[发明专利]颗粒的疏水化处理方法及其作为聚合物母炼胶填料的应用

说明书

技术领域

一方面，本发明涉及颗粒疏水处理，特别是亲水和具有表面羟基的无机颗粒的疏水化，比如氧化硅、硅酸盐、粘土、氧化铝、二氧化钛等的疏水化处理。然而，本发明也扩展到非无机颗粒，如炭黑的处理。本发明的另一方面，也涉及被处理颗粒的本身。该处理颗粒特别用作，(但不限于)聚合物，特别是橡胶的填料。本发明的另一方面，还涉及填充的，特别是二氧化硅填充的橡胶母炼胶，以及涉及制备该母炼胶的方法。

背景技术

近年来，二氧化硅强化轮胎方面引起人们很大兴趣，特别是从1992年出现了Michelin集团(G-M)的专利(EP-0501227A、AU-A-11177192)，指出了用加入了二氧化硅的外胎配方制造的轮胎比基于通常炭黑填料的轮胎具有某些重要的优异性能后更是如此。据称，此“绿色轮胎”比用炭黑填充的传统轮胎的改进在于(a)降低了滚动阻力，(b)雪上有更好的摩擦力，和(c)产生较小的噪音等方面。

轮胎用的橡胶经常由橡胶制造商以含有弹性体的母炼胶的形式(一般是烃橡胶、油增量剂和填料)提供给轮胎制造商。传统的填料一直是颗粒状的炭黑。这些颗粒具有疏水表面特性，因此比较容易分散在疏水弹性体中。与此相反，传统的二氧化硅具有相对亲水的表面，在将传统的二氧化硅分散在疏水橡胶弹性体时会遇到很大的困难。

过去，一直在进行努力从弹性体分散液和二氧化硅颜料的水分散液来制造母炼胶，Burke在美国专利3,700,690中就试图作到这一点。Burke试图克服前面已知的将二氧化硅颗粒均匀地加入到母炼胶中的困难。在Burke发明时代，还不知道市场上有弹性体-二氧化硅母炼胶。同样直到今天，据本申请人所知，尽管经过了Burke的努力，至今还没有就地制造的弹性体-二氧化硅母炼胶商品进入市场，即制造出常用的弹性体-二氧化硅母炼胶，并以干态提供。

本发明介绍

本发明的第一个目的是避免或减轻先有技术的至少一个上述缺点。

本发明的第二个目的是提供一种新型的相对疏水性颗粒材料。

本发明的第三个目的是提供一种新型的经处理的颗粒材料，以使其具相对疏水性之方法。

本发明的第四个目的是提供一种包括弹性体和相对疏水性颗粒材料的新型母炼胶组合物。

本发明的第五个目的是提供一种制造包括弹性体和相对疏水性颗粒材料的母炼胶组合物的新方法。

因此，本发明的一个方面，提供了一种处理颗粒，特别是处理无机颗粒，使其其疏水性方法，该方法包括如下几个步骤：

(a)使颗粒与通式I的化合物或其酸加成盐或其季铵盐接触，其中

R¹、R²和R³中至少一个，优选R¹、R²和R³中至少两个，最优选R¹、R²和R³都是羟基或可水解的基团；

R⁴是阻止Si-R⁴键水解的二价基团；

R⁵选自氢；C_1-40烷基；C_2-40单不饱和、二不饱和或三不饱和链烯基；C_6-40芳基；如下通式的基团：

其中的X是2-10的整数，R¹³和R¹⁴可以相同或不同，各是氢；C_1-18烷基；C_2-18单不饱和；二不饱和或三不饱和的链烯基；苯基；如下通式的基团：

其中，b是1-10的整数；

还可是如下通式的基团

其中c是1-10的整数，R²²和R²³相同或不同，各是氢、C_1-10烷基或C_2-10链烯基，条件是氮原子的α位不是双键；

还可是如下通式的基团：

-[(CH₂)_rNH]_d-H

其中r是1-6的整数，d是1-4的整数；

R⁶可以是如R⁵所定义的任何基团，或者R⁵和R⁶可以一起形成如下通式的二价基团：