[发明专利]包含接枝聚合物的轮胎和橡胶组合物

说明书

本发明涉及轮胎，所述轮胎包含橡胶组合物，所述橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、增强填料、化学交联剂和至少一种特定的改性剂。

在轮胎的制造领域中，特别是在与地面接触的橡胶组合物（称为胎面）的配方上，通常的目标是寻找矛盾性能（例如滚动阻力和轮胎暂时接受某些应变的能力）之间的最佳的可能折衷。

特别地，形成胎面的材料需要在低应变和中等应变下显示出良好的刚度，从而特别提供低滚动阻力，同时能够可逆地接受某些应变，并且在较大应力或应变的作用下不会损坏。换言之，需要这种材料，所述材料在低应变和中等应变下坚硬，在断裂时显示出高伸长或显示出高断裂应力。

公知弹性体的化学交联赋予其良好的机械性质和热性质。化学交联的特征在于在聚合物链之间建立化学共价键。存在用于化学交联的多种方法。最广泛使用的方法是基于硫化合物的方法，所述方法用于在其主链中包含不饱和度的弹性体材料的交联。另一广泛使用的方法是用过氧化物化学交联。

然而，当聚合物链之间的共价键的数目（桥密度）增加时，在低应变和中等应变下的刚度升高但是断裂伸长降低。相反地，如果桥密度降低，断裂伸长升高但是在低应变和中等应变下的刚度降低。

本申请公司已经发现，可以通过在弹性体中引入特定密度的链间非共价键从而得到在低应变和中等应变下的良好刚度和高断裂伸长之间的折衷。

链间非共价键的存在通常称为物理交联或可逆交联。物理交联可通过用化学分子官能化聚合物链而得到，所述化学分子能够通过非永久性物理相互作用而彼此缔合，例如离子相互作用、氢键、离子-偶极相互作用和偶极-偶极相互作用。

当在化学交联体系的存在下将这种弹性体配制在橡胶组合物中时，在弹性体链之间出现共价键，这对于非共价键来说是额外的。

在本文的延续中，橡胶组合物中存在的“改性剂的含量”应被理解为是指以摩尔百分比计，对于组合物的每一百个二烯弹性体单元，组合物中存在的改性剂的分子数量，无区别地不论其为二烯单元或非二烯单元。

例如，如果相对于SBR的改性剂含量为0.20摩尔%，这是指对SBR的每100个苯乙烯和丁二烯单元将存在0.20分子的改性剂。

在组合物中同时使用用改性剂预接枝的弹性体和不用改性剂接枝的二烯弹性体的情况下，改性剂的含量表示每100个二烯弹性体单元接枝的改性剂的分子数量，单元数量考虑两种弹性体（接枝和未接枝），假设其它未预接枝的改性剂分子没有加入组合物中。

因此，本发明的主题是轮胎，所述轮胎包含至少一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料、至少一种化学交联剂和至少一种任选地预接枝至所述二烯弹性体的改性剂，所述改性剂选自下式（I）的化合物：

其中

R表示包含至少一个反应性基团的单元，

R₁表示氢，

R₂表示包含2至8个碳原子和任选的一个或多个选自S、N、O或Si的杂原子的烷基基团，

A表示氧原子或硫原子或-NH基团，优选氧原子。

包含共价键的交联桥通过化学交联体系的存在而形成。包含非共价键的交联桥通过曾沿着弹性体链接枝的改性剂的缔合基团的存在而形成。

本发明的另一主题是一种轮胎橡胶组合物的制备方法，所述轮胎橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料和至少一种化学交联剂，其特征在于所述方法包括如下阶段：

-向所述二烯弹性体接枝改性剂，所述改性剂选自下式（I）的化合物：

其中

R表示包含至少一个反应性基团的单元，

R₁表示氢，

R₂表示包含2至8个碳原子和任选的一个或多个选自S、N、O或Si的杂原子的烷基基团，

A表示氧原子或硫原子或-NH基团，优选氧原子，

-在被所述改性剂接枝的所述二烯弹性体中并入所述增强填料，热机械捏合所有物质一次或多次，直至达到在130°C和200°C之间的最大温度，

-将组合的混合物冷却至小于100°C的温度，

-然后引入所述化学交联剂，

-捏合所有物质直至小于120°C的最大温度，

-挤出或压延所得到的橡胶组合物。

本发明的又一主题是一种轮胎橡胶组合物的制备方法，所述轮胎橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料和至少一种化学交联剂，其特征在于所述方法包括如下阶段：