[发明专利]具有环境友好型增塑剂的橡胶共混物

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶混合物，更特别是用于充气轮胎和用于皮带、驱动皮带、以及软管的橡胶混合物。

背景技术

胎面的橡胶构成在很大程度上决定了一个轮胎、尤其是一个车辆的充气轮胎的行进特性。类似地，在驱动皮带、软管、以及其他皮带中、尤其是在那些经受到高机械负荷的地方使用的橡胶混合物基本上负责着这些橡胶产品的稳定性和寿命。因此，对用于充气轮胎、皮带、驱动皮带以及软管的这些橡胶混合物强制的要求是非常严格的。

近年来，轮胎的行进特性例如已经通过用硅石部分地或完全地替换橡胶混合物中的炭黑填充剂，而整体上到达了一个更高水平。然而，即便用含有硅石的胎面化合物，相对立的轮胎特性之间的已知冲突仍然继续存在。例如，湿抓地力和干式制动方面的改进总体上仍必然伴有滚动阻力、多种冬季特性以及磨损行为的退化。良好抓地力和低磨损还是工业橡胶产品如驱动皮带和其他皮带的重要质量标准。

为了解决这些冲突，已经寻求了不同的方法。例如，已经使用了极广泛种类的不同的（包括改性的）聚合物、树脂、以及高度分散的填充剂用于橡胶混合物，并且已经尝试通过对这些混合物的生产进行修改来影响固化橡胶的特性。

除了橡胶和填充剂以外，这些增塑剂形成了另一种重要类别的辅助剂。增塑剂在一些情况下被大量添加至橡胶混合物之中，以便降低混合物的价格、增强它的流动特性（在加工时节省能量、防止能量尖峰）、改进填充剂分散、增强加工和粘附行为、并且影响混合物和由其生产的固化橡胶的物理特性。

一般来说，在橡胶工业中使用的几乎所有增塑剂的基础都是原油。从环境立场来看，尤其是关于现有污染物排放和原材料的稀缺，对于橡胶增塑剂的制造来说，原油未来将不再是一种可接受的起始材料。正在使用的替代方案包括（例如）植物油作为橡胶混合物中的增塑剂，例如像DE10108981A1和DE60218446T2中所述。在其中所描述的植物油可以用作唯一增塑剂，但通常与一种另外的、衍生自原油的增塑剂组合采用。然而，即便是植物油也不是无限量地可用于橡胶工业的。作为另一个替代方案，WO002010012531A1描述了所谓的BTL油（生物质基合成油（Biomass-To-Liquid oil））的使用。在此情况下，固体生物质是用于生产增塑剂的起始材料，这种生产能够通过多种直接液化模式进而发生。

发明内容

本发明所基于的目的则是提供一种橡胶混合物更特别是用于充气轮胎且用于皮带、驱动皮带、以及软管的橡胶混合物，该混合物包含至少一种另外的替代性且生态友好的增塑剂，从而允许减少与使用中的橡胶混合物相关联的污染物排放。同时，还意图提高橡胶混合物的可持续性和环境相容性，并且确保不依赖于原油作为原材料来源和能量来源。

这个目的通过一种具有以下组成的橡胶混合物得以实现：

-至少一种极性或非极性橡胶；和

-至少一种浅色和/或深色填充剂；和

-至少一种增塑剂，该增塑剂不含多环芳香族化合物，并且该增塑剂是在含有碳的废弃物的基础上生产的，这些废弃物来自轮胎和其他工业橡胶产品的生产；以及

-多种另外的添加剂。

在本说明书中所使用的phr（按重量计每一百份橡胶中的份数）数据是在橡胶工业中用于混合物配方的常规数量标识。此处这些单独物质的重量份数的添加水平总是基于该混合物中存在的所有橡胶的总质量的100重量份。

令人意外的是，已经发现通过至少一种极性或非极性橡胶、至少一种浅色和/或深色填充剂、在橡胶工业中常规的多种另外的添加剂、以及至少一种增塑剂（它不含多环芳香族化合物，并且是在含有碳的废弃物的基础上生产的，这些废弃物来自轮胎和其他工业橡胶产品的生产）的组合，确保了橡胶混合物的增强的可持续性和环境相容性。同时，这种类型的增塑剂不是基于原油，且因此此处存在对这种原材料和能量来源的不依赖性。还有利的是以下事实：采用来自轮胎生产和其他工业橡胶产品生产的含有碳的废弃物作为起始材料，这意味着这些废弃物不会对环境造成额外的负担，而是经历了一种“再循环”。

来自轮胎和其他工业橡胶产品的生产的这些含有碳的废弃物在下文中还被称作橡胶废弃物。

此处重要的是该橡胶混合物的物理特性保持在同一水平。这不仅在车辆胎面（就尤其是用于基部的分开的胎面而论）方面是这样，而且在其他内部轮胎部件方面也是这样。用于这些其他内部轮胎部件的橡胶混合物在下文中共同称为（且如在轮胎技术中惯用的）胎体化合物或胎体混合物。