[发明专利]充气轮胎中的纤维素酯

说明书

相关申请

本申请要求2011年12月7日申请的美国临时申请61/567,948、61/567,950、61/567,951和61/567,953的优先权，其公开内容通过引用以它们不与本文的陈述相矛盾的程度并入本文。

发明领域

本发明一般涉及包含纤维素酯的弹性体组合物以及制备这种弹性体组合物的方法。

发明背景

包含高含量填料的弹性体组合物由于其增加的弹性、硬度、抗撕裂性和刚性而被通常用于制备轮胎或各种轮胎部件。弹性体组合物的这些提升的性能通常通过在制备过程中将大量的填料（例如炭黑、二氧化硅和其它矿物质）添加到弹性体组合物中来实现。高度填充的弹性体组合物的另一益处是相比于不包含或几乎不包含填料的弹性体组合物它们可以以更经济的规模制备，由此降低含有这类组分的轮胎的整体制造成本。弹性体通常是弹性体组合物中最昂贵的组分，因此使用高含量的填料可以使使用的昂贵弹性体的量最小化。

不幸地是，在弹性体组合物中大量的填料的存在极大地增加了组合物的加工粘度，从而使其非常难以加工。对于该问题，目前的一个解决方案是将加工助剂，例如芳族加工油，添加到弹性体组合物中以降低其加工粘度。然而，将这类加工助剂合并到弹性体组合物中往往会使固化的弹性体组合物软化，从而削弱了将高含量的填料添加到组合物中的合意的益处。因此，由于这些加工限制，许多常规的高度填充的弹性体组合物可能在轮胎或轮胎部件中的应用有限。

因此，对于容易加工并且在用于轮胎或轮胎部件中时显示出理想的弹性、硬度、抗撕裂性和刚性的高度填充的弹性体组合物存在需求。此外，对于可以改善弹性体组合物的可加工性并且还可以提高其在用于轮胎中时的弹性、硬度、抗撕裂性和/或刚性的弹性体组合物的加工助剂存在需求。

发明概述

在本发明的一个实施方案中，提供了一种轮胎部件。所述轮胎部件包含一种弹性体组合物，其包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种非腈主弹性体，任选地淀粉，和每100份橡胶至少约70份（phr）的一种或多种填料。在组合物中纤维素酯与淀粉的比为至少约3:1。此外，所述纤维素酯呈具有小于约10µm的平均直径的颗粒形式。

在本发明的另一个实施方案中，提供了一种轮胎部件。所述轮胎部件包含一种弹性体组合物，包含至少一种非原纤维的纤维素酯，至少一种主弹性体，和一种或多种填料。所述弹性体组合物显示出至少1450000Pa的在5%应变和30℃下测量的动态力学分析（DMA）应变扫描模量和至少约120 lbf/in的根据ASTM D624测量的成型槽撕裂。

在本发明的另一实施方案中，提供了一种制备轮胎部件的方法。该方法包括 (a) 将至少一种纤维素酯、至少一种非腈主弹性体和至少70phr的一种或多种填料在超过所述纤维素酯的Tg的温度下共混以制备弹性体组合物，所述弹性体组合物具有不超过约110AU的在100℃下根据ASTM D1646测量的门尼粘度；和 (b) 用所述弹性体组合物形成轮胎部件。

在本发明进一步的实施方案中，提供了制备轮胎部件的方法。该方法包括混合包含至少一种非原纤维的纤维素酯、至少一种主弹性体和一种或多种填料的弹性体组合物。其中，所述弹性体组合物显示出至少1450000Pa的在5%应变和30℃下测量的动态力学分析（DMA）应变扫描模量和至少120 lbf/in的根据ASTM D624测量的成型槽撕裂。

其它涉及在弹性体中使用纤维素酯的发明已经由Eastman Chemical Company在2012年11月30日提交在名称为“在高度填充的弹性体体系中的纤维素酯(Cellulose Esters in Highly Filled Elastomeric Systems)”、“纤维素酯弹性体组合物(Cellulose Ester Elastomer Compositions)”和“将纤维素酯分散到弹性体组合物中的方法(Process for Dispersing Cellulose Esters into Elastomeric Compositions)”的原始申请中提交，其公开内容通过引用以它们不与本文的陈述相矛盾的程度并入本文。

附图简要说明

图1是根据本发明的一个实施方案制备的充气轮胎的剖视图。

发明详述