[发明专利]轮胎生产用的含有二氧化硅的橡胶配混料的制备方法

说明书

一种轮胎生产用的含有二氧化硅的橡胶配混料，其包括具有可交联的不饱和链的聚合物基料、包括二氧化硅的填料、硅烷偶联剂和硫化体系。所述填料还包括由其上已沉积二氧化硅层的沸石族矿物组成的复合矿物。

技术领域

本发明涉及轮胎生产用的含有二氧化硅的橡胶配混料的制备方法。

背景技术

胎面配混料中二氧化硅作为炭黑的替代物的使用知道已有一段时间。特别地，二氧化硅与硅烷偶联剂组合使用。硅烷偶联剂具有与二氧化硅的硅烷醇基相互作用的功能，因而抑制其颗粒之间的氢键的形成。上述氢键的形成必然会产生附聚物的形成，结果二氧化硅在聚合物基料中不规则分散。另外，硅烷偶联剂(如果适当官能化)可以与聚合物基料相互作用，从而在后者与二氧化硅之间产生化学桥。与炭黑相比，二氧化硅得到滚动阻力改进和湿滑条件下的抓地性改进的配混料。

轮胎研究的目的之一是改进滚动阻力而不劣化或损害其他特性。正如对于本领域技术人员已知的是，滚动阻力与轮胎重量密切相关。配混料的重量的减轻可以通过减少二氧化硅的量来得到。该解决方案尽管必然会带来配混料的重量的减轻，随之而来具有在滚动阻力方面的优势，但是还会引起其机械特性，例如耐磨耗性的劣化。

因此，需要一种能够减少配混料的重量而不劣化其机械特性的解决方案。

申请人出乎意料地发现了允许减少配混料的重量同时维持其机械特性不改变或甚至改进其机械特性的解决方案。

发明内容

本发明的主题是轮胎生产用的含有二氧化硅的橡胶配混料；所述配混料包括具有可交联的不饱和链的聚合物基料、包括二氧化硅的填料、硅烷偶联剂和硫化体系；所述配混料的特征在于：所述填料包括由其上已沉积二氧化硅层的沸石族矿物组成的复合矿物。

这里和下面，对于术语“具有可交联的不饱和链的聚合物基料”，我们是指在用硫类体系交联(硫化)之后能够呈现弹性体典型的全部化学-物理特性和机械特性的任何天然或合成的未交联的聚合物。

这里和下面，对于硫化体系，我们是指至少包括硫磺和促进产品的成分的复合物，其在配混料的制备期间在最后的混炼阶段中添加，并且一旦配混料经历硫化温度就具有促进聚合物基料的硫化的目的。

优选地，所述填料包括50-95phr的二氧化硅和5-50phr的所述复合矿物；更优选地，所述填料包括70-90phr的二氧化硅和10-30phr的所述复合矿物。

优选地，所述复合矿物由85-95重量份的沸石和5-15重量份的二氧化硅制成。

优选地，所述沸石族矿物具有范围为总容积的15-50％的空穴容积的量。

优选地，所述复合矿物借助于以下操作来生产：

-将浸渍于二氧化硅前体的所述沸石族矿物保持液体状态；

-将浸渍于二氧化硅前体中的所述沸石族矿物添加至有机溶剂并且保持所得溶液在搅拌下；

-将催化剂添加至用于合成二氧化硅的溶液中；

-通过添加沉淀剂将包括二氧化硅的沸石族矿物的基体沉淀；

-分离和洗涤前述操作中沉淀的所述基体。

优选地，所述二氧化硅前体包括在由四烷氧基硅烷、多硫硅烷、自由的巯基硅烷和封端的巯基硅烷组成的组。

优选地，所述二氧化硅前体是四乙氧基硅烷。

优选地，用于合成二氧化硅的所述催化剂是碱性催化剂。

优选地，所述二氧化硅前体以相对于沸石族矿物的范围为150-350重量％的量使用。

本发明的进一步目的是用本发明的主题配混料生产的轮胎部件，优选地，该轮胎部件是胎面。