[发明专利]生产轮胎的方法,如此获得的轮胎和其中所使用的弹性体组合物

说明书

本发明涉及生产车辆的车轮用的轮胎的方法，如此获得的轮胎和其中所使用的可交联的弹性体组合物。更具体地说，本发明涉及基本上不用普通交联剂的生产车辆的车轮用的轮胎的方法，如此获得的轮胎和其中所使用的包括含环氧基的聚合物和含羟基的活性填料的可交联的组合物。

在橡胶工业中广泛使用用硫来硫化二烯弹性体的方法以生产各种各样的产品，尤其车辆的车轮用的轮胎。虽然这些方法得到了高质量的硫化产物，但它们的实施相当复杂，主要归因于以下事实：为了获得在工业上可接受的时间内获得最佳硫化，必须要使用包括除了硫或给硫化合物以外的一种或多种活化剂(例如硬脂酸、氧化锌等)和一种或多种促进剂(例如三唑、二硫代氨基甲酸酯、秋兰姆、胍、亚磺酰胺等)的复合硫化体系。在一些情况下，就在生产和使用的过程中的伤害性/毒性而言，这些产物的存在产生了相当多的问题，尤其当硫化产物要用于医疗/保健或食物用途时。另外，已知的是，在一般于150℃以上的温度进行的硫化阶段中，硫或给硫化合物的使用导致了挥发性硫化的化合物的形成。

因此，近年来，研究工作沿着两条不同路线进行，第一条是改进已知的硫化方法以使制备它们更有效和更简洁，第二条是针对开发替代的交联工艺。虽然已经做出了可观的进步，目前还不能声称有了能得到类似结果和同时就生产而言实现有效简化的用硫交联的替代工艺。例如，除了需要使用活化剂之外，由过氧化物介导的交联方法因这些化合物的不稳定性需要特别留心。辐射媒介的交联牵涉到复杂设备的使用，以及当使用高能量和高功率的辐射时所需给予的所有警惕。

已知可以使用含有作为增强填料的硅石或者硅石与炭黑的混合物的弹性体组合物来生产车辆的车轮用的轮胎。通常使用这些组合物来生产显示优异操纵性(尤其在湿条件下)和低滚动阻力的胎面胶。为此，尤其已经开发了含有硅石或硅石/炭黑混合物和作为聚合物基料的含环氧基的聚合物例如环氧化天然橡胶或环氧化苯乙烯/丁二烯共聚物的共混物(例如，参见专利US-4,179,421，US-4,341,672，EP-644,235和EP-763,564)。这些共混物根据普通方法，尤其通过具有硫或过氧化物的体系被交联。通常将硅烷化合物加到共混物中以便增加硅石和聚合物基料之间的相容性。

S.Varughese和D.K.Tripathy发表在“Journal of AppliedPolymer Science”，Vo1.44，pp.1847-1852(1992)上的文章报道了对不合普通交联剂的、由环氧化天然橡胶(ENR)和硅石组成的共混物的流变行为的研究，以便考察ENR和硅石之间的相互作用。尤其，制备了含有环氧化至50mol％的ENR(ENR-50)、硅石和任选的作为相容剂的双(三乙氧基-甲硅烷基丙基)四硫化物(Si-69)的共混物。该共混物在实验室双筒混合机中制备，使用尽可能短的混合时间以避免共混物粘合到混合机滚筒上。使用在180℃加热1小时的流变仪来研究流变学性能。根据作者，所获结果据说是证实了在硅石和ENR-50之间发生了化学反应，形成了轻度的交联。稍高水平的交联据说能够在含有硅烷的样品中获得。

从在上述文章中报道的流变曲线来看，事实上能够发现在扭矩值上(在180℃加热1小时后在大约5dN.m的情况下由申请人评价-参见1849页，图1，曲线D)具有相当低度速度的轻度上升。这些值因此似乎说明了在含有硅石和ENR-50的共混物中存在一定程度的交联，但那是低度的，和尤其具有极低的交联速度，这对于它们的实际使用是完全不充分的。该事实得到了上述文章的相同作者的证实，当他们阐述在环氧基和硅石的甲硅烷醇基之间的假定交联将需要高于普通硫化方法中的活化能时(参见1849页)。因此，这些共混物将完全不适合于普通交联弹性体产品，特别是轮胎的工业规模的生产。

现在申请人已经令人意外的发现，通过使用包括含环氧基的弹性体聚合物和含羟基的活性填料的可交联组合物，能够基本上在没有其它交联剂的情况下生产交联产品，尤其车辆的车轮用的轮胎。通过加热到预定的温度和加热预定的时间，这些组合物在短时间内获得了高度的交联，从而能使它们用于交联产品，尤其轮胎的工业规模生产。

根据第一个方面，本发明因此涉及生产车辆的车轮用的轮胎的方法，所述方法包括以下阶段：

-制备包含至少一种可交联的弹性体材料的胎坯；

-在硫化模具中确定的模腔内模塑胎坯；

-通过将轮胎加热到预定的温度和加热预定的时间来交联弹性体材料；