[发明专利]引入橡胶组合物的金属皂及金属皂引入橡胶组合物的方法

说明书

本申请是中国专利申请200810191041.8的分案申请，原申请200810191041.8的申请日为2008年12月31日，其发明名称为“引入橡胶组合物的金属皂及金属皂引入橡胶组合物的方法”。

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年12月31日提交的美国临时申请No.61/018,006的优先权。将该在先申请在此引入本申请以作参考。

技术领域

本文讨论的技术通常涉及用于橡胶组合物的添加剂。

背景技术

在轮胎工业中，设计橡胶组合物以具有性能例如耐久性(例如拉伸强度和抗撕裂性)、滚动阻力和抓地性的平衡。一般地，为了改善这些特性中的一个或者多个而将组合物改性，可能会导致其难以保持至少一种其他特性。当非常希望改善抓地性和耐久性时，保持低的滚动阻力也是非常重要的，特别是在近年来燃料价格上涨以及其他关注的情况下。因此，非常需要既改善轮胎的抓地性和耐久性还能保持相当水平的滚动阻力的添加剂。

发明内容

在此公开的技术的一个方面中，组合物包括二烯橡胶和下式所示的金属皂：

M是具有氧化态为+3或+4的金属，R是任何包括氢的有机部分，以及n表示M的化合价。在另一实例中，M可以是铁、钛、铝或者钴。

在此公开的技术的另一方面中，轮胎含有如上所述的组合物。

在此公开的技术的另一方面中，制造橡胶组合物的方法包括通过下列方法制备金属皂。将极性溶剂、碱和羧酸组合并混合它们以形成溶液A。将溶液形式的金属离子源加入到溶液A中并混合以形成产物A，金属离子选自由具有氧化态为+3或+4的金属组成的组。将产物A从溶液中分离，然后将其与二烯橡胶组合物组合。在另一实例中，M可以是铁、钛、铝或者钴。

在此公开的技术的另一方面中，组合物包括二烯橡胶和下式所示的金属皂：

其中M是III族(IUPAC13族)金属或者除了锌、铜和镍以外的过渡金属，R是任何独立选择的有机部分，以及n是M的化合价。在另一实例中，M可以是铁、钛或者铝。

在此公开的技术的另一方面，如上所述的组合物和方法包含金属皂，其中R包括带有一个或者多个双键的烷基链。

应当理解，根据本发明，可以使用超过一种的极性溶剂、碱、羧酸、过渡金属等等，除非另有说明。二皂是指带有两个羧酸基团的皂。相应地，单皂和三皂是带有一个和三个羧酸基团的皂。在此公开的组合物和由在此公开的方法制得的组合物可以引入轮胎胎面、胎侧胶或其它轮胎部分。

附图说明

图1是橡胶组合物在一定的温度范围内的G'和tanδ性质的图。

具体实施方式

出乎意料地，人们发现向二烯橡胶轮胎胎面中加入特定金属皂，可以得到拉伸强度、撕裂强度和湿路面抓地性的显著改善。另外，还保持了相当水平的滚动阻力。

特定的金属皂，例如铝二皂，已被发现显示特殊的性质，认为其有助于它们在橡胶组合物中的出乎意料的性能提高效果。例如，这些特定金属皂包括具有+3或者+4氧化态的金属的特定皂，这些金属例如钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、锕(Ac)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、钌(Ru)、铱(Ir)、镓(Ga)、铟(In)、钛(Ti)、锰(Mn)、锗(Ge)、锡(Sn)、铝(Al)和铅(Pb)。特别地，不溶于极性溶剂并且在极性溶剂如水中不会离解成离子的上述特定金属皂是优选的。可溶于极性溶剂的皂包括碱金属和大部分碱土金属，包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)；铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)，以及一些过渡金属，例如锌(Zn)、汞(Hg)、和镉(Cd)。在此描述的组合物的一些实施方案中，金属皂可包括III族(IUPAC13族)金属和过渡金属，不包括锌(Zn)、镍(Ni)和铜(Cu)。