起包括在内。
母料混合步骤
橡胶、二氧化硅和二氧化硅偶联剂以及其他非固化性成分(例如，强碱和烟酰胺)的混合可被称为母料混合步骤，而通过该混合步骤制备的组合物可被称为母料。该步骤也可被称为非生产性混合步骤。在一个或多个实施例中，一般同时引入橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺，并在类似条件下将其混合大致相同的时间。在其他实施例中，在第一混合子步骤中将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺中的两种或更多种混合，然后加入剩余的成分，并继续混合。也就是说，可以有两个或更多个母料混合步骤。例如，在一个或多个实施例中，可在第一母料混合步骤中先混合橡胶和二氧化硅，然后在该第一母料混合步骤之后，可将偶联剂、烟酰胺和强碱引入所述组合物中，并继续混合。在其他实施例中，在第一母料混合步骤中引入并混合橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂和烟酰胺，然后在第二母料混合步骤中加入强碱并混合。或者，在第一母料混合步骤中引入并混合橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂和强碱，然后在第二母料混合步骤中加入烟酰胺并混合。在一个或多个实施例中，所述组合物可从混合机中滴出和/或在各个母料混合步骤之间冷却。虽然可根据中间冷却步骤来区分这些母料混合步骤，但是两个或更多个母料混合步骤的特征在于峰值温度(即，滴出温度)高于在最终混合步骤中使用的混合温度。这些峰值混合温度如下所述。
在其他示例性实施例中，可在两个或更多个母料混合步骤中添加所述成分中的一种或多种的部分。例如，在第一母料混合步骤中，可引入并混合橡胶、二氧化硅、偶联剂和强碱，然后在随后的母料混合步骤中，可接着将另外的二氧化硅、偶联剂和烟酰胺引入所述组合物中，并在第二母料混合步骤中继续混合。在一个或多个实施例中，将强碱和烟酰胺中的至少一种与偶联剂一起添加或者至少在与添加偶联剂相同的子步骤中添加。
在一个或多个实施例中，母料混合步骤或母料混合步骤的一个或多个子步骤可通过混合期间组合物所获得的峰值温度来表征。该峰值温度也可称被为滴出温度。在一个或多个实施例中，母料混合步骤期间组合物的峰值温度可为至少140℃，在其他实施例中为至少150℃，并且在其他实施例中为至少160℃。在这些或其他实施例中，母料混合步骤期间组合物的峰值温度可为约140℃至约200℃，在其他实施例中为约150℃至约190℃，并且在其他实施例中为约160℃至约180℃。
在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而添加的强碱的量可基于组合物中存在的橡胶进行描述，该橡胶在母料混合步骤(包括其任何子步骤)期间引入。在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而引入的强碱的量可为至少0.3重量份(pbw)强碱/100重量份橡胶(phr)，在其他实施例中为至少0.5pbw强碱/100phr，并且在其他实施例中为至少1.0pbw强碱/100phr。在这些或其他实施例中，作为母料混合步骤的一部分而添加的强碱的量可为至多2.5pbw强碱/100phr，在其他实施例中为至多2.0pbw强碱/100phr，并且在其他实施例中为至多1.8pbw强碱/100phr。在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而引入的强碱的量可为约0.3至约2.5pbw强碱/100phr，在其他实施例中为约0.5至约2.0pbw强碱/100phr，并且在其他实施例中为约1.0至约1.8pbw强碱/100phr。
在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而添加的烟酰胺的量可基于组合物中存在的橡胶进行描述，该橡胶在母料混合步骤(包括其任何子步骤)期间引入。在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而引入的烟酰胺的量可为至少0.5重量份(pbw)烟酰胺/100重量份橡胶(phr)，在其他实施例中为至少1.0pbw烟酰胺/100phr，并且在其他实施例中为至少1.5pbw烟酰胺/100phr。在这些或其他实施例中，作为母料混合步骤的一部分而添加的烟酰胺的量可为至多3.3pbw烟酰胺/100phr，在其他实施例中为至多3.0pbw烟酰胺/100phr，并且在其他实施例中为至多2.8pbw烟酰胺/100phr。在一个或多个实施例中，作为母料混合步骤的一部分而引入的烟酰胺的量可为约0.5至约3.3pbw烟酰胺/100phr，在其他实施例中为约1.0至约3.0pbw烟酰胺/100phr，并且在其他实施例中为约1.5至约2.8pbw烟酰胺/100phr。
在一个或多个实施例中，在母料混合步骤结束时，在最终混合步骤之前冷却所述组合物。在实践中，这通常包括从混合机中滴出组合物并冷却组合物，然后将所述组合物重新引入混合机中用于最终混合步骤。在一个或多个实施例中，在母料混合步骤之后，将组合物冷却至低于130℃的温度，在其他实施例中冷却至低于100℃的温度，在其他实施例中冷却至低于70℃的温度，并且在其他实施例中冷却至低于30℃的温度。在一个或多个实施例中，在标准温度和压力条件下将组合物冷却至少1小时，在其他实施例中冷却至少6小时，并且在其他实施例中冷却至少12小时。
最终混合步骤
在母料混合之后，将固化剂或固化剂体系引入所述组合物中，并继续混合以最终形成可硫化的物质组合物。该混合步骤可被称为最终混合步骤、固化性混合步骤或生产性混合步骤。
在一个或多个实施例中，所述最终混合步骤可通过最终混合期间组合物所获得的峰值温度来表征。技术人员将认识到，该温度也可被称为最终滴出温度。在一个或多个实施例中，最终混合期间组合物的峰值温度可为至多130℃，在其他实施例中为至多110℃，并且在其他实施例中为至多100℃。在这些或其他实施例中，最终混合期间组合物的峰值温度可为约80℃至约130℃，在其他实施例中为约90℃至约115℃，并且在其他实施例中为约95℃至约105℃。
成分
橡胶
在一个或多个实施例中，橡胶(也可被称为可硫化的橡胶或弹性体)可包括这样的聚合物，其可被硫化以形成具有橡胶或弹性体性能的组合物。这些弹性体可包括天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶通常源自共轭二烯单体的聚合、共轭二烯单体与其他单体如乙烯基取代的芳族单体的共聚、或乙烯与一种或多种α-烯烃和任选的一种或多种二烯单体的共聚。
示例性的弹性体包括天然橡胶、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯-异戊二烯共聚物、氯丁橡胶、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物、异戊二烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、聚硫橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶以及它们的混合物。这些弹性体可具有各种各样的大分子结构，包括线形、支化和星形结构。这些弹性体还可包含一个或多个官能单元，所述官能单元通常包括杂原子。
二氧化硅
在本发明的可硫化组合物中用作填充剂的二氧化硅通常是众所周知的。合适的二氧化硅补强填充剂的例子包括但不限于沉淀的无定形二氧化硅、湿二氧化硅(水合硅酸)、干二氧化硅(无水硅酸)、气相二氧化硅、硅酸钙等。其他合适的填充剂包括硅酸铝、硅酸镁等。在特定实施例中，二氧化硅是沉淀的无定形湿加工水合二氧化硅。在一个或多个实施例中，这些二氧化硅通过在水中进行的化学反应产生，二氧化硅从该化学反应中沉淀为超细球形颗粒。据信，这些原生颗粒强烈地缔合成聚集体，这些聚集体继而又不那么强烈地结合成团聚体。
可以使用的一些市售二氧化硅包括Hi-Sil 215、Hi-Sil 233和Hi-Sil 190(宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业公司(PPG Industries,Inc.；Pittsburgh,Pa.))。市售二氧化硅的其他供应商包括马里兰州巴尔的摩市的格雷斯戴维森公司(Grace Davison(Baltimore,Md.))、新泽西州帕西潘尼的德固萨公司(Degussa Corp.(Parsippany,N.J.))、新泽西州克兰拜瑞的Rhodia Silica Systems(Rhodia Silica Systems(Cranbury,N.J.))和新泽西州爱迪生的J.M.休伯联合公司(J.M.Huber Corp.(Edison,N.J.))。
在一个或多个实施例中，二氧化硅可通过其表面积进行表征，表面积给出其增强特性的量度。Brunauer、Emmet和Teller(“BET”)方法(J.Am.Chem.Soc.,vol.60,p.309etseq.《美国化学会志》，第60卷，第309页起中所述的方法)是用于测定表面积的公认方法。二氧化硅的BET表面积通常为小于450m2/g。表面积的有用范围包括约32至约400m2/g、约100至约250m2/g、约150至约220m2/g。
在一个或多个实施例中，二氧化硅的pH可为约5至约7或略高于7，或在其他实施例中为约5.5至约6.8。
二氧化硅偶联剂
在一个或多个实施例中，所述二氧化硅偶联剂是含硫二氧化硅偶联剂。含硫二氧化硅偶联剂的例子包括双(三烷氧基甲硅烷基有机)多硫化物或巯基有机烷氧基硅烷。双(三烷氧基甲硅烷基有机)多硫化物的类型包括双(三烷氧基甲硅烷基有机)二硫化物和双(三烷氧基甲硅烷基有机)四硫化物。
适用于本发明的示例性双(三烷氧基甲硅烷基有机)二硫化物二氧化硅偶联剂包括但不限于：3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三正丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(三己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、2,2'-双(二甲基甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、3,3'-双(二苯基环己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(乙基二仲丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(丙基二乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、12,12'-双(三异丙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3,3'-双(二甲氧基苯基甲硅烷基-2-甲基丙基)二硫化物等，以及任何上述物质的混合物。
适用于本发明的示例性双(三烷氧基甲硅烷基有机)四硫化物二氧化硅偶联剂包括但不限于：四硫化双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基-N，N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物，以及任何上述物质的混合物。特别优选的是双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。
化学处理的无机氧化物
在一个或多个实施例中，除了二氧化硅和/或偶联剂之外可使用化学处理的无机氧化物，或以之代替二氧化硅和/或偶联剂。在一个或多个实施例中，在本发明的实践中使用的化学处理的无机氧化物是已知的，如在美国专利No.6,342,560、No.6,649,684、No.7,569,107、No.7,687,107和No.7,704,552中描述的那些，上述专利以引用方式并入本文。此外，化学处理的无机氧化物可以商品名Agilon 454二氧化硅、Agilon 400二氧化硅和Agilon 458二氧化硅(PPG工业公司(PPG Industries))商购获得。
在一个或多个实施例中，所述化学处理的无机氧化物(可包括无定形无机氧化物或颗粒无机氧化物)的特征可在于：碳含量大于1重量％、硫含量大于0.1重量％、硅烷转化指数(在下文描述)为至少0.3并且标准拉伸应力@300％伸长率(也在下文描述)为7或更大。美国专利No.5,908,660(其并入本文)中描述的工艺可通过以下过程得以改善并用于制备本发明的改性填充剂：在pH为2.5或更低的无机氧化物的水性悬浮液中使用官能化剂和疏水化剂的特定组合，并且用中和剂处理改性填充剂的酸性水性悬浮液，以使所述悬浮液的pH增至3.0至10的范围。
强碱
在一个或多个实施例中，适用于本发明的强碱的pKa大于约10，在其他实施例中为约11至约18，并且在其他实施例中大于约12。示例性的强有机碱包括但不限于：强碱金属醇盐，诸如醇钠或醇钾；胍，诸如三苯胍(TPG)、二苯胍(DPG)、二邻甲苯胍(DTG)、N,N,N',N'-四甲基胍(TMG)等；以及受阻胺碱，诸如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)等；叔胺催化剂，诸如N,N-二甲基环己胺、三乙烯二胺、三乙胺等；季铵碱，诸如氢氧化四丁基铵、双氨基醚如双(二甲基氨基乙基)醚等。
烟酰胺
烟酰胺(Nicotinamide)是公知的化合物，也可被称为nicocynamide或niacynamide、nicotinicamide或吡啶-3-甲酰胺。烟酰胺由CAS No.98-92-0标识。
固化剂
可以采用许多种橡胶固化剂(也称为硫化剂)，包括基于硫或过氧化物的固化体系。固化剂在以下文献中有所描述：Kirk-Othmer,Encyclopedia of ChemicalTechnology,Vol.20,pgs.365-468,(3rd Ed.1982)(Kirk-Othmer，《化学工艺大全》第三版(1982年)，第20卷，第365-468页)，尤其是“Vulcanization Agents and AuxiliaryMaterials,pgs.390-402”(《硫化剂和辅助材料》，第390-402页)，以及A.Y.Coran,Vulcanization,Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,(2nd Ed.1989)(A.Y.Coran，《聚合物科学工程大全》第二版(1989年)，“硫化作用”)，这些文献以引用方式并入本文。在一个或多个实施例中，固化剂是硫。合适的硫类硫化剂的例子包括“橡胶制品”的可溶性硫；供硫硫化剂，诸如二硫胺、聚合多硫化物或硫烯烃加合物；以及不溶性聚合硫。硫化剂可单独使用或组合使用。技术人员将能够容易地选择硫化剂的量以实现所需固化水平。
在一个或多个实施例中，所述固化剂与固化促进剂组合使用。在一个或多个实施例中，使用促进剂以控制硫化所需的时间和/或温度并改善硫化橡胶的性能。促进剂的例子包括噻唑硫化促进剂，诸如2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBS)等；以及胍硫化促进剂，诸如二苯胍(DPG)等。技术人员将能够容易地选择固化促进剂的量以实现所需固化水平。
炭黑
在一个或多个实施例中，炭黑包括炉黑、槽黑和灯黑。更具体的炭黑例子包括超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑、快挤出炉黑、细炉黑、半补强炉黑、中等加工槽黑、难加工槽黑、导电槽黑和乙炔黑。
在特定实施例中，所述炭黑的表面积(EMSA)可为至少20m2/g，并且在其他实施例中为至少35m2/g；表面积值可通过ASTM D-1765使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)技术测定。炭黑可呈粒状形式或非粒状絮状形式。炭黑的优选形式可取决于用于混合橡胶配合物的混合设备的类型。
二氧化硅分散剂
适用于本发明的示例性二氧化硅分散助剂包括但不限于：烷基烷氧基硅烷、氢化或非氢化C5或C6糖的脂肪酸酯、氢化或非氢化C5或C6糖的脂肪酸酯的聚氧乙烯衍生物，以及它们的混合物，或矿物或非矿物附加填充剂。
其他成分
也可将通常用于橡胶配合的其他成分添加到橡胶组合物中。这些包括促进剂、促进剂活化剂、油、增塑剂、蜡、防焦抑制剂、加工助剂、氧化锌、增粘树脂、补强树脂、脂肪酸(如硬脂酸)、塑解剂和抗降解剂(如抗氧化剂和抗臭氧剂)。在特定实施例中，采用的油包括常规地用作增量油的那些，这在上文有述。可采用的有用的油或增量剂包括但不限于芳香油、石蜡油、环烷油、除蓖麻油之外的植物油和低PCA油(包括MES、TDAE和SRAE)以及重环烷油。
成分量
在一个或多个实施例中，可参考可硫化组合物(由前述混合步骤产生的组合物)中各种组分的量来描述该组合物。这些量(本文在下文描述)是在不考虑可引入该成分的具体步骤的情况下提供的。
橡胶
在一个或多个实施例中，基于组合物的总重量计，所述可硫化组合物包含至少20重量％的橡胶组分，在其他实施例中包含至少30重量％的橡胶组分，而在其他实施例中包含至少40重量％的橡胶组分。在这些或其他实施例中，基于组合物的总重量计，所述可硫化组合物包含至多90重量％的橡胶组分，在其他实施例中包含至多70重量％的橡胶组分，而在其他实施例中包含至多60重量％的橡胶组分。在一个或多个实施例中，基于组合物的总重量计，所述可硫化组合物包含约20重量％至约90重量％的橡胶组分，在其他实施例中包含约30重量％至约70重量％的橡胶组分，而在其他实施例中包含约40重量％至约60重量％的橡胶组分。
二氧化硅
在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至少5重量份(pbw)的二氧化硅，在其他实施例中包含至少25pbw的二氧化硅，而在其他实施例中包含至少50pbw的二氧化硅。在这些或其他实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至多200pbw的二氧化硅，在其他实施例中包含至多130pbw的二氧化硅，而在其他实施例中包含至多80pbw的二氧化硅。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含约5至约200pbw的二氧化硅，在其他实施例中包含约25至约130pbw的二氧化硅，而在其他实施例中包含约50至约80pbw的二氧化硅。
二氧化硅偶联剂
在一个或多个实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含至少1pbw的二氧化硅偶联剂，在其他实施例中包含至少2pbw的二氧化硅偶联剂，而在其他实施例中包含至少5pbw的二氧化硅偶联剂。在这些或其他实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含至多20pbw的二氧化硅偶联剂，在其他实施例中包含至多15pbw的二氧化硅偶联剂，而在其他实施例中包含至多10pbw的二氧化硅偶联剂。在一个或多个实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含约1至约20pbw的二氧化硅偶联剂，在其他实施例中包含约2至约15pbw的二氧化硅偶联剂，而在其他实施例中包含约5至约10pbw的二氧化硅偶联剂。
强碱
如上所述，在母料混合步骤中加入强碱。可在最终混合步骤期间任选地加入另外的强碱。因此，本文提供的量(代表最终可硫化组合物)包括在母料混合步骤中加入的量加上在最终混合步骤中加入的任何另外的量。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至少0.3重量份(pbw)的强碱，在其他实施例中包含至少0.5pbw的强碱，而在其他实施例中包含至少1.0pbw的强碱。在这些或其他实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至多2.5pbw的强碱，在其他实施例中包含至多2.0pbw的强碱，而在其他实施例中包含至多1.8pbw的强碱。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含约0.3至约2.5pbw的强碱，在其他实施例中包含约0.5至约2.0pbw的强碱，而在其他实施例中包含约1.0至约1.8pbw的强碱。
烟酰胺
如上所述，在母料混合步骤中加入烟酰胺。可在最终混合步骤期间任选地加入另外的烟酰胺。因此，本文提供的量(代表最终可硫化组合物)包括在母料混合步骤中加入的量加上在最终混合步骤中加入的任何另外的量。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至少0.5重量份(pbw)的烟酰胺，在其他实施例中包含至少1.0pbw的烟酰胺，而在其他实施例中包含至少1.5pbw的烟酰胺。在这些或其他实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至多3.3pbw的烟酰胺，在其他实施例中包含至多3.0pbw的烟酰胺，而在其他实施例中包含至多2.8pbw的烟酰胺。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含约0.5至约3.3pbw的烟酰胺，在其他实施例中包含约1.0至约3.0pbw的烟酰胺，而在其他实施例中包含约1.5至约2.8pbw的烟酰胺。
炭黑
在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至少0重量份(pbw)的第一炭黑，在其他实施例中包含至少10pbw的第一炭黑，而在其他实施例中包含至少20pbw的第一炭黑。在这些或其他实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含至多200pbw的第一炭黑，在其他实施例中包含至多100pbw的第一炭黑，而在其他实施例中包含至多70pbw的第一炭黑。在一个或多个实施例中，在每100重量份橡胶(phr)中，所述可硫化组合物包含约0至约200pbw的第一炭黑，在其他实施例中包含约10至约100pbw的第一炭黑，而在其他实施例中包含约20至约70pbw的第一炭黑。
二氧化硅分散剂
在一个或多个实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含至少0pbw的二氧化硅分散剂，在其他实施例中包含至少5pbw的二氧化硅分散剂，而在其他实施例中包含至少7pbw的二氧化硅分散剂。在这些或其他实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含至多20pbw的二氧化硅分散剂，在其他实施例中包含至多16pbw的二氧化硅分散剂，而在其他实施例中包含至多12pbw的二氧化硅分散剂。在一个或多个实施例中，在每100重量份二氧化硅中，所述可硫化组合物包含约0至约20pbw的二氧化硅分散剂，在其他实施例中包含约5至约16pbw的二氧化硅分散剂，而在其他实施例中包含约7至约12pbw的二氧化硅分散剂。
混合设备
所述橡胶组合物的所有成分均可以用标准混合设备(如Banbury或Brabender混合机、挤出机、捏合机和两辊磨机)进行混合。如上所述，在两个或更多个阶段中混合成分。在第一阶段(即，混合阶段)中，制备母料，其通常包含橡胶组分和填充剂。
轮胎的制备
可根据普通轮胎制造技术(包括标准橡胶成型、模制和固化技术)将组合物加工成轮胎部件。通常，通过在模具中加热可硫化组合物来实现硫化；例如，可将其加热至约140℃至约180℃。固化或交联的橡胶组合物可被称为硫化橡胶，其通常包含热固性的三维聚合物网络。其他成分(例如，填充剂和加工助剂)可均匀地分散在整个交联网络中。充气轮胎可如美国专利No.5,866,171、No.5,876,527、No.5,931,211和No.5,971,046中所论述的那样来制造，这些专利以引用方式并入本文中。
为了证实本发明的实践，已制备和测试了以下实例。然而，所述实例不应被视为限制本发明的范围。权利要求书将用于限定本发明。
实例
为了展示本发明的实践，通过使用下表I中提供的成分和混合顺序制备了若干种可硫化组合物。如表I所示，通过使用两个母料混合步骤制备所述可硫化组合物。然后加入固化体系并在最终混合步骤中混合。一般来说，烟酰胺和二苯胍的添加量和添加位置以及混合量和混合位置不同。表I还提供了对由表中提供的成分制备的组合物和/或硫化橡胶进行的一些分析测试的结果。
表I
所述各个混合步骤在Banbury混合机中进行。在制备第一母料期间，混合机在75rpm下运行，组合物达到的峰值温度为160℃。在该时间点，将组合物从混合机中滴出。将组合物冷却至低于约85℃的温度之后，将所述组合物与用于第二母料的各种其他成分一起重新引入混合机中。在75rpm下继续混合，得到约160℃的峰值组合物温度。再次将组合物从混合机中滴出并使其冷却至低于约85℃的温度。在该时间点，将所述组合物与用于最终混合阶段的成分一起重新引入混合机中。在约100℃的峰值组合物温度和40rpm下继续混合，然后将组合物从混合机中滴出，从所述组合物中获得样品用于分析测试。
利用在160℃下运行的MDR 200进行流变仪测量，利用在266℉下运行的仪器(埃迩法仪器科技有限公司(Alpha Technologies))进行RPA测量，利用与在美国专利No.7,750,087和No.6,939,910中所述的Lambourne磨损测试类似的测试进行磨损量化分析，以上两篇专利以引用方式并入本文。测试结果相对于对照(样品1)示出。
不脱离本发明的范围和实质的各种变型和更改对本领域的技术人员而言将是显而易见的。本发明不应被不当地局限于本文所示的示例性实施例。

Claims (11)

1.一种用于制备可硫化的物质组合物的方法，所述方法包括：
i.将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合，以形成母料；
ii.将固化剂引入所述母料中；以及
iii.将所述固化剂混合到所述母料中，以形成可硫化的物质组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述强碱是胍。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述强碱是二苯胍。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤达到至少140℃的峰值组合物温度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤达到至少150℃的峰值组合物温度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将所述固化剂混合到所述母料中的步骤达到至多130℃的峰值组合物温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将所述固化剂混合到所述母料中的步骤达到至多110℃的峰值组合物温度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤在至少两个子步骤中进行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤包括第一子步骤和第二子步骤，在所述第一子步骤中首先混合橡胶和二氧化硅，所述第二子步骤包括引入并混合二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤包括第一子步骤和第二子步骤，在所述第一子步骤中首先混合橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂和强碱，所述第二子步骤包括引入并混合烟酰胺。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述将橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂、强碱和烟酰胺混合的步骤包括第一子步骤和第二子步骤，在所述第一子步骤中首先混合橡胶、二氧化硅、二氧化硅偶联剂和烟酰胺，所述第二子步骤包括引入并混合强碱。
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