橡膠組合物、用于其形成的方法以及包含該組合物的汽車輪胎技術

具有包含聚(苯醚)分散相顆粒的橡膠組合物可以通過以下方法形成，該方法包括熔融摻混未固化橡膠以及包含聚(苯醚)和油的聚(苯醚)組合物以形成未固化的橡膠組合物，然后固化未固化的橡膠組合物。在與橡膠摻混前，該聚(苯醚)組合物表現出約40至約140℃的玻璃化轉變溫度，和在與橡膠摻混期間，聚(苯醚)組合物的油組分從聚(苯醚)組合物遷移至橡膠，留下含聚(苯醚)的分散相，通過固化的橡膠組合物的動態力學分析測量，其產生約160至約220℃的第二滯后峰溫度。還描述了在該方法中使用的聚(苯醚)組合物、通過該方法形成的固化的橡膠組合物，和包含固化的橡膠組合物的輪胎。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】橡膠組合物、用于其形成的方法以及包含該組合物的汽車輪胎
技術介紹
聚(苯醚)樹脂是以其優異的耐水性、尺寸穩定性和固有阻燃性而已知的塑料類型。可以通過將聚(苯醚)樹脂與各種其他塑料摻混調節性能，例如強度、硬度、耐化學性和耐熱性，以符合多種多樣的消費產品(例如，管道裝置(水暖裝置，plumbingfixture)、電箱、汽車部件，和涂線)的要求。具有聚(苯醚)顆粒的加強橡膠組合物是已知的。例如，MacCallum等的美國專利第3,383,340號描述了結合聚(苯醚)替代炭黑或者無機填充劑以提供白橡膠組合物，該白橡膠組合物可以呈現任何期望的顏色。然而，實際上難以將聚(苯醚)均勻地分散于橡膠組合物，因為通常在聚(苯醚)仍保持為固體的溫度下摻混橡膠組合物。此外，為了達到期望制備具有小于約35微米直徑的分散相聚(苯醚)顆粒的橡膠組合物的程度，然后制備橡膠組合物的方法要求使用相似尺寸的聚(苯醚)顆粒作為起始材料，空氣中處理該起始材料可以引起粉塵爆炸危險。Nahmias等的美國專利第6,469,101號描述了橡膠組合物，其中，該橡膠組合物結合了有機化合物，在其他有機化合物中，該有機化合物可以是基本不溶于橡膠基質的無定形或半結晶聚合物，并且表現出80至160℃的一級或二級轉變溫度。Nahmias摘要。Nahmias公開了“[O]用具有120℃玻璃化轉變溫度的聚苯醚已經獲得最佳結果，標記為Huls的商標VESTORANTM1100”，Nahmias，2欄，42-45行。VESTORAN1100已知是約80重量百分數的均聚苯乙烯和約20重量百分數的聚(苯醚)的可混溶摻混物。雖然對于VESTORAN1100，120℃的低玻璃化轉變溫度有助于它與橡膠的摻混，在獲得的橡膠中的均聚苯乙烯/聚(苯醚)顆粒會導致橡膠在80至140℃表現出提高的損耗角正切值(tandeltavalue)，該損耗角正切值是不期望的增加的熱量蓄積和在包含橡膠的汽車輪胎中的增加的磨損的預兆。Hahn等的美國專利第6,646,066號描述了具有熱塑性聚合物的顆粒的橡膠組合物，熱塑性聚合物“選自聚苯醚、聚苯硫醚和間規聚苯乙烯中的至少一種”(Hahn，3欄，61-62行)。在操作實施例中，實施例1，樣品B包含“作為具有聚苯醚作為具有聚苯乙烯的合金”(Hahn，5欄，66-67行)。獲得具有聚苯乙烯的聚(苯醚)合金作為VESTORAN1900，該VESTORAN1900已知具有190℃的微卡軟化點。假定聚(苯醚)合金在165℃與橡膠摻混，在該過程中，聚(苯醚)合金保持為固體，并且因此難以分散于橡膠中。因此，將聚(苯醚)結合至橡膠組合物的已知方法或者利用在橡膠摻混條件下仍為固體的聚(苯醚)組合物，并且因此不能充分分散于橡膠組合物中，或者該方法利用在橡膠摻混條件下軟化的聚(苯醚)組合物，并且因此更好分散，但是由于利于其分散的降低的玻璃化轉變溫度，在獲得的橡膠組合物中不能充分發揮強化作用。因此，仍需要一種方法，將聚(苯醚)結合至橡膠組合物使得聚(苯醚)很好地分散于橡膠中但仍維持與高耐熱性，該高耐熱性與作為強化作用的改善的性能相關。
技術實現思路
一個實施方式是形成橡膠組合物的方法，包括：熔融摻混包含烯屬不飽和度(烯鍵式不飽和度，ethylenicunsaturation)的橡膠和聚(苯醚)組合物，該聚(苯醚)組合物表現出約40至約140℃的玻璃化轉變溫度并且包含聚(苯醚)和油，以形成未固化橡膠組合物，該未固化的橡膠組合物包含含有橡膠(包含烯屬不飽和度)和油的連續相，和包含聚(苯醚)的分散相；和固化未固化的橡膠組合物以形成固化的橡膠組合物，通過動態力學分析，該固化的橡膠組合物表現出約160至約220℃的第二滯后峰溫度。另一個實施方式是形成橡膠組合物的方法，包括：熔融摻混100重量份的含有烯屬不飽和度的橡膠，和約5至約40重量份的聚(苯醚)組合物，該聚(苯醚)組合物表現出約40至約140℃的玻璃化轉變溫度并且包含具有約170至約220℃的玻璃化轉變溫度的聚(苯醚)和油，油選自由以下組成的組中：溫和抽提溶劑化物(MES)油、處理過的餾分芳香族抽提物(TDAE)油、殘留芳香族抽提物(RAE)油、和它們的組合，以形成未固化的橡膠組合物，該未固化的橡膠組合物包含含有橡膠(包含烯屬不飽和度)和油的連續相，和包含聚(苯醚)的分散相；并且固化未固化的橡膠組合物以形成固化的橡膠組合物，通過動態力學分析，其表現出約160至約220℃的第二滯后峰溫度。另一個實施方式是固化的橡膠組合物，包含：含有橡膠的連續相，和含有聚(苯醚)的分散相；其中，通過以下方法制備該組合物：熔融摻混包含烯屬不飽和度的橡膠和表現出約40至約140℃的玻璃化轉變溫度的聚(苯醚)組合物，該聚(苯醚)組合物包含聚(苯醚)和油，以形成未固化的橡膠組合物，該未固化的橡膠組合物包含含有橡膠(包含烯屬不飽和度)和油的連續相，和包含聚(苯醚)的分散相；和固化未固化的橡膠組合物以形成固化的橡膠組合物；其中，通過動態力學分析，橡膠組合物表現出約160至約220C的第二滯后峰溫度；其中，在23℃，橡膠組合物表現出根據ASTMD624-00(2012)測定的Graves撕裂強度值，該值比包括將聚(苯醚)和油單獨加入至橡膠(而不是熔融摻混橡膠和聚(苯醚)組合物)的方法制備的相應的組合物測定的Graves撕裂強度值至少大10％。另一個實施方式是包含本文描述的橡膠組合物的輪胎。另一個實施方式是聚(苯醚)組合物，包含：約50至約95重量百分比的聚(苯醚)，和約5至約50重量百分比的橡膠加工用油，該油選自由以下組成的組中：溫和抽提溶劑化物(MES)油、餾分芳香族抽提物(DAE)油、處理過的餾分芳香族抽提物(TDAE)油、殘留芳香族抽提物(RAE)油、處理過的殘留芳香族抽提物(TRAE)油、特殊殘留芳香族抽提物(SRAE)油、環烷烴油(naphthenicoil)、重環烷烴油、和它們的組合。以下詳細描述這些和其他實施方式。附圖說明圖1是對于兩種橡膠組合物(一種是沒有結合的聚(苯醚)組合物的比較橡膠組合物，和另一種是每100重量份橡膠，具有20重量份的聚(苯醚)組合物的本專利技術組合物)的儲能模量、損耗模量和損耗角正切(tandelta)隨溫度變化的曲線。相對于比較橡膠組合物，本專利技術組合物在-25至0℃范圍內表現出下降的儲能模量值，其預示在雪和冰上改善的輪胎抓地力(tiregrip)，和在55至105℃溫度范圍內下降的損耗角正切值，其預示更低的輪胎滾動阻力。對于本專利技術橡膠組合物的損耗角正切曲線也表現出約160℃的第二滯后峰溫度。圖2是對應于比較例52(沒有添加任何聚(苯醚)組合物的橡膠)的甲苯蝕刻表面的掃描電子顯微鏡照片。圖3是對應于比較例53(單獨加入聚(苯醚)和油的橡膠)的甲苯蝕刻表面的掃描電子顯微鏡照片。圖4是對應于比較例46(加入包含70重量百分數聚(苯醚)和30重量百分數油的聚(苯醚)組合物的橡膠)的甲苯蝕刻表面的掃描電子顯微鏡照片。圖5是對應于比較例47(加入包含63重量百分數聚(苯醚)、7重量百分數聚苯乙烯和30重量百分數油的聚(苯醚)組合物的橡膠)的甲苯蝕刻表面的掃描電子顯微鏡照片。圖6是對應于比較例48(加入包含56重量百分數聚(苯醚)、14本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種形成橡膠組合物的方法，包括：熔融摻混包含烯屬不飽和度的橡膠，和聚(苯醚)組合物，所述聚(苯醚)組合物表現出約40至約140℃玻璃化轉變溫度且包含聚(苯醚)和油以形成未固化的橡膠組合物，所述未固化的橡膠組合物包含含有所述橡膠和所述油的連續相以及包含所述聚(苯醚)的分散相，所述橡膠包含烯屬不飽和度；和固化所述未固化的橡膠組合物以形成固化的橡膠組合物，通過動態力學分析，所述固化的橡膠組合物表現出約160至約220℃的第二滯后峰溫度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.05.09 US 61/644,605;2012.06.05 US 13/488,7011.一種形成橡膠組合物的方法，包括:熔融摻混包含烯屬不飽和度的橡膠，和聚(苯醚)組合物，所述聚(苯醚)組合物表現出40至140℃玻璃化轉變溫度且包含聚(苯醚)和油，所述油選自由以下組成的組中：橡膠加工用油、橡膠加工用蠟、和它們的組合；以形成未固化的橡膠組合物，所述未固化的橡膠組合物包含含有所述橡膠和所述油的連續相以及包含所述聚(苯醚)的分散相，所述橡膠包含烯屬不飽和度；和固化所述未固化的橡膠組合物以形成固化的橡膠組合物，通過動態力學分析，所述固化的橡膠組合物表現出160至220℃的第二滯后峰溫度。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述聚(苯醚)具有170至220℃的玻璃化轉變溫度。3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述熔融摻混包括熔融摻混5至40重量份的所述聚(苯醚)組合物和100重量份的所述包含烯屬不飽和度的橡膠。4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述熔融摻混包括在100至170℃的溫度摻混。5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述包含烯屬不飽度的橡膠選自由以下組成的組中：天然橡膠、合成橡膠、和它們的組合。6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述包含烯屬不飽和度的橡膠選自由以下組成的組中：天然聚異戊二烯、合成聚異戊二烯、苯乙烯-丁二烯無規共聚物、聚丁二烯、乙烯-丙烯無規共聚物、乙烯-丙烯-二烯單體無規共聚物、異丁烯-異戊二烯無規共聚物、氯丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯無規共聚物和它們的組合。7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述油是橡膠加工用油。8.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述油選自由以下組成的組中：溫和抽提溶劑化物(MES)油、處理過的餾分芳香族抽提物(TDAE)油，和它們的組合。9.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述油包含處理過的餾分芳香族抽提物(TDAE)油。10.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，在所述熔融摻混所述包含烯屬不飽和度的橡膠和所述聚(苯醚)組合物之前，所述聚(苯醚)組合物具有37微米至2毫米的平均粒度。11.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述聚(苯醚)組合物具有第一平均粒度，所述分散相具有第二平均粒度，和所述第一平均粒度與所述第二平均粒度的比率為至少10。12.根據權利要求1-6中任一項所述的方法...

【專利技術屬性】
技術研發人員：斯科特·邁克爾·費希爾，盧啟威，威廉·尤金·佩卡克，邁克爾·J·奧布里安，
申請(專利權)人：沙特基礎創新塑料IP私人有限責任公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL