[发明专利]用于包含增强填料的弹性体组合物的偶联剂

说明书

本申请是国际申请日为2004年5月28日、申请号为200480022916.1、 发明名称为“用于包含增强填料的弹性体组合物的偶联剂”的发明专利申请 的分案申请。

本发明涉及特别预计用于轮胎制造，且更特别地用于制造机动车辆用轮 胎胎面的橡胶组合物领域。更具体地说，本发明的主题是一种含有增强填料 和特定偶联剂的硫-可硫化弹性体组合物。

在改善外胎所需的性质方面，已进行了广泛的研究。与降低机动车辆燃 料消耗这一不变的目标有关，因而进行努力以改善所述外胎的滚动阻力，同 时仍保持对干表面和湿表面的优异的抓持(grip)，以及适宜的耐磨性。

用于形成这些胎面的弹性体组合物是已知的。除了二烯弹性体以外，它 们通常包含增强填料。该增强填料通常为炭黑或二氧化硅。

为了获得由填料赋予的最佳增强特性，已知填料必须以最终形式存在于 弹性体基体中，该最终形式既尽可能地细分散又尽可能地均匀分布。然而， 不能满足这样的条件，除非如果一方面，在与弹性体混合期间，填料具有非 常高的结合进基体中的能力，且另一方面，具有非常高的均匀分散在所述基 体中的能力。

已知，炭黑具有这种能力，但对于二氧化硅颗粒，通常情况不是这样。 这是因为，由于交互亲合力的原因，在弹性体基体中，二氧化硅颗粒具有恼 人的形成团聚的倾向。这对于硫化后获得的最终产物的增强性质具有不利影 响。在以下情况下还是有问题的：通过增加弹性体粘度，在已加入二氧化硅 后，二氧化硅使得可硫化弹性体组合物难以加工或配混，尤其是当通过混合 加入不含硫添加剂和硫化体系时，或当将含有所有成分的化合物引入硫化模 中时。

然而，在二氧化硅可降低滚动阻力并因此获得实质上的燃料节约的范围 内，二氧化硅在轮胎胎面制造中的应用是特别有利的。

现有技术已描述了促进填料(尤其是二氧化硅)在弹性体组合物中的分 散的产品。这些产品经常被称为偶联剂。

因而，欧洲专利申请EP0501227提及，对于包含以二氧化硅增强的共轭 -二烯共聚物的硫-可硫化组合物，使用包含6.4重量份多硫化(polysulfidic)有 机硅烷的12.8重量份(每100份橡胶)增强剂。

国际申请WO97/42256还提及，对于含有二氧化硅的弹性体组合物，特 定的多硫化有机硅烷用作偶联剂，即双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物， 也已知为来自DegussaAG的商标名称Si-69。该偶联剂广泛用于工业中，然 而其具有极其昂贵的缺点。

这就是上述文献教导，基本上，弹性体组合物含有经处理的炭黑作为增 强填料的原因，因为该原因，推荐使用非-有机硅烷多硫化物化合物作为预 硫化改性剂，例如使用叔丁基酚多硫化物。

国际申请WO02/083719也涉及在基于二烯橡胶的组合物中，以白色填 料(例如二氧化硅)取代作为偶联剂的双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物 的问题。为了该目的，其提议多硫化单有机氧代硅烷。然而，因为所用的化 学药品(chemistry)，后者化合物也导致过高的成本。

因此，目的(这也是本发明的目的)是发现新的偶联剂，其成本低于 Si-69并确保轮胎胎面的最佳性质，同时对于可硫化组合物的加工和处理， 仍保持可接受的流变性质，尤其是在其粘度方面。

本发明是通过以下途径实现的：

<1>一种包含至少一种二烯弹性体和至少一种增强填料的硫-可硫化弹 性体组合物，特征在于其可通过这样的方法获得，该方法包括所述弹性体和 所述填料与有效量的偶联剂的混合，该偶联剂由下列物质的组合构成：

-10-90％，优选50-70％的由下式的聚(烷基酚)多硫化物的共混物构 成的产品(I)：

其中：

-R为含有1-20，优选4-10个碳原子的烷基；

-n和n′为1-8，优选1-4的两个整数，其可相同或不同；

-p为0-50，优选0-20的整数；和

-10-90％，优选30-50％的由双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物构 成的产品(II)。

<2>项<1>的弹性体组合物，特征在于使用选自聚丁二烯和聚(苯乙烯/ 丁二烯)的一种或多种弹性体。

<3>项<1>或<2>的弹性体组合物，特征在于使用白色增强填料。