[发明专利]轮胎行驶胎面的组合物以及它的制造方法

说明书

本申请是申请号为01811569.1，申请日为2001年5月21日，发明名称为‘轮胎行驶胎面的组合物以及它的制造方法’的中国专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一类可交联或已交联的橡胶组合物，当该组合物处于已交联状态时，它的滞后性能将得到改善，这种组合物可用于轮胎胎面的制造。本发明还涉及这种可交联组合物的制备方法，而且用这种组合物制造的此类胎面和轮胎，其具有降低的滚动阻力。 

背景技术

由于燃料经济性和环境保护的需要成为优先考虑的事情，期望生产出具有良好的机械性质和尽可能低的滞后性状的混合组合物，这种混合组合物可加工成橡胶组合物并用于制造涉及轮胎制造的各种半成品，例如，底层、胎侧或胎面，以便获得滚动阻力减小的轮胎。 

为达到这个目的，已经提出了许多方法，这些方法重点是在聚合反应结束时，用官能剂、偶联剂或星状连接剂(starring agent)修饰二烯聚合物以及二元共聚物的结构。绝大多数方法集中在对炭黑具有反应活性的官能聚合物的使用，使这些聚合物与炭黑之间产生良好的相互作用，并且这些聚合物也得到修饰。 

美国专利文献US-A-3135716中的实施例详细说明以炭黑作为补强填充剂的工艺，该实施例描述在多功能有机偶联剂作用下，活性聚合物的链端发生反应，由此获得的聚合物的性质得到改善。美国专利文献US-A-3244664中也公开了以四-烷氧基硅烷作为偶联剂或星状连接剂促使二烯聚合物反应的方法。 

二氧化硅作为补强填充剂用于可交联橡胶组合物，尤其是用于制造耐久的轮胎胎面的可交联橡胶组合物已有很长一段时间了。但是二 氧化硅的使用是有限的，主要是因为这类含二氧化硅的橡胶组合物的某些物理性质不尽人意，尤其是它的耐磨性达不到要求。 

这也就是使用官能性二烯聚合物，尤其是使用经烷氧基硅烷衍生物如四-乙氧基硅烷官能化的聚合物可以克服以往工艺中使用非官能性聚合物所产生的缺陷的原因。举例说明，美国专利文献US-A-5,066,721描述了一种由二烯聚合物形成的橡胶组合物，该二烯聚合物被一种含至少一个非-水解烷氧基的烷氧基硅烷官能化，这种非-水解烷氧基使得用蒸汽提馏除去聚合反应溶剂的方法成为可能。 

这类官能化反应存在一个缺点，就是在伴随官能化反应的偶联反应中，通常需要使用过量的烷氧基硅烷并且将反应物充分混合以最大限度减少这种偶联反应的发生。 

这类官能化反应的另一个缺点在于反应过程可能会使蒸汽提馏操作延误，而蒸汽提馏对于去除聚合反应溶剂十分必要。 

事实上，经验显示这些通过制备得到的官能化聚合物在提馏过程中会产生宏观结构的变化，这将导致这些聚合物性质的严重恶化，除非将使用的烷氧基硅烷官能剂的种类限定在有限的范围内，如前文已提及的文献US-A-5066721所描述的烷氧基硅烷。 

所以，上文已显示，以二氧化硅作为补强填充剂，在烷氧基硅烷作用下发生二烯聚合物官能化，由此得到的橡胶组合物不尽人意，尽管这种橡胶组合物的物理性质得到改善。 

这也就是为什么需要研究其它官能化反应，并期望获得满意的橡胶组合物的原因。 

法国专利文献，申请号为FR-A-2740778的文献公开了橡胶组合物的成分，其中二氧化硅作为补强填充剂占主要比例(例如，该补强填充剂由二氧化硅和炭黑的掺合物构成)，还有链端上承载硅烷醇官能团的二烯聚合物或者末端连接硅烷醇的聚硅氧烷嵌段。例如，环聚硅氧烷，如六甲基环丙氧烷就可以作为官能剂使用。采用溶剂蒸汽萃取法能将获得的官能化聚合物从反应体系中分离出并获得它们的最终形态，这种分离方法不会导致聚合物宏观结构以及它们物理性状的改变。 

也应该提到欧洲专利文献EP-A-877047，其中公开了将具有硅烷醇官能团的这类聚合物掺入含有补强填充剂炭黑的橡胶组合物中，其中炭黑的表面上固定有二氧化硅。 

可能建立下述观念，即这些聚合物赋予橡胶性能，特别是在胶联状态下的滞后性能和补强性能，它们与基于非官能化的二烯聚合物的对照组合物相比较，得以改善；并且，它们至少相当于基于二烯聚合物的、含有烷氧基硅烷官能团的这类组合物特性。 

也要提到欧洲专利文献EP-A-692493，其中建立了一种将烷氧基硅烷和桥氧基连接在二烯聚合物链端的方法，用这种方法得到的聚合物补强性能得到改善，聚合物结构发生不同程度形变时的滞后损失也减少。