[发明专利]弹性体配混物的制备方法和轮胎的制备方法

说明书

包含至少一种弹性体聚合物(102)、基于二氧化硅的增强填料(103)和至少一种硅烷偶联剂(104)弹性体配混物(108)的制备方法，所述方法包括：‑提供分批式混合器(101)，所述分批式混合器(101)包括混合室，封装在混合室中的一对转子和布置在所述转子上方且可往返于该对转子移动的的活塞；‑向所述分批式混合器进料上述组分；‑在所述分批式混合器中混合所述组分和持续第一预定时间间隔；‑从所述分批式混合器完全地卸料所述批中间配混物(105)；‑提供具有混合室(202)的双螺杆锥形混合器(201)，所述混合室(202)装备有入口嘴(203)和出口嘴(204)，其中所述混合室封装两个锥形螺杆(205)；‑向所述双螺杆锥形混合器进料所述批中间配混物；‑在所述双螺杆锥形混合器中混合所述中间配混物；‑从所述双螺杆锥形混合器卸料弹性体配混物。

本发明涉及用基于二氧化硅的填料增强的弹性体配混物的制备方法和车轮轮胎的相关制备方法。

用于轮胎生产的弹性体配混物的制备可以包括分批式(或不连续) 混合设备的使用，其中将弹性体聚合物与增强填料，典型地是炭黑和/ 或基于二氧化硅的增强填料混合。

有利地，分批式混合器与输送机、倾卸或成批排放(batch-off)设备连接，所述设备适合于在大的入口嘴接收从所述分批式混合器卸料的整批料并将它(典型地利用封装在内室中的一个或多个螺旋形螺杆)输送穿过其长度从入口嘴到出口嘴，从而在所述出口嘴赋予所述配混物延伸的形状，这使得与所述分批式混合器排出物中配混物的大块形状相比更好适用于后续工序或存储。例如，输送机设备可以在其入口嘴处配备布置在所述分批式混合器出口嘴下方的加料斗，此种加料斗接收一次全部自落的整个批料。从所述加料斗，然后在较短时间内在内室中逐渐将批料推进(并因此输送到出口)。

在本发明描述和以下权利要求中，术语“不连续或分批式混合设备 (或混合器)”是指适合于周期性地以预定量进料弹性体配混物组分并混合它们预定时间以致获得一批弹性体配混物的混合设备。在混合结束时，从所述混合设备以单一溶液完全卸料所获得的整批弹性体配混物。

分批式混合设备不同于“连续混合设备”，即适合于以连续进料接收弹性体配混物的基本成分(例如聚合物、增强填料、增塑剂、树脂等)，典型地利用受控剂量分配器，将它们混合以便制备弹性体配混物并以连续料流卸料弹性体配混物(除了混合设备由于维护，或弹性体配混物配方改变引起的可能停止)的混合设备，这与分批式混合设备的周期式装载/卸料形成对照。在用于弹性体配混物的混合器的专门术语中，连续混合设备有时由术语“混合挤出机”指示，其在本文视为相当于“连续混合器”。

连续混合器(尤其是其活动元件，例如螺杆或混合器卫星)则装备有能够为配混物赋予高剪切应力的混合部分和与所述混合部分交替的能够为正被加工的配混物赋予推力的输送部分以将所述配混物从内室的一个纵向端进料到另一端。它可以进一步装备有可能的再分布部分。

连续混合设备的实例是连续双螺杆或多螺杆(例如环混合器)、共贯穿和反向转动，或行星式混合设备。

分批式混合设备和连续混合设备都能够为弹性体配混物提供足够的能量以将增强填料混合和分散在弹性体聚合物中，在成分冷进料的情况下也如此，并咀嚼弹性体材料，从而提高其温度以便使得其变得可加工和塑性而促进所述成分在聚合物基体内的引入和/或分布，这与其它弹性体配混物处理设备，例如上述输送或卸料设备不同。

用基于二氧化硅的填料增强的配混物用于制备轮胎的弹性体半成品，例如胎冠，因为例如这些配混物允许减小轮胎的滚动阻力。

二氧化硅由于与二氧化硅偶联剂反应而与聚合物基质化学键接，所述二氧化硅偶联剂典型地由硅烷剂(简而言之，“硅烷”)形成。事实上，一部分硅烷与二氧化硅的亲水性表面反应并且另一部分与疏水性聚合物基质反应。

在本发明描述中，术语“硅烷化”是指其中实现基于二氧化硅的填料和硅烷剂之间所需的化学反应的主要部分(例如至少50％)的混合方法步骤。