[发明专利]橡胶组合物及其应用

说明书

发明领域

本发明涉及一种含有乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶的橡胶组合物，它在动态特性方面是卓越的，即，它具有低介质损耗角正切δ(tanδ)，且在耐热性与耐疲劳性方面也是卓越的，它适用于汽车轮胎和橡胶隔震材料。

背景技术

二烯烃型橡胶，诸如天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBS)和丁二烯橡胶(BR)，被人们认为在耐动态疲劳性与动态特性方面是卓越的橡胶，并且它在汽车轮胎和橡胶隔震材料方面被用作原料橡胶。然而，近年来，使用橡胶产品的环境已经发生很大的改变，且对橡胶产品的耐热性与耐天候老化性方面提出改进的要求。

就汽车轮胎、鞋底和轮胎侧壁而言，特别要求耐天候老化性。然而，迄今未有这样的保持卓越的耐疲劳性和常规的二烯烃型橡胶所提供的动态特性和还具有好的耐天候老化性的橡胶。

迄今对包含二烯烃型橡胶(它具有卓越的耐动态疲劳性与动态特性)和乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶，诸如具有卓越的耐热性与耐天候老化性的乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物橡胶(EPDM)的掺合物型橡胶组合物已进行过种种研究。然而，乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶所具有的动态特性的级别与二烯烃型橡胶所具有的动态特性的级别是不同的，以致迄今未能得到显示均匀物理性质的掺合物型橡胶组合物。汽车轮胎的动态特性是与所用的材料是否使燃料消耗变得更坏有关的，并且是低介质损耗角正切δ(损失正切)的指标，低介质损耗角正切δ越低动态特性就越好。

其时，就汽车的橡胶隔震装置产品而言，随着发动机室内部温度更进一步的升高，使基于天然橡胶(即，惯用的二烯烃型橡胶)的这样橡胶隔震装置产品成为很难提供实际上应忍受的耐疲劳性。

因此，新橡胶材料的出现是人们所希望的，这种新橡胶材料具有卓越的耐热性和还具有相当或超过二烯烃型橡胶所具有的动态特性与耐疲劳性。

一般说，为了提高耐疲劳性，材料必须具有缓和力的机制。为此，材料必须显示出交联为多硫状态而不是单硫状态，且还必须具有适度的交联密度。

另一方面，提高动态特性必须要更高的交联密度。

在现有技术中，当试图对于二烯型橡胶诸如NR平衡乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶的动态特性时，交联密度变得太高，结果机械性能，诸如断裂拉伸伸长率变劣；因此它不可能使动态特性与物理性质相容。

发明内容

本发明的是为了解决现有技术的上述问题。其目的是提供一种这样的橡胶组合物，它具有与二烯烃型橡胶诸如天然橡胶相当的耐疲劳性、机械性能和动态特性，并且还具有卓越的耐热性和耐天候老化性。

发明人最早开始研究解决上述问题并发现：通过使用具有好的耐热性的乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶、特定的烷氧基硅烷化合物、特定的聚硅氧烷、还有特定的细粉状硅酸和/或硅酸盐，和通过增强细粉状硅酸和/或硅酸盐与聚合物(即，乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯烃共聚物橡胶)之间的相互作用，通过烷氧基硅烷化合物和聚硅氧烷，有可能同时提高动态特性与机械性能(此二种性能本是自相矛盾的)。于是，实现了本发明。

即，本发明包括下列各发明。

(1)一种橡胶组合物，包括一种乙烯-具有3-12个碳原子的α-烯烃-非共轭聚烯共聚物橡胶；至少一种的具有式[1]的烷氧基硅烷化合物：其中，R为具有1-4个碳原子的烷基，R¹为具有1-4个碳原子的烷基或苯基，n为0、1或2，R²为具有1-6个碳原子的二价的线型或支化烃基，R³为具有6-12个碳原子的亚芳基，m和p的每一个为0或1，条件是m和p不能同时为0，q为1或2，如果q为1的话B为-SCN或-SH，如果q为2的话B为-Sx-(此处x为2-8的一个整数)，或者是式[2]的烷氧基硅烷化合物：其中，R为具有1-4个碳原子的烷基，R¹为具有1-4个碳原子的烷基或苯基，n为0、1或2，R⁴为具有2-20个碳原子的一价的线型或支化的不饱和烃基或为在端部被丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基取代的一价的C_2-20烃基；至少一种的具有数均分子量为为200-300000的线形、环状或支化的聚硅氧烷，它具有一个式[3]的烷氧基甲硅烷基；