[发明专利]用于轮胎的包括羟基硅烷遮盖剂的橡胶组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用无机填料，例如二氧化硅增强的二烯弹性体组合物，其可特别地用于制造轮胎或轮胎半成品，例如胎面。

其还涉及能够改进这样的橡胶组合物的原始状态的加工性能并降低其粘度的操作助剂，更具体地涉及能够通过共价键结合至无机填料的表面官能位的遮盖剂。

背景技术

在过去15年中，凭借用特定的无机填料增强的新型弹性体组合物的开发已经能够获得同时表现出低滚动阻力、改进的抓着力(既在干燥的表面上，又在湿的或被雪覆盖的表面上)以及极好的耐磨性的轮胎，所述无机填料被描述为“增强的”无机填料，其表现出高分散性，从增强的角度看能够与轮胎级炭黑竞争，且另外地赋予这些组合物降低的滞后性，从而使得包含它们的轮胎具有较低的滚动阻力。

尽管如此，相比于常规的包括炭黑作为填料的橡胶组合物，包括这样的无机填料，特别是二氧化硅的橡胶组合物的加工性仍然更难。该难点已知是由于无机填料粒子的高表面反应性，以及这些粒子互相附聚的强自然倾向，由此降低了填料在橡胶基体中的分散性。

已知的是，特别有必要使用偶联剂(又称作结合剂(bondingagent))，其作用一方面是提供无机填料粒子表面与弹性体之间的连接，另一方面是借助粒子表面的部分覆盖来促进无机填料在弹性体基体中的分散。

在此应该记住的是，(无机填料/弹性体)“偶联”剂必须以公知的方式被理解为是指能够在无机填料与二烯弹性体之间建立化学和/或物理性质的令人满意的连接的试剂。

这样的至少为双官能的偶联剂具有简化的通式“Y-W-X”，其中：

-Y表示能够物理地和/或化学地结合至无机填料的官能团(“Y”官能团)，这样的结合有可能例如在偶联剂的硅原子与无机填料的表面羟(OH)基(例如，当涉及二氧化硅时为表面硅烷醇)之间建立；

-X表示能够例如通过硫原子物理地和/或化学地结合至二烯弹性体的官能团(“X”官能团)；

-W表示有可能连接“Y”和“X”的二价基团。

二氧化硅/二烯弹性体偶联剂对于本领域技术人员是公知的，最熟知的是硅烷双官能硫化物，特别是烷氧基硅烷硫化物，其如今被认为是对于包含二氧化硅作为填料的硫化橡胶而言，在焦烧安全性、易加工性和增强力方面贡献最佳折衷的产品。在这些硅烷硫化物中，可特别提及的是双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(缩写为TESPT)，即在具有低滚动阻力的轮胎中的参比偶联剂，所述轮胎被称作“绿色轮胎”，由它们的橡胶组合物提供节能(“节能绿色轮胎”概念)。

也可使用用于无机填料粒子的“遮盖”剂，该试剂能够进一步通过结合至无机填料的表面官能位(surface functionalsite)，并因此至少部分覆盖之来改进无机填料在弹性体基体中的分散性，从而降低其在原始状态的粘度，并总体上改进其加工性。

这样的遮盖剂基本上属于多元醇(例如二醇或三醇，如丙三醇或其衍生物)、聚醚(例如聚乙二醇)、伯胺、仲胺或叔胺(例如三链烷醇胺)、羟基化或可水解聚有机硅氧烷，例如α，ω-二羟基聚有机硅氧烷(特别是α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)、羟基硅烷或烷基烷氧基硅烷，特别是烷基三乙氧基硅烷，例如由Degussa以“Dynasylan Octeo”名称销售的(1-辛基)三乙氧基硅烷。这些遮盖剂在用无机填料增强的轮胎橡胶组合物中是公知的，例如，它们已被描述在专利申请WO 00/05300、WO 01/55252、WO 01/96442、WO 02/031041、WO 02/053634、WO 02/083782、WO 03/002648、WO 03/002653、WO 03/016387、WO 2006/002993、WO 2006/125533、WO 2007/017060和WO 2007/003408中。

这些遮盖剂一定不能与偶联剂相混淆。已知它们可包括对于无机填料起作用的“Y”官能团，但是在所有情况下缺少对二烯弹性体起作用的“X”官能团。

发明内容

申请人公司在继续它们的调查研究后发现了一种新型橡胶组合物，其借助特定的羟基硅烷遮盖剂，与已知用于绿色轮胎的最佳橡胶组合物相比，表现出进一步改进的性能。

因此，本发明的第一个主题为至少基于二烯弹性体、增强无机填料、偶联剂和具有如下式(I)的羟基硅烷的橡胶组合物：

R¹(R²)_nSi(OH)_3-n

其中：

-n等于0、1或2；