包含三烷氧基巯基烷基硅烷的胶料

摘要

一种生产轮胎胶料的方法，包括第一混炼步骤，其中胶料含有至少一种交联性不饱和链聚合物基质、10-100phr二氧化硅和1-20phr在三烷氧基巯基烷基硅烷中的硅烷结合剂；和最终混炼步骤，其中将硫化体系加至胶料。硅烷结合剂以吸附于0.5-2phr氧化锌和5-15phr炭黑上的形式使用。在第一混炼步骤，胶料含有1-5phr一种或多种脂肪酸衍生物，并且在最终混炼步骤，将1-2phr氧化锌加至胶料。脂肪酸衍生物来源于碳数为16-20的脂肪酸与碳数为2-6的醇、或与碳数为2-6的伯胺或仲胺的缩合。

权利要求

1.一种生产轮胎胶料的方法，其特征在于包括第一混炼步骤，其中胶料包含至少一种交联性不饱和链聚合物基质、10-100phr二氧化硅和1-20phr式I的硅烷结合剂；和最终混炼步骤，其中将硫化体系添加至所述胶料；所述硅烷结合剂以吸附于0.5-2phr氧化锌和

5-15phr炭黑上的形式使用；在所述第一混炼步骤，所述胶料包含1-5phr一种或多种脂肪酸衍生物；所述脂肪酸衍生物来源于碳数为16-20的脂肪酸与碳数为2-6的醇、或与碳数为

2-6的伯胺或仲胺的缩合；在所述最终混炼步骤，将1-2phr氧化锌添加至所述胶料；

1 2

SH(CH2)3SiRR2 (I)其中：

1

R 为-OCH2CH3和

2

R 为-O(CH2CH2O)5(CH2)13CH3。

2.根据权利要求1所述的生产轮胎胶料的方法，其特征在于，在所述最终混炼步骤将

1.80-3phr硫加至所述胶料。

3.根据权利要求1或2所述的生产轮胎胶料的方法，其特征在于，在所述第一混炼步骤，所述胶料包含80phr二氧化硅；吸附于1phr氧化锌和8phr炭黑上的9phr硅烷结合剂；

以及3phr脂肪酸衍生物；并且其特征在于，在最终混炼步骤将1.85phr硫和1.5phr氧化锌加至所述胶料。

4.一种轮胎胶料，其特征在于使用根据前述权利要求之一所述的方法生产。

5.一种胎面，其特征在于由根据权利要求4所述的胶料制造。

6.一种轮胎，其包含根据权利要求5所述的胎面。

说明书

包含三烷氧基巯基烷基硅烷的胶料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种包含三烷氧基巯基烷基硅烷的胶料。

背景技术

[0002] 在某些胶料，如胎面胶料中，由于二氧化硅在滚动阻力和湿路着地能力(wet road-holding capacity)方面具有优势，二氧化硅很久以来就代替常规炭黑用作补强填充剂。

[0003] 二氧化硅与硅烷结合剂组合使用，所述硅烷结合剂通过与硅醇基键合，防止二氧化硅粒子之间的氢键形成，并同时将二氧化硅化学固定至聚合物基质。

[0004] 最近的发现表明三烷氧基巯基烷基硅烷在降低滚动阻力和碳氢化合物释放方面是优异的硅烷结合剂。

[0005] 式I化合物是提供最大优势的一种。

[0006] SH(CH2)3SiR1R22 (I)

[0007] 其中：

[0008] R1为-OCH2CH3和

[0009] R2为-O(CH2CH2O)5(CH2)13CH3

[0010] 然而，伴随上述优势，三烷氧基巯基烷基硅烷有损害胶料加工的缺点，并且解决所述问题的尝试只能导致损害胶料的其他特性，如耐磨性和弹性。

发明内容

[0011] 本发明的目的是提供一种胶料，其中可使用三烷氧基巯基烷基硅烷类硅烷结合剂而不损害加工，同时也不损害胶料的其他重要特性。

[0012] 根据本发明，提供一种生产轮胎胶料的方法，包括第一混炼步骤，其中胶料包含至少一种交联性不饱和链聚合物基质，10-100phr二氧化硅，和1-20phr在三烷氧基巯基烷基硅烷中的硅烷结合剂；和最终混炼步骤，其中将硫化体系添加至胶料；所述方法的特征在于，所述硅烷结合剂以吸附于0.5-2phr氧化锌和5-15phr炭黑上的形式使用；其特征在于，在所述第一混炼步骤，胶料包含1-5phr一种或多种脂肪酸衍生物；和其特征在于，在所述最终混炼步骤，将1-2phr氧化锌添加至胶料；所述脂肪酸衍生物来源于碳数为16-20的脂肪酸与碳数为2-6的醇、或与碳数为2-6的伯胺或仲胺的缩合。

具体实施方式

[0013] 优选地，硅烷结合剂为三烷氧基巯基丙基硅烷类。

[0014] 优选地，硅烷结合剂为式I

[0015] SH(CH2)3SiR1R22 (I)

[0016] 其中：

[0017] R1为-OCH2CH3和

[0018] R2为-O(CH2CH2O)5(CH2)13CH3

[0019] 优选地，在最终混炼步骤将1.80-3phr硫加至胶料。

[0020] 以下实施例仅用于更清楚地解释本发明，而决不限制。

[0021] 实施例

[0022] 制备四种胶料：两种对照胶料(A和B)和两种根据本发明教导的胶料(C和D)。对照胶料为包括传统硅烷结合剂的已知胶料(A)；和与已知胶料的区别仅在于包含三烷氧基巯基烷基硅烷类硅烷结合剂的胶料(B)。

[0023] 下面示出对照胶料A和B以及根据本发明的胶料C和D的不同制备方法。

[0024] -胶料A和B的制备-

[0025] (第一混炼步骤)

[0026] 混炼之前，将交联性聚合物基质、二氧化硅、炭黑、硅烷结合剂1、油、硬脂酸、蜡和抗氧化剂装载于230-270升相切型转子混炼机(tangential-rotor mixer)至填充因数为66-72％。

[0027] 混炼机以40-60rpm的速度运转，并且在温度达到140-160℃时卸载胶料。

[0028] (第二混炼步骤)

[0029] 将来自第一步骤的胶料在40-60rpm下操作的混炼机中再次混炼，并且在温度达到130-150℃时卸载。

[0030] (第三混炼步骤)

[0031] 将硫化体系和氧化锌添加到来自第二步骤的胶料至填充因数为63-67％。

[0032] 混炼机以20-40rpm的速度运转，并且在温度达到100-110℃时卸载胶料。

[0033] -胶料C和D的制备-

[0034] (第一混炼步骤)

[0035] 混炼之前，将交联性聚合物基质、二氧化硅、负载于氧化锌和炭黑上的硅烷结合剂2
、油、硬脂酸、蜡、抗氧化剂和脂肪酸衍生物装载于230-270升相切型转子混炼机至填充因数为66-72％。

[0036] 混炼机以40-60rpm的速度运转，并且在温度达到140-160℃时卸载胶料。

[0037] (第二混炼步骤)

[0038] 重复上述第二混炼步骤。

[0039] (第三混炼步骤)

[0040] 将第一步骤没有使用的硫化体系和氧化锌添加到来自第二步骤的胶料至填充因数为63-67％。

[0041] 混炼机以20-40rpm的速度运转，并且在温度达到100-110℃时卸载胶料。

[0042] -胶料组成-

[0043] 表I示出了利用上述方法制备的胶料的组成。组分量表示为每100份总聚合物基质的重量份数。

[0044] 表I

[0045]A B C D
SBR 80 80 80 80
聚丁二烯 20 20 20 20
二氧化硅 80 80 80 80
炭黑 8 8 8* 8*
1
硅烷结合剂 9 -- -- --
硅烷结合剂2 -- 9 9** 9**
硬脂酸 2 2 2 2
T-DAE油 30 30 30 30
总氧化锌 2.5 2.5 1.5+1.0* 1.5+1.0*
抗氧化剂 3 3 3 3
蜡 1.5 1.5 1.5 1.5
硫 1.75 1.75 1.75 1.85
促进剂 2.0 2.0 2.0 2.0
脂肪酸衍生物 -- -- 3 3

[0046] *表示在第一混炼步骤，与吸附的硅烷结合剂1添加的phr量。

[0047] **表示将吸附于部分氧化锌和炭黑上的硅烷结合剂2加至胶料。

[0048] 硅烷结合剂1指的是含有65-80％二硫化物的硅烷化合物双-(3-三乙氧基-甲硅烷基丙基)-二硫化物。

[0049] 硅烷结合剂2指的是式I的硅烷化合物。

[0050] 脂肪酸衍生物指的是酰胺和酯的混合物，所述酰胺通过C18脂肪酸与甲基丙胺缩合获得，所述酯通过C18脂肪酸与丙醇缩合获得。

[0051] 实验室试验结果

[0052] 对以上胶料进行试验以测定各胶料多个重要参数的值。

[0053] 表II示出了四种胶料的各参数的结果。

[0054] 试验参数如下：

[0055] -粘度(130℃下的ML1′+4′)，按照ASTM Standard D 1646测量；

[0056] -130℃下的门尼焦烧(Mooney Scorch)，按照ASTM StandardD1646测量；

[0057] -耐磨性，按照DIN Standard 53516测量；

[0058] -物理性质(极限伸长EB％、极限应力TB、M300％模量)，按照ASTM Standard