[发明专利]弹性体配混物的制备方法

说明书

包含至少一种弹性体聚合物(102)和增强填料(103)的弹性体配混物(108)的制备方法，包括：至少一个向至少一个分批式混合器(101)进料弹性体聚合物的至少一部分和增强填料的至少一部分的步骤，所述分批式混合器包括混合室、一对转子和可往返于该对转子移动的一对活塞；之后，在所述分批式混合器中的至少一个混合步骤以致获得一批弹性体配混物(108)；之后，完全卸料该批弹性体配混物的步骤；之后，向具有混合室(202)的双螺杆锥形混合器(201)进料的步骤，所述混合室(202)容纳朝出口嘴会聚的两个反向转动螺杆(205)和将所述出口嘴关闭和打开的门(206)；之后，在所述双螺杆锥形混合器中在让所述门关闭的情况下混合该批弹性体配混物的步骤；之后，在所述门打开的情况下从所述双螺杆锥形混合器卸料该批弹性体配混物。

本发明涉及用增强填料增强的弹性体配混物的制备方法和车轮轮胎的相关制备方法。

用于轮胎生产的弹性体配混物的制备可以包括分批式(或不连续)混合设备的使用，其中将增强填料，典型地是基于炭黑和/或基于二氧化硅的增强填料，分散在弹性体聚合物中。

在本发明描述和以下权利要求中，术语“不连续或分批式混合设备(或混合器)”是指适合于周期性地以预定量进料弹性体配混物组分并混合它们预定时间以致获得一批弹性体配混物的混合设备。在混合结束时，从所述混合设备以单一溶液完全卸料所获得的整批弹性体配混物。

有利地，分批式混合器与输送机、倾卸或成批排放(batch-off)设备连接，所述设备适合于在大的入口嘴接收从所述分批式混合器卸料的整批料并将它(典型地利用封装在内室中的一个或多个螺旋形螺杆)输送穿过其长度从入口嘴到出口嘴，从而在所述出口嘴赋予所述配混物延伸的形状，这使得与所述分批式混合器排出物中配混物的大块形状相比更好适用于后续工序或存储。例如，输送机设备可以在其入口嘴处配备布置在所述分批式混合器出口嘴下方的加料斗，此种加料斗接收一次全部自落的整个批料。从所述加料斗，然后在较短时间内通过内室内的螺杆逐渐将批料推进(并因此输送到出口)。

分批式混合设备不同于“连续混合设备”，即适合于以连续进料接收弹性体配混物的基本成分(例如聚合物、增强填料、增塑剂、树脂等)，典型地利用受控剂量分配器，将它们混合以便制备弹性体配混物并以连续料流卸料弹性体配混物(除了混合设备由于维护，或弹性体配混物配方改变引起的可能停止)的混合设备，这与分批式混合设备的周期式装载/卸料形成对照。在用于弹性体配混物的混合器的专门术语中，连续混合设备有时由术语“混合挤出机”指示，其在本文视为相当于“连续混合器”。

连续混合器(尤其是其活动元件，例如螺杆或混合器卫星)则装备有能够为配混物赋予高剪切应力的混合部分和与所述混合部分交替的能够为正被加工的配混物赋予推力的输送部分以将所述配混物从内室的一个纵向端进料到另一端。它可以进一步装备有可能的再分布部分。

连续混合设备的实例是连续双螺杆或多螺杆(例如环混合器)、共贯穿和反向转动，或行星式混合设备。

分批式混合设备和连续混合设备都能够为弹性体配混物提供足够的能量以将增强填料混合和分散在弹性体聚合物中，在成分冷进料的情况下也如此，并咀嚼弹性体材料，从而提高其温度以便使得其变得可加工和塑性而促进所述成分在聚合物基体内的引入和/或分布，这与其它弹性体配混物处理设备，例如上述输送或卸料设备不同。

US2015031795描述了以三个步骤使用密炼机制备可用于车轮轮胎胎面的包含弹性体二烯和炭黑的弹性体配混物的方法。

WO2005/039847A1描述了混合和挤出基于橡胶或基于硅酮的塑料材料的机器和相关方法，包括具有一对布置在缓冲室中的会聚锥形螺杆的卸料挤出机，其中所述卸料挤出机的出口被可移除封闭法兰(closed flange)临时阻隔，所述缓冲室也充当配混物制备腔室。

一些弹性体配混物的生产包括一系列依次的相异混合步骤，它们与分批式混合设备的卸料-装载操作和任何其它配混物处理操作交替。