[发明专利]用于橡胶组合物的添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种橡胶组合物，它包括氧化硅，含羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和含松香的材料。本发明还涉及含这种橡胶组合物的轮胎，这种橡胶组合物或其轮胎的制备方法，和含松香的材料用于改进包含它的橡胶(例如在轮胎内)的门尼粘度和机械性能的用途。

发明背景

在橡胶组合物中使用硅烷作为粘合促进剂，作为交联剂和作为表面改性剂。例如参考E.P.Plueddemann，"Silane Coupling Agents"，第2版，Plenum Press 1982。

若干种常用的硅烷包括烷氧基硅烷和有机基巯基硅烷类，例如氨烷基三烷氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，多硫代烷基三烷氧基硅烷(polysulfanalkyltrialkoxysilanes)，巯烷基三烷氧基硅烷，和巯基-硫代羧酸酯低聚物。美国专利7683115公开了当使用含有多个巯基和硅烷醇官能团的有机基巯基硅烷与二烯烃基弹性体时发生的现象，所得胶料的未固化粘度显著增加。这对加工胶料产生严重的问题。这一专利表明在硬脂酸和改性硫化体系的含量水平增加情况下，使用氧化锌、硬脂酸体系将减少这一问题。

Struktol在Congresso Brasileiro de Tecno-logia da Borracha2012提交的“Faster Processing of High Performance Silica Compounds”中提出了通过使用具有锌和不具有锌的脂肪酸共混物，氧化硅填充的橡胶胶料的粘度下降。

在橡胶组合物中使用的松香衍生物的实例包括例如在US 2009/0209690和US 2009/069474中描述的那些。

US 2009/0209690公开了一种橡胶组合物，它含有氧化硅增强剂和植物-衍生的液态部分脱羧化的松香的结合物。这一文献公开了许多偶联剂可用于偶联氧化硅，简单地多聚硫烷(例如含有多硫化桥的多聚硫烷)，和一般地提及有机巯基烷氧基硅烷，但没有公开它们的结构。事实上，这一专利排除使用具有约160mg KOH/g的典型酸值的松香，且要求保护使用具有2至30mg KOH/g的典型酸值的脱羧化松香油。

US 2009/069474公开了在所述橡胶组合物的表面内部和上面具有含树脂酸锌的橡胶组合物的胎面的轮胎。公开了许多偶联剂与氧化硅联合使用。提及有机烷氧基巯基硅烷以及多聚硫烷，例如双-(3-三烷氧基甲硅烷基烷基)多硫化物。

没有公开在含氧化硅的橡胶组合物内与具有羟基，环状和/或桥连烷氧基和/或封闭和未封闭巯基的有机基硅烷结合使用含松香的材料。此外，既没有公开，也没有提及如本文描述的与有机基硅烷结合使用含松香的材料的优势，尤其相对于不含它的橡胶组合物的门尼粘度的改进。

发明概述

本发明的一个实施方案涉及一种橡胶组合物，它包括：

(A)橡胶；

(B)氧化硅；

(C)具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和

(D)选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中至少一种的含松香的材料(它包括至少一种松香化合物及其衍生物)。

本发明的另一实施方案涉及含松香的材料(组分D)在橡胶组合物中的用途，含松香材料选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香，脱羧化松香和松香酯，所述橡胶组合物进一步包括：

橡胶(组分A)；

氧化硅(组分B)；和

具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷；以获得当橡胶组合物未固化时，与不具有组分D的类似未固化橡胶组合物相比时，具有降低的门尼粘度和相当的机械性能的橡胶组合物。

本发明的进一步的实施方案涉及橡胶组合物的制备方法，该方法包括混合下述成分：

(A)橡胶；

(B)氧化硅；

(C)具有羟基、环状和/或桥连烷氧基的有机基硅烷，和

(D)选自松香、二聚化松香、氢化松香、歧化松香、脱羧化松香和松香酯中的含松香的材料。

发明详述

已发现，含松香的材料与有机基硅烷和氧化硅一起使用导致具有改进的性能的橡胶组合物。

特别地，已发现，含松香的材料改进含氧化硅和这种有机基硅烷的橡胶组合物的门尼粘度。

因此，本文描述的橡胶组合物有利地改进所述橡胶组合物和包含它的产品的制造与性能。