[发明专利]包含短链烷基甘油酯的橡胶混合物

说明书

本发明涉及包含短链甘油酯的新颖橡胶混合物，用于生产和固化这些橡胶混合物的方法、这些橡胶混合物用于生产固化产品的用途、通过使用这些橡胶混合物获得的固化产品、包含所述固化产品的橡胶制品、以及包含所述橡胶制品的车辆。

置于橡胶混合物的物理性能上的要求不断增长：通过举例，立法和经济因素正导致轮胎生产商降低滚动阻力，但是当然不允许通过降低湿抓地力(其是一种与安全有关的特性)实现此；此伴随有滚动噪声的增加也是不可接受的。已知可以加入增强填充剂如碳黑、二氧化硅、纤维素、或层状硅酸盐以便降低滚动变形能和/或以便改进动态运转性能，以及还有磨损。

然而，这些增强填充剂经常增加该橡胶混合物的门尼粘度，并且因此降低其可加工性。为了克服此，因此通常还将助剂(与这些增强填充剂一起)加入该橡胶混合物中，这些助剂旨在改进其可加工性。为此目的使用的材料的实例是脂肪酸酯、脂肪酸盐、或增塑剂油，但是虽然这些改进了可流动性，它们显著地降低了这些固化产品的硬度，因此限制了该填充剂的增强作用；一种由其生产的汽车轮胎因此具有不能令人满意的运行性能，特别是在弯道附近。尽管按比例进一步增加增强填充剂然后进而增加了固化产品的硬度，它同时导致更高的混合物粘度，这然后对于该固化产品的可加工性是不利的。上述情况也适用于增塑剂油的减少。

为了良好可加工性的目的，一种橡胶混合物应该呈现不仅低粘度(门尼粘度ML 1+4/100℃)而且缓慢开始(长的焦化时间)的固化过程，而接着的完全固化过程，伴随着暴露于热，应该尽可能快速地进行，这样使得可以实现短的生产周期和低的能源成本。在现有技术中为此目的使用的助剂的实例是固化促进剂如次磺酰胺，例如CBS(正环己基苯并噻唑-2-次磺酰胺)。不存在对于以下作用的披露：增塑剂和/或加工添加剂可以增加焦化时间并且可以加速完全固化。本领域技术人员此外预期增塑剂对硬度产生不利影响。

作为举例将三醋精(三乙酸甘油酯，CAS号102-76-1)描述为用于淀粉(WO 9005161 A1)、聚交酯(US 6,117,928)、以及橡胶消除器(JP 2002254894)的增塑剂。作为增塑剂在丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)中的用途在丁腈橡胶的生产(Plasticization of butadiene acrylonitrile rubber)Senichev,V.Yu,ISSN:0022-9466中提及。然而，所提供的仅有的细节涉及在增塑的丙烯腈-丁二烯橡胶中的溶胀行为。在橡胶基质与“溶剂”(在这种情况下为三醋精)之间的相互作用越好，溶胀度、或恒定的交联密度下的溶胀越高。来自溶胀行为的调查结果清楚地示出该丙烯腈-丁二烯橡胶基质相对于三醋精具有非常低的溶胀指数。根据此，本领域技术人员将得出以下结论：对于丙烯腈-丁二烯橡胶，三醋精不是一种良好的溶剂，关于此橡胶基质不呈现良好的相容性，并且因此不实质性地改变该橡胶的可流动性。

DE 102010005558 A描述了一种增塑剂制品，该制品包含一种或多种醚硫醚和/或酯硫醚作为组分A和一种或多种甘油与羧酸的酯(例如三醋精)作为组分B。对于此混合物提及的仅有的应用领域同样是极性橡胶，特别是NBR。这种类型的含三醋精的橡胶混合物的门尼粘度(ML 1+4)几乎与一种不含三醋精的参比混合物的门尼粘度相同。然而，很多应用，特别是轮胎，使用较小极性的、主要是非极性的橡胶。

三醋精在非极性类型的橡胶中作为增塑剂和/或加工添加剂的用途尚未描述。本领域技术人员也不会将此认为是可实行的，因为具有良好特性的橡胶混合物的生产取决于组分的相容性。根据和Sommer(Kautschuktechnologie[橡胶技术(Rubber technology)]，汉泽尔出版社(Hanser Verlag)，慕尼黑，维也纳(Munich，Vienna)，第二版，2006，ISBN-13:978-3-446-40480-9，第331-333页)，在一种橡胶中的增塑剂相容性可以基于橡胶与增塑剂的溶度参数进行估计。在此溶度参数差异应该是在±10％内(在第一近似值时)。在所述出版物中提供的橡胶溶度参数如下：