[发明专利]包含偶氮‑硅烷偶联剂的橡胶轮胎组合物

说明书

本申请是申请号为201280015708.3，申请日为2012年3月28日，发明名称为“包含偶氮-硅烷偶联剂的橡胶轮胎组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及由诸如二氧化硅的无机填料增强的二烯弹性体组合物，所述二烯弹性体组合物旨在用于制造轮胎或轮胎半成品，特别是用于这些轮胎的胎面。

本发明更特别地涉及偶联剂，所述偶联剂旨在在这种组合物中提供这些二烯弹性体与这些增强无机填料之间的结合。

背景技术

轮胎设计者做出大量努力从而降低燃料消耗和机动车辆排放的污染，以获得同时显示出极低滚动阻力、在干燥表面和在湿润或有雪表面上的改进抓着力以及良好的耐磨性的轮胎。

这已特别地通过开发由特定无机填料增强的新型弹性体组合物而成为可能，所述特定无机填料称为“增强的”，其显示出高分散性，就增强角度而言能够与常规炭黑竞争，并另外提供给这些组合物降低的滞后性(这与包含这些无机填料的轮胎的更低的滚动阻力同义)。包含增强无机填料(例如二氧化硅型或氧化铝型)的这种橡胶组合物已描述于例如专利或专利申请EP 501 227或US 5 227 425、EP 735 088或US 5 852 099、EP 810 258或US 5 900 449、EP 881 252、WO99/02590、WO99/06480、WO00/05300、WO00/05301和WO02/10269中。

尽管如此，相比于常规包含炭黑作为填料的橡胶组合物，包含这种填料的橡胶组合物的可加工性仍然更困难。特别地，必须使用偶联剂(也称为结合剂)，所述偶联剂的作用在于提供无机填料的粒子表面与弹性体之间的连接，并同时促进该无机填料在弹性体基质内的分散。

在此应该记住的是，(无机填料/弹性体)“偶联”剂必须以已知的方式理解为意指能够在无机填料与二烯弹性体之间建立化学和/或物理性质的令人满意的连接的试剂。

至少为双官能的这种偶联剂具有简化的通式“Y-W-X”，其中：

-Y表示能够物理地和/或化学地结合至无机填料的官能团(“Y”官能团)，这种结合有可能例如在偶联剂的硅原子与无机填料的表面羟基(OH)(例如，当涉及二氧化硅时为表面硅烷醇)之间建立；

-X表示能够例如经由硫原子物理地和/或化学地结合至二烯弹性体的官能团(“X”官能团)；

-W表示有可能连接“Y”和“X”的二价基团。

所述偶联剂特别地不应与用于无机填料的简单的覆盖剂混淆，所述覆盖剂以已知的方式可包含对于无机填料而言为活性的Y官能团，但无论如何缺少对于二烯弹性体而言为活性的X官能团。

偶联剂，特别是(二氧化硅/二烯弹性体)偶联剂已在大量专利文献中描述，最公知的偶联剂为硅烷双官能硫化物，特别是烷氧基硅烷，其目前被认为是为包含二氧化硅作为填料的硫化橡胶贡献就烧焦安全性、加工容易度和增强能力而言的最佳折中的产品。在这些硅烷硫化物中，应非常特别地提及双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(缩写为TESPT)，其为在称为“节能绿色轮胎”的具有低滚动阻力的轮胎中的参照偶联剂。

目前仍然寻求改进用于无机填料(如二氧化硅)的这些偶联剂的性能。

特别是在基于异戊二烯弹性体的橡胶基质(如用于重型车辆的轮胎胎面中的那些)的情况中(其中如已知的那样，相比于使用炭黑，与弹性体的有效结合更加难以获得)存在所述需要。

发明内容

本申请人公司在从事研究时已发现了一种新型偶联剂，其有可能单独地以及与其他类型的偶联剂组合而极显著地改进对二烯弹性体，特别是异戊二烯弹性体的偶联性能。

因此，本发明涉及一种轮胎橡胶组合物，所述轮胎橡胶组合物基于至少一种二烯弹性体、作为增强填料的无机填料、提供所述无机填料与所述二烯弹性体之间的结合的偶联剂，其特征在于所述偶联剂为具有下式(I)的偶氮硅烷化合物：

(G¹)_3-a(G²)_aSi-Z-NH-C(O)-N＝N-C(O)-NH-Z-Si(G¹)_3-a(G²)_a(I)

其中：

-G¹彼此相同或不同，且每一个表示选自具有1至18个碳原子的支化或非支化的未取代或取代的烷基、具有5至18个碳原子的未取代的或取代的环烷基或芳基的一价烃基，