[发明专利]补强性铝填料和含有这种填料的橡胶组合物

说明书

本发明涉及用白色填料补强的橡胶组合物，其可用于制备轮胎或轮胎用半成品，特别是胎面。

本发明更具体地涉及一种含有特定铝填料作为补强性白色填料的的新型二烯橡胶组合物，并且也涉及这种铝填料。

为了降低汽车的燃料消耗和排放的污染物，轮胎设计者尝试各种方法以期得到具有下列性能的轮胎：极低的滚动阻力，对干地和湿地或雪地具有改进的抓着力，以及极好的耐磨性。

由此已提出各种方案以降低轮胎的滚动阻力和提供的抓地性，但是这通常使得耐磨性大大降低。

具体地，已公知的是，虽然将常规的白色填料例如二氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、滑石粉、粘土如膨润土或高岭土混入用于制造轮胎特别是胎面的橡胶组合物之中，将使得滚动阻力降低并提高对湿地、雪地或冰冻地的抓着力，但也使得耐磨性的不受欢迎的降低，这是因为这些常规白色填料针对这种橡胶组合物没有足够的补强能力。由于这个原因，这些白色填料通常被称作非补强性填料或称作惰性填料。

专利申请EP-A-0501227介绍了一种解决这个问题的有效方案，其公开了一种通过对由溶液聚合制备的共轭二烯与芳香族乙烯基化合物共聚物进行热机械加工的硫磺硫化型二烯橡胶组合物，该组合物包括特别高分散的沉淀二氧化硅作为补强性白色填料。这种组合物使得制备滚动阻力大大改进的轮胎成为可能，而不影响其它性能，特别是抓地性、耐久性和最重要的耐磨性。

在几种对立的性能之间取得极好的折衷效果的其它组合物将是令轮胎制造者最感兴趣者，轮胎制造者也因此可具有不同的选择。而且，由此得到的耐磨性的改善可能被转化成通过降低胎面的厚度而降低滚动阻力。由此可能制得具有同样使用寿命、但更轻且因此耗能更少的轮胎。

在研究过程中，申请人发现一种铝类型(即基于一种铝化合物)的新型补强性白色填料，其出乎意料地可得到等同于用高分散二氧化硅得到的补强度。

因此，本发明的第一个主题是涉及可用于补强制备轮胎用的二烯橡胶组合物的补强性铝填料，该铝填料由对应于下列通式(Ⅰ)的(氧化-)氢氧化铝以及一些杂质和水合水组成：

(Ⅰ)Al(OH)_aO_b，且0＜a≤3和b=(3-a)/2，其的BET比表面积为30-400m²/g，平均颗粒尺寸(重量)d_w为20-400nm且其解聚速率α，在所谓的超声波解聚测试中，以600瓦超声波探投的100％功率测得，是高于5×10^-3μm^-1/s。

已经有将铝氧化物或氢氧化物在轮胎橡胶组合物中用作各种添加剂的介绍。举例来说，专利申请EP-A-0697432介绍了Al，Mg，Ti，Ca的各种无机粉末或这些元素的氧化物或氢氧化物，特别是氧化铝或三氢氧化铝的应用，旨在改进对湿地的刹车和抓着性能。然而，这些惰性填料在所述的橡胶组合物中没有补强填料的功能或能力，这些组合物通常是通过炭黑强的，这种炭黑可与二氧化硅及其偶联剂联合使用。

这样，根据申请人的知识，现有技术没有介绍或暗示本发明所要求保护的铝填料，其由于有特定的结合性能，所以其本身能够补强可用于制备轮胎的二烯橡胶组合物，这些组合物明显地具有在上述专利申请EP-A-0501227中所述的基于二氧化硅的组合物的有利性能。

本发明的第二个主题是涉及制备本发明的铝填料的方法，其包括下列步骤：

(ⅰ)将布朗斯台德碱的水溶液在搅拌下与铝盐的水溶液反应，从而从氢氧化铝的悬浮液中的沉淀出铝盐；

(ⅱ)将由此得到的水悬浮液过滤并用水洗涤；

(ⅲ)将由此得到的过滤物用适合在除水时限制氢氧化物颗粒聚集的一个干燥方法进行干燥；

(ⅳ)将由此制得的化合物进行热处理以制得(氧化-)氢氧化铝。

本发明的另一个主题涉及一种可用于制备轮胎的硫磺硫化型橡胶组合物，其包括：至少一种二烯弹性体、一种补强性白色填料和一种连接补强性填料和弹性体的偶联剂，这个组合物的特征在于：所述白色填料全部或部分由本发明的铝填料制成。

本发明的又一个主题是本发明的铝填料在可用于制备轮胎的硫磺硫化型橡胶组合物中作为补强性填料的用途。

本发明的还一个主题是本发明的橡胶组合物在制备橡胶制品，特别是轮胎或用于轮胎的半成品的用途，这些半成品主要为胎面、用于放置在这些胎面之下的底衬层、冠带层、胎侧、胎体帘布层、胎圈、胎肩、内胎或无内胎轮胎的内衬层。本发明更具体地涉及此种橡胶组合物用于制备胎侧和胎面的用途，因为其具有良好的滞后性能。