新类型的橡胶产品的防老剂

摘要

一种由以下通式(I)表示的茋族化合物作为聚合物配混料中的防老剂的用途：其中取代基选自以下五种组合：a)R1，R3和R5是OH；R2，R4和R6是H；b)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是H；c)R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H；d)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是C(CH3)3；e)R1和R4是OC(CH3)3；R2和R5是OH；R3和R6是H。

权利要求

1.一种由以下通式(I)表示的茋族化合物作为橡胶配混料中的防老剂的用途：其中取代基选自以下三种组合：

c)R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H；

d)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是C(CH3)3；

e)R1和R4是OC(CH3)3；R2和R5是OH；R3和R6是H。

2.一种聚合物配混料，其包括至少一种聚合物基料、硫化体系和防老剂；所述配混料的特征在于所述防老剂是由以下通式(I)表示的茋族化合物：其中取代基选自以下三种组合：

c)R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H；

d)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是C(CH3)3；

e)R1和R4是OC(CH3)3；R2和R5是OH；R3和R6是H。

3.根据权利要求2所述的聚合物配混料，其特征在于，所述聚合物配混料是橡胶配混料。

4.一种轮胎部件，其特征在于，所述轮胎部件由根据权利要求3所述的配混料制成。

5.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎包括根据权利要求4所述的部件。

6.一种由以下通式(I)表示的材料：其中R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H。

说明书

新类型的橡胶产品的防老剂

技术领域

[0001] 本发明涉及新类型的橡胶产品的防老剂。

[0002] 更具体地，本发明可以有利地用于轮胎，以下说明仅通过实施例的方式来涉及所述轮胎。

背景技术

[0003] 如已知的，用于制成轮胎部件的橡胶配混料包括防老剂来防止由聚合物基料与氧和/或臭氧反应导致的橡胶的恶化。

[0004] 防老剂是添加至例如橡胶等的易受氧化的影响的配混料从而防止或减缓氧化过程(经由自身变得被氧化)的材料。换言之，防老剂是能够与大气层中的试剂(atmospheric agent)反应，因此防止大气层中的试剂与聚合物基料反应的材料。

[0005] 在配混料中的防老剂的浓度依赖于暴露于大气的程度，并且依赖于由该配混料制成的轮胎部件经受的温度和机械应力条件。

[0006] 最通常使用的防老剂组成对苯二胺(PPD)族的一部分，例如N-1,3-二甲基丁基-N’-苯基-对苯二胺(6PPD)和N,N’-二苯基-对苯二胺(DPPD)；或可以是酚衍生物，例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)；或组成以下的一部分：维生素E族例如α-生育酚、α-生育三烯酚、γ-生育酚和γ-生育三烯酚；或喹啉族，例如聚(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)(TMQ)。

[0007] 本申请人的研究已经揭示了在聚合物配混料并且特别橡胶配混料中可以用作已知防老剂的有效代替物的新类型的防老剂。

发明内容

[0008] 本发明的一个目的是一种由以下通式(I)表示的茋族化合物作为聚合物配混料中的防老剂的用途：

[0009]

[0010] 其中取代基选自以下五种组合：

[0011] a)R1，R3和R5是OH；R2，R4和R6是H；

[0012] b)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是H；

[0013] c)R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H；

[0014] d)R1和R4是OCH3；R2和R5是OH；R3和R6是C(CH3)3；

[0015] e)R1和R4是OC(CH3)3；R2和R5是OH；R3和R6是H。

[0016] 所述聚合物配混料优选为橡胶配混料。

[0017] 本发明的其它目的是一种聚合物配混料，优选橡胶配混料，其包括至少一种聚合物基料、硫化体系和选自以上五种化合物的防老剂。

[0018] 本发明的其它目的是一种轮胎部件，所述轮胎部件由包括选自以上五种化合物的防老剂的橡胶配混料制成。

[0019] 本发明的其它目的是一种轮胎，所述轮胎包括如上定义的部件。

[0020] 本发明的其它目的是一种由以下通式(I)表示的材料：

[0021]

[0022] 其中R1和R4是OH；R2和R5是OC(CH3)3；R3和R6是H。

[0023] 为了清晰起见，以下是依照本发明的五种防老剂。

[0024]

[0025] 作为新的化合物，除了要求保护其作为防老剂的用途以外，化合物C也要求保护其作为化合物本身的权利。整体来说合成示意图在以下示出：

[0026]

[0027]

[0028] 为了更清晰地理解本发明，以下是仅是通过非限制性实施例的方式的一些实施方案。

具体实施方式

[0029] 实施例

[0030] 本申请人已经测试了由通式(I)表示的两种化合物(A和B)的橡胶防老性能。化合物A和B的结构式在以上示出。

[0031] -材料A和B的防老测试-

[0032] 为了测试根据本发明的材料的橡胶防老性能，准备了气相色谱类测试方法，其中模型化合物(MC)在此情况下为枯烯代替弹性体。在比大气压大的情况下、在氧存在下、在控制温度为140℃时，枯烯的氧化-还原现象通过自由基引发剂(偶氮二异丁腈)来活化并且评价。

[0033] 用于以上测试的组合物是：枯烯3ml；正癸烷1.5ml；偶氮二异丁腈20mg。

[0034] 在产生以上表明的条件之后，使混合物的样品通过气相色谱法来周期性地测定通过与氧的反应消耗的枯烯的量。

[0035] 在使用和不使用防老剂的情况下，都进行以上氧化测试。

[0036] 更具体地，进行五个氧化测试：不使用防老剂；使用2.46*10-2m的6PPD；使用2.46*10-2m的TMQ；使用2.46*10-2m的材料A；和使用2.46*10-2m的材料B。

[0037] 氧化测试在上述条件下进行。对于各氧化测试，将0.1ml的混合物的样品在产生以上测试条件0、2、4、6和8小时之后取出。并且将各样品通过气相色谱法分析从而测定在氧化反应之后残留的枯烯的量。

[0038] 表I示出根据使用的防老剂和采样时间间隔在氧化测试中检测的枯烯的量。将枯烯量表示为枯烯的初始量的残留百分比。测试可以使用正癸烷作为参考标准来进行。

[0039] 表I

[0040]  0h 2h 4h 6h 8h
没有防老剂 100 75 60 55 50
6PPD 100 100 97 95 92
TMQ 100 100 96 94 92
化合物A 100 97 98 95 90
化合物B 100 100 100 99 93

[0041] 残留枯烯百分比越高，化合物的抗氧化能力越大。

[0042] 表I的数字(figure)示出本发明中考虑的防老剂作为通常使用的防老剂的有效、有前途的代替物的潜力。

[0043] 事实上，包括依照本发明的防老剂的配混料的枯烯值如果没有比包括通常使用的橡胶配混料的防老剂的配混料的枯烯值高，也与其相当。

[0044] 重要的是注意到：氧化测试在高温下进行从而测定在特别严苛的条件下的根据本发明的化合物的抗氧化和抗臭氧化的能力。

[0045] 为了进一步确定根据本发明的防老剂的效应，对具有特定轮胎部件的组成特性的配混料，进行测试。

[0046] 三种橡胶配混料(I-III)使用表II中示出的以phr计的组成来生产。

[0047] 表II

[0048]

[0049] 配混料I-III使用下述标准方法来生产：

[0050] (第一混合步骤)

[0051] 在混合之前，将230-270升正切转子混合机装填有聚合物基料、炭黑和防老剂至填充因子为66-72％。

[0052] 在40-60rpm的速度下运行混合机，并且所得混合物在达到145-165℃的温度时排出。

[0053] (第二混合步骤)

[0054] 将来自第一步骤的混合物再次在40-60rpm的速度下运行的混合机中混合，并且在达到130-150℃的温度时排出。

[0055] (第三混合步骤)

[0056] 将硬脂酸和包括硫磺、促进剂和氧化锌的硫化体系添加至来自第二步骤的混合物至填充因子为63-67％。

[0057] 在20-40rpm的速度下运行混合机，并且所得混合物在达到100-110℃的温度时排出。

[0058] 测试表II中的配混料从而测定其机械性能。

[0059] 机械性能依照ASTM标准D412C来测量。

[0060] 更具体地，测量M300模量的相关性能。

[0061] 依照ISO标准188，在其中将样品保持在70℃的烘箱中的老化过程之前和(3天和6天)之后，都对样品测量M300模量。

[0062] 表III示出以上样品的M300模量结果。

[0063] 为了更清晰地示出根据本发明的化合物的优势，表III中的测试结果相对于老化之前的各个化合物的测试结果而指数化。

[0064] 表III

[0065]配混料 I II III
0天 100 100 100
3天 65 74 77
6天 27 74 74

[0066] 如表III中的数字示出的，在配混料中使用根据本发明的防老剂确保了配混料的机械性能保持至与已知防老剂相当的程度。