[发明专利]用于车辆车轮的轮胎

说明书

本发明涉及一种轮胎，其包括至少一个结构元件，该结构元件包括通过交联可交联弹性体组合物而获得的已交联弹性体材料，该可交联弹性体组合物包括：相对于100phr可硫化聚合物，(a)90至10phr至少一种非官能化弹性体聚合物；(b)10至90phr至少一种官能化弹性体聚合物；(c)约10phr至约120phr，优选约20phr至约90phr至少一种白色增强填料；(d)相对于白色增强填料的用量，约5wt％至约15wt％硅烷混合物，所述混合物包括至少一种硫‑硅烷和至少一种氨基‑硅烷。

发明领域

本发明涉及用于车辆车轮的轮胎，其包括通过硫化可硫化弹性体组合物获得的已交联弹性体材料，该组合物包括至少一种官能化聚合物和至少一种非官能化聚合物，和二氧化硅作为增强填料，其特征在于掺入能改进轮胎性能，尤其平衡滚动阻力和机械性能的特殊硅烷混合物。

现有技术的描述

在轮胎工业中，硫化是使轮胎组件的弹性体组合物得到所需机械性能常用的工艺。这一工艺影响弹性体组合物在不同温度下的静态和动态模量以及滞后性，和因此在干或湿表面上的行为及其滚动阻力和在使用过程中它的抗撕裂性与耐磨性。

硫化工艺典型地使用硫来促进例如用炭黑增强的弹性体组合物的交联，以改进成品的机械性能。

然而，使用高用量的硫可引起显著的硫化返原现象，从而导致在使用过程中轮胎性能变化，同时高用量的炭黑提供突出的滞后性能，即在动态条件下增加热耗散，这导致增加的轮胎滚动阻力和燃料消耗。

为了克服因使用炭黑引起的缺点，可使用所谓的白色增强填料，尤其二氧化硅作为炭黑的全部或部分替代。

然而，尽管使用所述白色增强填料会导致较小的滞后性和因此较低的滚动阻力，但它还暗含机械性能，尤其抗撕裂性下降，这基本上是由于这些填料对生产轮胎常用的弹性体聚合物的亲和性低所致。

特别地，为了获得二氧化硅在弹性体聚合物内的良好分散度，需要对弹性体组合物施加长时间的热机械混合作用(硅化工艺)，并增加二氧化硅与弹性体聚合物的亲和性，需要使用合适的偶联剂，例如含硫的有机硅烷产品(硅烷化工艺)。

然而，对使用这种偶联剂的需求限制了在弹性体组合物的混合和热机械加工过程中可能达到的最大温度以避免偶联剂不可逆的热降解。

为了克服上述缺点，现有技术中建议引入能促进二氧化硅与偶联剂反应的其他化合物，进而改进与弹性体聚合物的相互作用，例如在EP2193036和EP2231759中所描述的。

尽管现有技术中提出的解决方案带来了改进，但轮胎工业显示出连续兴趣以寻找新的解决方案，就机械性能和滞后性而言实现最佳性能，同时维持弹性体组合物硫化的良好稳定性，可操作性和动力学。

发明概述

申请人进行了研究以进一步改进偶联剂在生产轮胎胶料中的有效性，其目的旨在通过获得良好的滞后值而获得硫化曲线的更好平衡，且没有影响硫化产品，即已交联弹性体材料的机械性能。

令人惊奇地，申请人已发现通过在含至少一种官能化聚合物和至少一种非官能化聚合物的弹性体组合物中使用含两类不同硅烷，尤其至少一种硫-硅烷和至少一种氨基-硅烷的混合物，可根据所要求的性质调节已交联弹性体材料的最终性能。

特别地，申请人已观察到所使用的硅烷混合物能同时改进静态机械性能，尤其伸长模量和抗撕裂性，以及动态机械性能，尤其在中温和高温下的tanδ值且显著降低滞后性与滚动阻力。

与此同时，申请人已观察到在第一混合段期间较高的硅烷化产率值，其可允许降低偶联剂的用量并确保不存在游离硅烷，尤其硫-硅烷，和因此更加稳定的体系,作为硫-硅烷可充当硫-供体并触发硫化。

此外，申请人验证了硫化曲线受到两类硅烷的相对比率影响，进而允许根据每一类弹性体组合物所要求的结果来优化反应动力学。