[发明专利]弹性体组合物的烃聚合物改性剂

说明书

相关申请的优先权声明

本申请要求2010年10月13日提交的美国临时申请序列号61/392,751的优先权，其公开内容以参考的方式完全合并至本文。

相关申请的交叉引用

本申请与2008年12月29日提交的美国申请序列号12/345,154有关，它要求了2008年1月18日提交的美国临时申请序列号61/022,122(代理人案卷号2010EM010)的优先权和权益。本专利申请还与2010年10月13日提交的美国临时申请序列号61/392765、名称“烃聚合物改性剂”有关(代理人案卷号2010EM287)。

背景技术

(1)发明的技术领域

本发明涉及烃聚合物改性剂和它们在弹性体组合物中的应用。更具体地说，本发明涉及烃聚合物改性剂在固化弹性体组合物中的应用。

(2)相关技术描述，包括在37CFR1.97和1.98下公开的信息

弹性体组合物用于各种各样的应用中，包括轮胎组件(如胎面和胎侧壁)、软管、带子、鞋类组件和隔振器件。用于弹性体组合物生产配方的成分的选择取决于具体应用的所需性能、应用和最终用途的平衡。

例如，在轮胎工业中，在轮胎工厂中未硫化的(未固化的)组合物的加工性能和固化橡胶轮胎复合材料的使用性能之间的平衡特别重要。常规油加工助剂已经用于许多轮胎组件：胎面配混物通常含有聚丁二烯橡胶(“BR”)、充油聚丁二烯橡胶(“OE-BR”)、苯乙烯-丁二烯橡胶(“SBR”)、充油苯乙烯-丁二烯橡胶(“OE-SBR”)、异戊二烯-丁二烯橡胶(“IBR”)和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(“SIBR”)；胎侧壁和帘布涂层(ply coat)可以含有丁基橡胶和SBR，并可以使用游离芳烃油作为加工助剂；内部组件，例如钢带贴胶胶片(steel belt skim coat)、油皮胶(gum strip)、缓冲层(cushion)、阻隔层、胎面基部(bases)和胎肩垫胶(wedge)，主要含有天然橡胶并且使用了芳烃油。

一般而言，用于轮胎胶的原始成分和材料影响所有的轮胎性能变量，因此，常规加工油的任何替换物必须与橡胶相容、不干扰固化、容易分散在所有轮胎配混物中、成本有效、并且不会不利地影响轮胎性能。滚动阻力、干和湿的刹车性能、热累积等是重要的性能特征，以及改善用于各种情况的轮胎的耐久性的能力，例如对于农业机械用轮胎、飞机轮胎、工程机械轮胎、重型运货车轮胎、采矿轮胎、摩托车轮胎、中型卡车轮胎和客车轮胎。另一方面，维持未固化弹性体组合物的易加工性也具有显著的重要性。另外，仍然存在下面的目标：在不影响未固化弹性体组合物的加工性能、或在保持或改善固化弹性体组合物的物理性能的同时，改善气密性、挠曲疲劳性能和弹性体组合物对相邻的轮胎组件粘附性。

常规上，已经将各种加工油如环烷类、链烷类和芳烃油加入到大多数轮胎组件中以帮助混配物加工。芳烃油是优选的，由于其加工有效性和有益的辅助性能例如粘附性。然而，这些加工油，尤其是含蒸馏的芳烃提取物的芳烃油由于健康、安全和环境关注而正被替代。例如，European Union Directive2005/69/EC要求不迟于2010年1月1日减少客车轮胎、轻型和重型卡车轮胎、农用轮胎和摩托车轮胎中的多环芳烃(“PAH”)。因此，橡胶配料员已经在用备选油或加工助剂来替代当前在充油(“OE”)橡胶中使用的芳烃油。

通过在橡胶基料中配混无定形的或半结晶的树脂来改善轮胎性能，可以改善轮胎胎面的性能也是已知的，例如具有高玻璃化转变温度(Tg)的脂族树脂。这些材料可以：是混溶的，这提高了更好潮湿牵引性所需的配混物Tg；具有一定的不混溶度，这拓宽了在潮湿牵引区域的配混物Tg；或在一种或所有使用的聚合物中是不混溶的，这对配混物Tg相对无效。不混溶性可以通过两个不同相的独立的Tg峰表示，即对应橡胶相的Tg没有被不混溶的树脂显著地改变。基于这些组成的胎面组合物可在正常使用温度下具有低的滚动阻力；和/或在高温或“边界线(borderline)”条件下具有高的抓牢性。

在所有情况下，提高油、树脂或其它橡胶配混添加剂的性能是重要的。可惜的是，低分子量添加剂特别是不混溶的树脂，通常会随着时间迁移到胎面或其它轮胎组件的表面，这会在其使用期限中剧烈改变橡胶配混物的性质和/或轮胎性能。因此，存在改善橡胶配混添加剂性能的需要。

发明概述