橡膠組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及含橡膠和加工添加劑的橡膠組合物，其中所述加工添加劑是在分子內(nèi)具有至少一個(gè)官能團(tuán)的官能的反應(yīng)性稀釋劑，所述官能團(tuán)不是烯屬不飽和基團(tuán)，和這種橡膠組合物的配混方法及其用途。
【專利說明】橡膠組合物
[0001] 本發(fā)明涉及含橡膠膠料和加工添加劑的橡膠組合物，其制備方法，和在機(jī)械橡膠 物品中（尤其在輪胎中）使用這種橡膠組合物的方法。
[0002] 許多的各種化學(xué)品（通常稱為"橡膠化學(xué)品和添加劑"）被用于制備橡膠-彈性 體材料。它們起到簡(jiǎn)化并促進(jìn)配混工藝、控制配混的橡膠材料的彈性體性能、并保護(hù)材料避 免在配混過程中和之后用作完工產(chǎn)品劣化的作用。這些當(dāng)中尤其是支持橡膠交聯(lián)的硫化化 學(xué)品，尤其是硫，硫供體，過氧化物，活化劑例如氧化鋅，和促進(jìn)劑例如次磺酰胺，噻唑，秋蘭 姆，和二硫代氨基甲酸酯促進(jìn)劑。橡膠膠料的硬度可受到填料影響，其中尤其是要注意炭黑 和所謂的白色填料，主要是氧化硅、碳酸鈣和高嶺土。
[0003] 若使用炭黑來增加橡膠組合物的硬度，則橡膠混合物的粘度也大大地增加，這會(huì) 負(fù)面影響混合工藝。在這種情況下使用增塑劑來降低粘度，主要是礦物油，所謂的操作油。 然而，殘留在已經(jīng)制備的橡膠膠料內(nèi)的礦物油降低硬度和剛度。因此，本發(fā)明的目的是提供 操作油的替代品，它能在混合過程中降低橡膠組合物的粘度，但不導(dǎo)致橡膠組合物和由其 制備的硫化部件的較低的硬度和剛度。特別地，期望提供操作油的替代品，它允許制備具有 高剛度和彎曲強(qiáng)度的機(jī)械橡膠物品。在輪胎的頂點(diǎn)區(qū)域（所述區(qū)域是還確保輪胎在輪圈上 就位的輪胎胎圈區(qū)域的一部分）內(nèi)，尤其是需要這種強(qiáng)度和剛度。
[0004] 發(fā)明概述
[0005] 所謂的"液體天然橡膠"等級(jí)（它是由天然聚異戊二烯衍生、具有_65°C的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度且具有在38°C下測(cè)量的35 - 400Pa *s的不同粘度范圍的高摩爾質(zhì)量的膠料）已 經(jīng)被用作增塑劑，來降低橡膠膠料的加工粘度，并與這些共-硫化。然而，這些增塑劑不會(huì) 使在它們輔助下獲得的橡膠膠料的強(qiáng)度和剛度增加到超出采用非-塑化橡膠膠料獲得的 數(shù)值。因此，本發(fā)明的目的是提供增塑劑，它降低配混過程中橡膠配制劑的粘度，但不降低 硫化的橡膠膠料的強(qiáng)度和剛度。
[0006] 在橡膠混合和配混工藝的起始部分期間，通過用充當(dāng)溶劑或增塑劑的官能的反應(yīng) 性稀釋劑替代用作配混助劑或增塑劑的至少一部分礦物油，但在配混和硫化過程中借助在 其分子內(nèi)的官能團(tuán)（所述官能團(tuán)不是烯屬不飽和的）與橡膠組合物中的至少一種成分共反 應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)這一目的。配混工藝因此得到改進(jìn)，其方式使得在混合和配混過程中至少在配混 工藝的第一部分中粘度和因此能耗下降。因此，必須仔細(xì)的是，反應(yīng)性稀釋劑沒有進(jìn)入與橡 膠混合物中的其他成分的過早反應(yīng)內(nèi)。本發(fā)明的官能的反應(yīng)性稀釋劑的特征在于，在所述 官能的反應(yīng)性稀釋劑的分子內(nèi)存在至少一個(gè)官能團(tuán)，該官能團(tuán)不是烯屬不飽和的基團(tuán)，且 優(yōu)選選自環(huán)氧基，吖丙啶基，N-烷醇酰胺基，N-烷氧基酰胺基，異氰酸酯基，碳二酰亞胺基， 和吸電子基團(tuán)，例如硝基，或含氧酸基或其衍生物，尤其是羧基，羧酸酐，羧酸酯，或酰鹵基， 和活化的烯屬不飽和基團(tuán)（它通過至少一個(gè)相鄰的羧基、羧酸酐或酰鹵基活化）。
[0007] 對(duì)于本發(fā)明的目的來說，這種活化的烯屬不飽和基團(tuán)被視為不同于常見的烯屬不 飽和基團(tuán)，和因此不涵蓋在這一措辭中。
[0008] 本文中所使用的"烯屬不飽和基團(tuán)"是下式的基團(tuán)：
[0009]
【權(quán)利要求】
1. 一種橡膠組合物，它包含橡膠和加工添加劑，其中所述加工添加劑是在分子內(nèi)具有 至少一個(gè)官能團(tuán)的官能的反應(yīng)性稀釋劑，所述官能團(tuán)不是烯屬不飽和基團(tuán)。
2. 權(quán)利要求1的橡膠組合物，其中加工添加劑中的至少一個(gè)官能團(tuán)選自環(huán)氧基，吖丙 啶基，N-烷醇酰胺基，N-亞烷基酰胺基，N-烷氧基酰胺基，異氰酸酯基，碳二酰亞胺基，羧 基，羧酸酐，或酰鹵基，和被至少一個(gè)相鄰的羧基、羧酸酐或酰鹵基活化的活化的烯屬不飽 和基團(tuán)。
3. 權(quán)利要求1的橡膠組合物，其中加工添加劑包括由單官能或多官能的醛A和具有至 少一個(gè)氨基甲酸酯基-〇-C〇-NH2和有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)化合物C制備的加成樹脂AC，其中所述 有機(jī)基團(tuán)可以是選自具有1-30個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀脂族基團(tuán)和芳烷基的單價(jià)基 團(tuán)R，或選自具有2-30個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀脂族二基和具有8-30個(gè)碳原子的二烷 基芳基的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)-R' _。
4. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中R具有2-8個(gè)碳原子。
5. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中脂族氨基甲酸酯用作化合物C，其選自乙基氨基甲酸 酯，丁基氨基甲酸酯，己基氨基甲酸酯和2-乙基己基氨基甲酸酯。
6. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中芳脂族氨基甲酸酯用作化合物C，其選自芐基氨基甲 酸酯和α，α-二甲基芐基氨基甲酸酯。
7. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中二氨基甲酸酯用作化合物C，其選自亞乙基雙氨基甲 酸酯，1，2-亞丙基雙氨基甲酸酯，1，3-亞丙基雙氨基甲酸酯和1，4-亞丁基雙氨基甲酸酯。
8. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中二氨基甲酸酯用作化合物C，其選自二甲苯雙氨基甲 酸酯和四甲基二甲苯雙氨基甲酸酯。
9. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中單官能的醛用作醛Α，且它選自甲醛，乙醛，丙醛，丁 醛，正戊醛和正己醛。
10. 權(quán)利要求3的橡膠組合物，其中多官能的醛用作醛Α，且它選自乙二醛，丙二醛，琥 珀醛和戊二醛。
11. 權(quán)利要求3-10任何一項(xiàng)的橡膠組合物，其中橡膠組合物還包含酚類增強(qiáng)樹脂。
12. -種配混橡膠的方法，其中在配混之前或之中，添加至少一種加工添加劑到橡膠 中，其中所述加工添加劑是在分子內(nèi)具有至少一個(gè)官能團(tuán)的官能的反應(yīng)性稀釋劑，所述官 能團(tuán)不是烯屬不飽和基團(tuán)。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中至少一種加工添加劑是由單官能或多官能的醛Α和具有 至少一個(gè)氨基甲酸酯基-〇_C〇-NH2和有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)化合物C制備的加成樹脂AC，其中所 述有機(jī)基團(tuán)可以是選自具有1-30個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀脂族基團(tuán)和芳烷基的單價(jià) 基團(tuán)R，或選自具有2-30個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀脂族二基和具有8-30個(gè)碳原子的二 烷基芳基的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)-R' _。
14. 權(quán)利要求13的方法，其中加成樹脂AC由單官能的醛或多官能的醛A和具有至少一 個(gè)氨基甲酸酯基-〇-co-nh2的脂族氨基甲酸酯C制備。
15. -種使用權(quán)利要求1-11任何一項(xiàng)的橡膠組合物的方法，它包括由權(quán)利要求1-11任 何一項(xiàng)的橡膠組合物制備輪胎的頂點(diǎn)部分。
【文檔編號(hào)】B60C1/00GK104245814SQ201380022065
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】R·舍費(fèi)爾 申請(qǐng)人:湛新德國(guó)有限公司