[发明专利]包含石墨烯的弹性组合物和包含所述组合物的轮胎部件

说明书

用于生产轮胎部件的弹性组合物，包括，以对每100份重量的橡胶添加的每种组分的份数(phr)计：(A)100phr的橡胶混合物，所述橡胶混合物包含至少20wt％异戊二烯聚合物；(B)0‑30phr的二氧化硅；(C)0‑50phr的无定形炭黑；(D)1‑40phr的石墨烯，其中，所述石墨烯包括石墨烯的纳米片，其中至少90％的所述纳米片横向尺寸(x，y)为50‑50000nm，厚度(z)为0.34‑50nm，其中所述横向尺寸总是大于所述厚度(x，yz)，并且其中C/O比率100:1。

技术领域

本发明涉及包含石墨烯的弹性组合物以及包含所述组合物的轮胎部件。

背景技术

轮胎的各种部件，例如胎体、内胎和胎面，通常包含一种或多种混合到添加剂和填料中的弹性体，从而根据轮胎部件所需的特定功能优化性能。例如，滚动阻力和湿抓着性是胎面的基本性质，而透气性是内胎或胎体的基本性质。

在本领域中有大量的工业研究，为了不断提高机动车辆、摩托车和自行车轮胎的轮胎性能，已经制造、公开并销售了许多弹性组合物。

此外，从专利文献中已知一种包含石墨烯的弹性组合物，用于生产轮胎部件。

US2014/0155544 A1描述了一种用于生产轮胎的弹性组合物，其包含二烯基弹性体、二氧化硅和剥离的石墨烯颗粒，通过在石墨中嵌入氧化剂，随后剥离形成。由此得到的石墨烯为氧化物形式，例如可以用肼还原，但没有记载还原度。

氧化物形式的石墨烯，与通过还原氧化石墨烯(“GO”)得到的石墨烯一样，具有与石墨烯原材不同的特性和性能。例如，由于还原反应使得大量的网状缺陷和晶体结构缺陷存在,因而石墨烯原材的电导率、热导率以及机械强度优于GO以及由其获得的还原产物。

关于在轮胎领域中的应用，WO2014/0155544 A1提到导热性的改善和滞后现象的减小，使得滚动阻力得以改善。但是，仅仅提高滚动阻力并不是一个令人满意的结果，除非湿抓着性能同时得以维持或改善，但是，众所周知，这两种特性是相反的，一般来说，一种性能改善会导致另一性能的恶化。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种具有改进性能的包含石墨烯的弹性组合物，特别地，适用于制造轮胎部件，因此适于将滚动阻力和湿抓着性之间的平衡最优化。

因此，本发明的一个方面涉及一种弹性组合物，包括，以每100份重量的橡胶添加的每种组分的份数(phr)计：

(A)100phr的橡胶混合物，所述橡胶混合物包含至少20wt％异戊二烯聚合物；

(B)0-30phr的二氧化硅；

(C)0-50phr的无定形炭黑；

(D)1-40phr的石墨烯，

其特征在于，所述石墨烯包括石墨烯的纳米片，其中至少90％的所述纳米片横向尺寸(x，y)为50-50000nm，厚度(z)为0.34-50nm，其中所述横向尺寸总是大于所述厚度(x，yz)，并且其中C/O比率≥100:1。

在一个实施例中，橡胶(A)的混合物除了包含异戊二烯聚合物之外，还包含苯乙烯-丁二烯聚合物(SBR)。

在一个实施例中，橡胶(A)的混合物除了包含异戊二烯聚合物和苯乙烯-丁二烯聚合物(SBR)以外，还包含1,3-丁二烯聚合物(PB)。

在另一个实施例中，橡胶(A)的混合物除了包含异戊二烯聚合物和苯乙烯-丁二烯聚合物(SBR)外，还包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。

本发明的另一个方面涉及包含上述定义的弹性组合物的轮胎部件。

在一个实施例中，所述轮胎部件是胎面。