[发明专利]橡胶组合物、用于其形成的方法以及包含该组合物的汽车轮胎

说明书

背景技术

聚(苯醚)树脂是以其优异的耐水性、尺寸稳定性和固有阻燃性而已知的塑料类型。可以通过将聚(苯醚)树脂与各种其他塑料掺混调节性能，例如强度、硬度、耐化学性和耐热性，以符合多种多样的消费产品(例如，管道装置(水暖装置，plumbing fixture)、电箱、汽车部件，和涂线)的要求。

具有聚(苯醚)颗粒的加强橡胶组合物是已知的。例如，MacCallum等的美国专利第3,383,340号描述了结合聚(苯醚)替代炭黑或者无机填充剂以提供白橡胶组合物，该白橡胶组合物可以呈现任何期望的颜色。然而，实际上难以将聚(苯醚)均匀地分散于橡胶组合物，因为通常在聚(苯醚)仍保持为固体的温度下掺混橡胶组合物。此外，为了达到期望制备具有小于约35微米直径的分散相聚(苯醚)颗粒的橡胶组合物的程度，然后制备橡胶组合物的方法要求使用相似尺寸的聚(苯醚)颗粒作为起始材料，空气中处理该起始材料可以引起粉尘爆炸危险。

Nahmias等的美国专利第6,469,101号描述了橡胶组合物，其中，该橡胶组合物结合了有机化合物，在其他有机化合物中，该有机化合物可以是基本不溶于橡胶基质的无定形或半结晶聚合物，并且表现出80至160℃的一级或二级转变温度。Nahmias摘要。Nahmias公开了“[O]用具有120℃玻璃化转变温度的聚苯醚已经获得最佳结果，标记为Huls的商标VESTORAN^TM 1100”，Nahmias，2栏，42-45行。VESTORAN 1100已知是约80重量百分数的均聚苯乙烯和约20重量百分数的聚(苯醚)的可混溶掺混物。虽然对于VESTORAN 1100，120℃的低玻璃化转变温度有助于它与橡胶的掺混，在获得的橡胶中的均聚苯乙烯/聚(苯醚)颗粒会导致橡胶在80至140℃表现出提高的损耗角正切值(tan delta value)，该损耗角正切值是不期望的增加的热量蓄积和在包含橡胶的汽车轮胎中的增加的磨损的预兆。

Hahn等的美国专利第6,646,066号描述了具有热塑性聚合物的颗粒的橡胶组合物，热塑性聚合物“选自聚苯醚、聚苯硫醚和间规聚苯乙烯中的至少一种”(Hahn，3栏，61-62行)。在操作实施例中，实施例1，样品B包含“作为具有聚苯醚作为具有聚苯乙烯的合金”(Hahn，5栏，66-67行)。获得具有聚苯乙烯的聚(苯醚)合金作为VESTORAN 1900，该VESTORAN1900已知具有190℃的微卡软化点。假定聚(苯醚)合金在165℃与橡胶掺混，在该过程中，聚(苯醚)合金保持为固体，并且因此难以分散于橡胶中。

因此，将聚(苯醚)结合至橡胶组合物的已知方法或者利用在橡胶掺混条件下仍为固体的聚(苯醚)组合物，并且因此不能充分分散于橡胶组合物中，或者该方法利用在橡胶掺混条件下软化的聚(苯醚)组合物，并且因此更好分散，但是由于利于其分散的降低的玻璃化转变温度，在获得的橡胶组合物中不能充分发挥强化作用。因此，仍需要一种方法，将聚(苯醚)结合至橡胶组合物使得聚(苯醚)很好地分散于橡胶中但仍维持与高耐热性，该高耐热性与作为强化作用的改善的性能相关。

发明内容

一个实施方式是形成橡胶组合物的方法，包括：熔融掺混包含烯属不饱和度(烯键式不饱和度，ethylenic unsaturation)的橡胶和聚(苯醚)组合物，该聚(苯醚)组合物表现出约40至约140℃的玻璃化转变温度并且包含聚(苯醚)和油，以形成未固化橡胶组合物，该未固化的橡胶组合物包含含有橡胶(包含烯属不饱和度)和油的连续相，和包含聚(苯醚)的分散相；和固化未固化的橡胶组合物以形成固化的橡胶组合物，通过动态力学分析，该固化的橡胶组合物表现出约160至约220℃的第二滞后峰温度。

另一个实施方式是形成橡胶组合物的方法，包括：熔融掺混100重量份的含有烯属不饱和度的橡胶，和约5至约40重量份的聚(苯醚)组合物，该聚(苯醚)组合物表现出约40至约140℃的玻璃化转变温度并且包含具有约170至约220℃的玻璃化转变温度的聚(苯醚)和油，油选自由以下组成的组中：温和抽提溶剂化物(MES)油、处理过的馏分芳香族抽提物(TDAE)油、残留芳香族抽提物(RAE)油、和它们的组合，以形成未固化的橡胶组合物，该未固化的橡胶组合物包含含有橡胶(包含烯属不饱和度)和油的连续相，和包含聚(苯醚)的分散相；并且固化未固化的橡胶组合物以形成固化的橡胶组合物，通过动态力学分析，其表现出约160至约220℃的第二滞后峰温度。