[发明专利]填料在弹性体基体中显示出极好分散性的弹性体组合物

说明书

本发明涉及填料在弹性体基体中显示出极好分散性的弹性体组合物，其为一种基于至少一种二烯弹性体、填料和交联体系的橡胶组合物，所述填料包含至少炭黑和无机填料，所述无机填料的量小于或等于50重量份/100份弹性体，即50phr，所述橡胶组合物的特征在于所述填料在所述弹性体基体中的分散性具有大于或等于80的Z值；本发明还涉及这样的组合物的制备方法。

本申请是申请号为201180067813.7，申请日为2011年12月9日，发明名称为“填料在弹性体基体中显示出极好分散性的弹性体组合物”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种基于至少一种二烯弹性体、填料的橡胶组合物，所述填料包含至少炭黑和无机填料(特别是二氧化硅)，这种组合物具有填料在弹性体基体中非常好的分散性。更具体地，本发明涉及这种组合物的制备，所述组合物基于至少一种母料，所述母料包含所述二烯弹性提和所述炭黑，所述母料本身具有所述炭黑在所述弹性体基体中非常好的分散性。

术语“母料”理解为意指：其中已引入了填料并任选地已引入了其他添加剂的基于弹性体的复合材料。

特别地，本发明涉及使用这种母料用于制造用有机填料和无机填料的共混物增强的二烯橡胶组合物，所述二烯橡胶组合物旨在用于制造轮胎或轮胎半成品，特别是这些轮胎的胎面。

背景技术

已知为了获得由填料赋予轮胎胎面的最优的增强性能和滞后性能，并由此获得高耐磨性和低滚动阻力，通常合理的是，这种填料在弹性体基体中以这样的最终形式存在：既尽可能地细碎，又尽可能地均匀分布。然而，这种情况仅当这种填料具有如下非常好的能力才能实现：一方面在与弹性体混合的过程中掺入基体中并解附聚，另一方面在此基体中均匀分散。

因为燃料节约和保护环境的需求已成为了优先考虑的事情，已经证实必须生产具有减少的滚动阻力而没有不利地影响它们的耐磨性的轮胎。

这已经成为可能，特别是通过在这些轮胎的胎面中使用至少部分地用无机填料增强的新型橡胶组合物，所述无机填料特别是特定的高度可分散型二氧化硅，其从增强的角度可以与常规的轮胎级炭黑相媲美，同时对这些组合物提供较低的滞后性，也就是对于含有它们的轮胎提供较低的滚动阻力，并还改进了在潮湿、积雪覆盖或结冰路面上的抓地力。

然而，由于相互亲和性的原因，这些无机填料粒子具有在弹性体基体中一起成块的恼人的趋势。这些相互作用具有限制填料的分散性的有害结果并因此增强性能降至显著低于理论上可能达到的水平，所述理论上可能达到的水平即如果实际获得了在配混操作中能够产生的所有(无机填料/弹性体)键合的水平。此外，这些相互作用往往增加橡胶组合物的未固化态的粘度，并因此使其比在炭黑存在时更难以加工，即使对于高度可分散的二氧化硅也是如此。

有各种方法用于获得二烯弹性体和增强填料的母料。特别地，为了改进弹性体基体中的填料的可分散性，溶液的一种类型包括在“液”相中配混弹性体和填料。为此，方法涉及胶乳形式的弹性体和填料的水性分散体，所述胶乳形式的弹性体为水分散的弹性体粒子的形式，所述填料的水性分散体也就是在水中分散的填料，通常被称为“浆料”。某些方法，特别是例如在文件US 6 048 923中所描述的那些，可以获得弹性体和填料的母料，所述母料具有填料在弹性体基体中非常好的分散性，相比于能在弹性体和增强填料的固相配合过程中获得的弹性体基体中的填料的分散性，大大地改进了分散性。特别地，此方法包括将包含弹性体胶乳的第一流体的连续流掺入凝结反应器的配混区，将包含填料的水性分散体的第二流体的第二连续流在压力下掺入配混区以与弹性体胶乳形成混合物，这两股流体的配混足够强劲，使其能够在凝结反应器的出口孔口前几乎完全凝结具有填料的弹性体胶乳，以及随后干燥获得的凝结物。

此方法特别地适用于始于天然橡胶胶乳和炭黑而生产具有非常好的分散性的母料。事实上，此方法的应用由于必须同时一起凝结的天然橡胶胶乳和炭黑的能力变得特别有利。相反地，二氧化硅不与天然橡胶胶乳同时凝结，因为二氧化硅聚集体通常本质上是亲水性的，并且其与水比其与弹性体粒子本身具有更大的亲和力。