[发明专利]高刚性的橡胶组合物

说明书

本发明涉及橡胶组合物、用于制备该组合物的方法、橡胶复合物以及轮胎。

已知的是在一些轮胎部件中使用在轮胎的小应变过程中具有高刚度的橡胶组合物。抗小应变性为轮胎用以响应其所经受的应力而必须具有的性能之一。

高刚度可通过使用被称作浓缩的硫化体系亦即特别地包含较高含量的硫和硫化促进剂的硫化体系来获得。

然而，这种浓缩的硫化体系对未固化组合物的老化有不利的影响。因此，当组合物为半成品如橡胶带的形式时，硫可迁移至半成品的表面。这种现象被称作风化，导致对半成品在其长期储存过程中的初步粘合的不利影响并因此导致在制备轮胎过程中半成品之间的粘合性下降。

此外，包含浓缩的硫化体系的未固化组合物的储存易于导致组合物在其硫化过程中的相位延迟减小，亦即在开始硫化之前的时间减小。因此，组合物可在某些形成工具中开始过早地固化，而且易于改变硫化动力学并减小硫化效率。

这种浓缩的硫化体系还对在固化状态下的老化有不利的影响。事实上，特别是在例如断裂伸长的极限值下，观察到固化组合物的机械性能变差。

另外高刚度可通过增加增强填料的含量来获得。

然而，以已知的方式，通过增加填料的含量来增加橡胶组合物的刚度可对滞后性性质有不利的影响并由此对轮胎的滚动阻力性质有不利的影响。但是，降低轮胎的滚动阻力以减小燃料消耗并由此保护环境是一个持续的目标。

最后，高刚度可通过引入某些增强树脂(如在WO 02/10269中所公开)来获得。

通常，刚度的增加通过引入基于亚甲基受体/供体体系的增强树脂来获得。术语“亚甲基受体”和“亚甲基供体”为本领域技术人员所公知，广泛用于表示能够一起反应以通过缩合产生三维增强树脂的化合物，所述三维增强树脂将变得一方面与增强填料/弹性体网络互相重叠和贯穿，另一方面与弹性体/硫网络(如果交联剂为硫)互相重叠和贯穿。亚甲基受体与能够使其交联或固化的硬化剂(还通常被称为“亚甲基供体”)结合。这样的亚甲基受体和供体的例子在WO 02/10269中有描述。

通常用在轮胎橡胶组合物中的亚甲基供体为六亚甲基四胺(缩写为HMT)或六甲氧甲基三聚氰胺(缩写为HMMM或H3M)或六乙氧甲基三聚氰胺。

通常用在轮胎橡胶组合物中的亚甲基受体为预缩合的酚醛树脂。

然而，通常用作亚甲基受体的酚醛树脂与作为亚甲基供体的HMT或H3M的结合在橡胶组合物的硫化过程中产生甲醛。但是，由于这些化合物的环境影响以及与该类化合物有关的规定(特别是欧洲规定)的最新进展，可取的是从橡胶组合物中减少或甚至最终除去甲醛。

本发明的主题为通过具有低环境影响的化合物所硬化的橡胶组合物，其刚度在使用橡胶组合物的高温范围内(特别是对于范围直至150℃的温度而言)得以保持。

为此目的，本发明的主题为包含至少一种酚/醛树脂的橡胶组合物，所述酚/醛树脂基于：

-至少一种芳族多酚，其包含至少一个芳族环，所述芳族环在相对于彼此的间位上带有至少两个羟基官能团，羟基官能团中的至少一者的两个邻位未被取代，以及

-至少一种芳族多醛，其选自1,3-苯二甲醛、1,4-苯二甲醛以及这些化合物的混合物。

出乎意料地，申请人在其研究过程中发现不同于常规的亚甲基供体，根据本发明的组合物的芳族多醛能够避免产生甲醛。

此外，相较于包含亚甲基供体HMT或H3M的常规橡胶组合物，根据本发明的组合物的芳族多醛与芳族多酚的特定结合能够获得在低应变下具有极大改进的刚度的橡胶组合物。

最后，根据本发明的组合物的芳族多醛与芳族多酚的特定结合随着温度增加也能够保持高刚度。

表述“树脂基于”当然应被理解为意指树脂包含用于该树脂的各个基本成分的混合物和/或反应产物，优选仅用于该树脂的各个基本成分的反应产物，一些基本成分有可能旨在或能够至少部分地在用于制造组合物、复合物或轮胎的方法的各个阶段过程中，特别是在固化阶段的过程中与彼此或与其最接近的周围化学物质反应。

“相对于彼此的间位”旨在意指芳族环中彼此被芳族环的单个其它的碳分开的碳带有羟基官能团。

“官能团的邻位”旨在意指由与芳族环中带有官能团的碳紧邻的芳族环的碳所占有的位置。

橡胶组合物因此包含至少一种(亦即一种或多种)交联的增强树脂，该增强树脂由酚/醛树脂组成；该酚/醛树脂基于至少一种(亦即一种或多种)芳族多醛和至少一种(亦即一种或多种)芳族多酚，所述成分将在下文详细描述。

本发明的另一主题为用于制备橡胶组合物的方法，所述方法包括混合以下物质的步骤：