[发明专利]包含乙烯醇缩醛聚合物的弹性体组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月12日提交的美国临时申请序列62/115,377的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明属于弹性体组合物的领域，所述组合物包含至少一种弹性体、至少一种乙烯醇缩醛聚合物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂。还提供了生产所述弹性体组合物的方法以及使用所述弹性体组合物生产的制品，特别是轮胎。

发明背景

含有填料的轮胎配制物由于其在加工条件下的高粘度而难以加工。在这些配制物中，二氧化硅和/或炭黑通常用作填料。例如，沉淀二氧化硅纳米颗粒的表面是非常极性的，导致强的填料-填料相互作用和附聚，并且这种行为是二氧化硅填充的橡胶难加工的主要原因。大部分都需要长的混合时间和/或重复的混合循环，以使这些配制物可用于弹性体和轮胎应用中。

为了克服这个缺点，加工助剂(例如油)通常包含在这些配制物中，这有助于通过稀释弹性体组合物进行混合。或者，可以使用减少的填料装载量。虽然这些方法改善了加工，但可以看出对最终硫化轮胎胶料（compound）的性能特性的显著负面影响，这取决于最终用途的应用条件，包括降低的轮胎耐磨性、抓着力/牵引力和侧滑系数(CC)或处理性。

通过将加工助剂(例如油(例如经处理的馏出物芳族提取物(TDAE))和皂)并入轮胎胶料中，可以改善其加工性。然而，加入皂和油通常会通过不利地影响其动态机械特性使最终硫化轮胎胶料的性能劣化。或者，二氧化硅偶联剂可以包含在轮胎胶料中。但是，加工时间长的问题依然存在。

可以通过加入交联树脂，例如通常通过亚甲基供体交联的树脂来改善处理性。在加工过程中，树脂可以起到加工助剂的作用，但是随后在交联剂的存在下可以在橡胶硫化步骤期间与其自身交联，形成高T_g结构区域（domains），从而使所述胶料变硬(如果在剪切测试模式中测量，则增加低应变模量：G'，或者如果在拉伸测验模式中测量，则增加低应变模量：E')。增加的G'表示在胎面胶料中更好的处理和转向特性。

尽管在二氧化硅配制物中使用的加工助剂(例如油)有助于主要通过胶料稀释进行胶料混合，但它们降低了胶料的E'并增加其滞后行为，因此降低了其滚动阻力。通常，偶联剂可以保持良好的滚动阻力特性，但是也对最终胶料的E'产生负面影响，因此使轮胎处理特性恶化。

尽管交联树脂改善最终硫化胶料的处理特性，但是由于在轮胎的使用寿命期间遇到的周期性应变下的树脂网络的缓慢降解，其性能可能逐渐下降。这也可能导致增加的滞后行为和差的滚动阻力。除了这些缺点之外，交联树脂的使用可能会在一段时间后伴随甲醛释放的环境问题。

在工业中需要用于含有填料的弹性体组合物的添加剂，其可以增强可加工性而不损害弹性体组合物的性能特性。

发明概述

在本发明的一个实施方案中，提供了包含至少一种弹性体、至少一种乙烯醇缩醛聚合物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂的弹性体组合物。

在本发明的另一个实施方案中，提供了生产弹性体组合物的方法。所述方法包括将至少一种弹性体、至少一种乙烯醇缩醛聚合物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂混合以生产弹性体组合物。

在本发明的另一个实施方案中，提供了包含弹性体组合物的制品；其中所述弹性体组合物包含至少一种弹性体、至少一种乙烯醇缩醛聚合物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂。具体而言，提供了包含所述弹性体组合物的轮胎。

附图简述

图1示出了与对比例相比，含有乙烯醇缩醛聚合物的轮胎胎面胶料的性能。

详细说明

提供了包含至少一种弹性体、至少一种乙烯醇缩醛聚合物、至少一种填料和任选的至少一种偶联剂的弹性体组合物。

如本文所用的术语“弹性体”可以与术语“橡胶”互换使用。由于本文所述方法的广泛适用性，因此所述乙烯醇缩醛聚合物实际上可以与任何类型的弹性体一起使用。例如，本发明中使用的所述弹性体可以包括天然橡胶、改性天然橡胶、合成橡胶及其混合物。

在本发明的一些实施方案中，所述弹性体可以是极性橡胶胶料。所述极性弹性体可以是选自氯化橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶和聚氨酯中的至少一种。