官能化共轭二烯橡胶和二氧化硅填料的橡胶配混物的制作方法

专利2026-08-18  2



背景技术:

1、合成橡胶用于许多不同的应用中。它们典型地与一种或多种填料组合以生产橡胶配混物,然后这些橡胶配混物成型为制品或与其他成分组合以生产制品。合成橡胶的主要应用包括轮胎或轮胎的部件,如轮胎胎面。通常,共轭二烯橡胶是用于此目的的共轭二烯的均聚物或至少一种共轭二烯单体的共聚物。

2、持续需要改善轮胎的特性并且特别是轮胎胎面的特性。现在已经发现,被官能化以至少含有官能团的共轭二烯橡胶与特定的二氧化硅填料的组合可以有利地用于制造用于生产轮胎或轮胎胎面的橡胶配混物。


技术实现思路

1、因此,在一个方面,提供了一种用于生产橡胶的方法,该方法包括将共轭二烯聚合物和二氧化硅填料组合,其中该二氧化硅填料具有基于该填料的重量按重量计至少80%的sio2含量并且是由包含稻壳灰的生物质灰获得,并且其中该共轭二烯聚合物是共轭二烯的均聚物或至少一种选自由以下组成的组的共轭二烯的共聚物:丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1-苯基-1,3-丁二烯、1,3-己二烯,并且其中该聚合物被官能化并且包含至少一个官能团,该至少一个官能团包含至少一个选自以下的极性基团:-ox、-or、-coox、-coor、-n(r’1)(r’2)xn或其组合,其中x表示h或阳离子,n是1或0,并且在n是1的情况下,氮原子n带正电,r表示c1-c6烷基,r’1和r’2彼此独立地表示h、c1-c6烷基、-si(r’4)(r’5)基团——其中r’4和r’5彼此独立地表示c1-c6烷基。

2、在另一个方面,提供了一种通过该方法获得的橡胶配混物。

3、在另外的方面,提供了一种制造制品的方法,该方法包括使包含配混物和能够将共轭二烯聚合物固化的固化剂的可固化组合物经受至少一个固化反应。

4、在另一个方面,提供了一种制品,该制品通过这样的方法获得,该方法包括将包含配混物的组合物固化,其中该方法包括至少一个成型步骤,其中该成型可以在固化之前、期间或之后进行。



技术特征:

1.一种制造橡胶配混物的方法,该方法包括将共轭二烯聚合物和二氧化硅填料组合,其中该二氧化硅填料具有基于该填料的重量按重量计至少80%的sio2含量并且是由包含稻壳灰的生物质灰获得,并且其中该共轭二烯聚合物是共轭二烯的均聚物或至少一种选自由以下组成的组的共轭二烯的共聚物:丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1-苯基-1,3-丁二烯、1,3-己二烯,并且其中该聚合物被官能化并且包含至少一个官能团,该至少一个官能团包含至少一个选自以下的极性基团:-ox、-or、-coox、-coor、-n(r’1)(r’2)xn或其组合,其中x表示h或阳离子,n是1或0,并且在n是1的情况下,氮原子n带正电,r表示c1-c6烷基,r’1和r’2彼此独立地表示h、c1-c6烷基、-si(r’4)(r’5)基团,其中r’4和r’5彼此独立地表示c1-c6烷基。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,该至少一个极性基团选自-coox、-n(r’1)(r’2)xn或其组合,其中x表示h或阳离子,n是1或0,并且在n是1的情况下,氮原子n带正电,r’1和r’2彼此独立地表示h、c1-c6烷基、-si(r’4)(r’5)基团,其中r’4和r’5彼此独立地表示c1-c6烷基。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该官能团除了碳和氢原子之外还包含1至20个si原子。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该官能团具有选自式(i)或(ii)或其组合的单元:

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该官能团是通过与至少产生官能端基的官能化剂或偶联剂或其组合反应而获得。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该官能团包含1至12个硅原子和1至30个碳原子。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该共轭二烯聚合物是包含衍生自丁二烯和至少一种其他共轭二烯或至少一种乙烯基芳香族共聚单体或其组合的单元的共聚物,其中该乙烯基芳香族共聚单体选自苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙烯基萘。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该共轭二烯聚合物包含衍生自丁二烯和苯乙烯的单元,并且其中该聚合物是通过阴离子溶液聚合制备。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该二氧化硅填料具有小于3的离子数in 1、小于20的离子数in 2、或两者,其中in 1根据下式计算:

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该二氧化硅填料的钾含量大于100mg/kg二氧化硅样品、镁含量大于100mg/kg二氧化硅样品或两者。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该二氧化硅填料与该共轭二烯聚合物以5:1至1:5、优选2:1至1:2的重量比存在。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,该方法进一步包括将该聚合物和该二氧化硅填充剂与至少一种固化剂组合。

13.一种橡胶配混物,其通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得。

14.一种制品,其通过包括将根据权利要求13所述的橡胶配混物固化的方法获得,并且其中该方法包括至少一个成型步骤,其中该成型可以在固化之前、期间或之后进行。

15.根据权利要求14所述的制品,其选自轮胎胎面或轮胎。


技术总结
一种包含共轭二烯聚合物和二氧化硅填料的橡胶配混物,其中该二氧化硅填料具有基于该填料的重量按重量计至少80%的SiO2含量并且由包含稻壳灰的生物质灰获得,并且其中该共轭二烯聚合物是共轭二烯的均聚物或至少一种共轭二烯的共聚物,该至少一种共轭二烯选自由以下组成的组:丁二烯、异戊二烯、1,3‑戊二烯、2,3‑二甲基丁二烯、1‑苯基‑1,3‑丁二烯、1,3‑己二烯,并且其中该聚合物是官能化的并且包含至少一个官能团。还提供了一种制造可硫化橡胶配混物的方法,该方法包括将该共轭二烯聚合物与该二氧化硅组合,以及一种制造制品的方法,该方法包括使包含该配混物和能够将该共轭二烯聚合物固化的固化剂的可固化组合物经受至少一个固化反应。进一步提供了由这些配混物获得的制品。

技术研发人员:苏珊娜·利伯,托马斯·林齐,戴夫·哈迪
受保护的技术使用者:阿朗新科德国有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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