[发明专利]用于制备橡胶组合物的方法

说明书

本发明涉及弹性体混合领域，更特别地涉及制造旨在制备用于装备陆上车辆的轮胎的橡胶组合物。

对现代轮胎的性能要求，除了用于运行状况（有时为极端的）所需的品质外，逐渐地涉及轮胎的耐久性及其滚动阻力的减少。

本领域技术人员已知的是，耐磨性的改进可以反映在能量耗散的增加上，以及近年来所取得的进展是在这两种性能之间的折衷，已经努力通过改性橡胶组合物和探索新型的制备方法来减少对其的限制。

本发明的目的是提供一种方法，该方法使得有可能在当材料经受循环应力时，在不影响磨损性能的情况下大大降低材料内部的能量耗散现象。

根据本发明的方法在于以特定和新颖的方式使用已知的混合装置，并且在于提供用于所述装置的操作范围，其使得有可能获得相比于通常制备方法而言具有极其不合常规且料想不到的性能的橡胶组合物。

根据本发明的方法采用连续混合装置，例如在公开EP 605 781中所述的。

根据本发明的方法使得有可能制备由各种组分如基础弹性体、增强填料、添加剂和硫化体系形成的橡胶组合物。

该方法包括如下阶段：

A-使用包括混合室的连续混合装置制备包含增强填料和任选地除所述交联体系外的添加剂的起始橡胶组合物，所述混合室包括至少一个在定子中旋转并在上游端和下游端之间延伸的转子，材料在上游端和下游端之间逐渐行进，所述连续混合装置还包括用于计量和强制引入所述基础弹性体的装置，以通过设置在所述混合室的上游的管线驱回所述基础弹性体，选择用于连续混合装置的操作参数使得：

a-所述弹性体在混合室中的所述停留时间为20至60秒之间，

b-赋予所述橡胶组合物的所述比能量为2000焦耳/克至5000焦耳/克之间，

B-在连续混合装置的出口处，橡胶组合物的温度在小于5分钟内降低至小于140°C的温度。

优选地，在阶段A的过程中，还引入添加剂，从而优化连续混合装置（其包括有限数量的引入装置）的使用。

优选地，在阶段A的过程中，转子的旋转速度为50至500转/分钟之间，更特别地为200至400转/分钟之间。

优选地，在阶段A的过程中，在混合室中的橡胶组合物的最大理论剪切速率为15 000s^-1至40 000s^-1之间。

优选地，在阶段A的过程中，所述混合室的填充程度为5%至40%之间。

优选地，在阶段B结束时，使用一个或多个内部和/或外部混合器类型的连续或间歇混合装置(200,300)制备最终的橡胶组合物，引入预定体积的起始橡胶组合物、交联体系以及任何剩余弹性体、填料和添加剂，选择连续或间歇混合装置的操作参数使得在该阶段过程中赋予橡胶组合物的另外的比能量为500焦耳/克至1800焦耳/克之间。

一旦完成了最终混合物，亦即当已经引入所有组分（所述组分特别地包括交联剂）时，组合物的性质得以非常显然地评定。

为了很好地理解以下的描述，在连续或间歇混合装置中进行的制备方法的整个过程中赋予橡胶组合物的比能量对应于通过用于旋转混合器的转子（或多个转子）的马达（或多个马达）提供给混合物的能量（以焦耳计）除以制备的橡胶组合物的重量。该能量可以通过下式计算得到：

在连续混合的情况下，或者在间歇混合的情况下，(∫0TP(t)dt)÷M;]]>

其中：

-P(t)是由马达（或多个马达）提供的瞬时功率（以瓦特计）减去由马达轴与转子轴之间的传动装置所消耗的功率。

-M(t)是以使用混合器制得的橡胶组合物的重量（克/秒）计的瞬时流动速率。

-M是引入连续混合器中的混合物的物料的总重量（以克计）。