[发明专利]用硅石增强的弹性体复合物以及包含其的制品

说明书

具有优异机械性质的硅石弹性体复合物。

本发明涉及硅石弹性体复合物。更具体地说，本发明涉及通过湿法母料法形成的经硅石增强的弹性体复合物。

许多具有商业意义的制品由弹性体组合物形成，其中粒状增强材料分散于各种合成弹性体、天然橡胶或弹性体共混物中，举例来说，炭黑和硅石在天然橡胶及其它弹性体中广泛地用作增强试剂。通常生产母料，即，增强材料、弹性体和各种任选的添加剂(如增量油)的预混合物。许多具有商业意义的制品由这样的弹性体组合物形成。这样的制品包括例如车辆轮胎，其中，不同的弹性体组合物可用于胎面部分、侧壁，衬线包层和胎体。其它制品包括，例如，发动机支架衬套、传送带、挡风玻璃刮水器、密封物、衬垫、车轮、缓冲器等。

一段时间以来，粒子增强试剂在橡胶配混料中的良好分散体已被认为是用于实现良好的品质和一致的产品性能的最重要的对象之一，并且，相当大的努力已致力于开发用于改善分散体品质的方法。母料和其它混合操作对混合效率和分散体品质有直接影响。一般来说，例如，当炭黑用于增强橡胶时，经常可以在干混合母料中实现可接受的炭黑宏观分散体。然而，经由干混工艺的硅石的高品质均匀分散体带来了困难，并且，工业上已提出了各种解决方案来解决该问题，例如，具有“能够高度分散的硅石”或“HDS”的可流动颗粒形式的沉淀硅石。更强烈的混合可以改善硅石分散体，但也可以使其中分散有填料的弹性体发生降解。在对于机械/热降解高度敏感的天然橡胶的情况中，这是特别成问题的。

除了干混技术之外，已知将弹性体胶乳或聚合物溶液以及炭黑或硅石浆料加入搅拌罐中。这样的“湿法母料”技术可与天然橡胶胶乳以及经乳化的合成弹性体例如苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)一起使用。然而，虽然该湿法技术在填料为炭黑时已显示出了希望，但是，在填料为硅石时，该湿法技术对于获得可接受的弹性体复合物带来了挑战。用于生产湿法母料的具体技术(例如美国专利No.6,048,923(其内容通过引用并入本文)中所公开的技术)并未有效地用于采用硅石颗粒作为唯一或主要增强试剂来生产弹性体复合物。

因此，需要使用硅石颗粒作为唯一或主要增强试剂生产并展现出改善的机械性质的弹性体复合物和经硫化的弹性体复合物。

发明内容

本发明的特征是使用允许硅石使用的基于液体的工艺来生产弹性体复合物，并且仍获得所需的硅石弹性体复合物。硅石颗粒在弹性体基体中的均匀分布通过使用去稳定化的硅石浆料和弹性体胶乳的连续工艺来实现。通过形成橡胶网络来调整弹性体胶乳中的硅石的液体分散体的比率，导致独特的含硅石的固态或半固态连续橡胶相，一种均匀分散于弹性体胶乳中的硅石的凝聚混合物。含硅石的连续橡胶相的脱水产生硅石弹性体复合物，当配混和加工以形成经硫化的弹性体复合物时，其产生改进的增强性能。

在一个实施方案中，本发明涉及使用湿法母料工艺生产的弹性体复合物，其包括，但不限于，包含弹性体胶乳的流体的使用以及包含粒子状硅石的去稳定化的分散体的额外的流体的使用。两种流体在连续流条件和选定的速度下组合在一起。该组合使得硅石分散在弹性体胶乳内，并且，并行的(或几乎并行的)，使弹性体胶乳从液体转化成固态或半固态的弹性体复合物，例如转化成含硅石的固态或半固态连续橡胶相。例如，这可以在约2秒或更短的时间(例如几分之一秒)内发生，这是因为，一个流体以足够的能量冲击另一个流体，从而导致硅石颗粒在弹性体中的均匀且紧密的分布。在该母料工艺中使用硅石的去稳定化的分散体能够形成具有所需特性的弹性体复合物。

本发明进一步涉及由本文所述的任何一种或多种湿法母料工艺形成的弹性体复合物。本发明还涉及由本发明的弹性体复合物制成或包含本发明的弹性体复合物的制品。

理解，前面的一般描述和下面的详细描述均仅仅是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

结合到本申请中并构成本申请的一部分的附图示出了本发明的各种特征，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明