專利名稱：橡膠組合物以及降低正切δ值和磨損指數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及橡膠組合物以及降低正切δ值(即滯后性)和磨損指數(shù)(即耐磨性)的方法。該橡膠組合物尤其可用于車輛(例如，卡車)中的輪胎胎面應(yīng)用。
2.背景技術(shù)現(xiàn)代輪胎的輪胎胎面必須滿足需要寬范圍的所需性能的性能標(biāo)準(zhǔn)。通常，三類性能標(biāo)準(zhǔn)在胎面配混物中是重要的。它們包括良好的耐磨性、良好的牽引和較低的滾動阻力。大多數(shù)輪胎制造商已開發(fā)出輪胎胎面配混物，它們提供改進燃料經(jīng)濟性的低滾動阻力和安全行駛的更好的滑動/牽引。因此，適合于，例如輪胎胎面的橡膠組合物應(yīng)不但顯示所需的強度和伸長率(尤其是在高溫下)而且顯示良好的抗碎裂性、良好的耐磨性、所需的抗滑性、較低的在60℃的正切δ值以及為所得胎面的滾動阻力所需的低頻率。此外，較高的復(fù)數(shù)動態(tài)模量是為機動性和操縱控制所需的。較長的門尼燒焦值進一步為加工安全所需。
當(dāng)前，硅石已作為填料添加到橡膠組合物中來代替一些或基本上全部的炭黑填料以改進這些性能，例如較低的滾動阻力。雖然成本高于炭黑，但硅石的優(yōu)點包括，例如改進濕牽引性能、低滾動阻力等，以及降低燃料消耗。實際上，與炭黑相比較，硅石顆粒和橡膠之間的往往缺少物理和/或化學(xué)鍵接或至少程度不充分，使得硅石能夠成為橡膠的增強填料從而對橡膠產(chǎn)生更少的強度。因此，硅石填料體系需要使用偶聯(lián)劑。
偶聯(lián)劑通常用來通過與硅石表面和橡膠彈性體分子兩者反應(yīng)來提高硅石的橡膠增強特性。這些偶聯(lián)劑，例如可與硅石顆粒預(yù)混合或預(yù)反應(yīng)或在橡膠/硅石加工、或混合階段期間添加到該橡膠混合物中。如果在橡膠/硅石加工、或混合階段期間分開地將偶聯(lián)劑和硅石添加到該橡膠混合物中，據(jù)認(rèn)為該偶聯(lián)劑然后原位地與該硅石結(jié)合。
偶聯(lián)劑是在其一端與硅石反應(yīng)而在其另一端與橡膠交聯(lián)的雙官能分子。這樣，橡膠的增強和強度，例如柔韌性、強度、模量、拉伸性和耐磨性尤其得到改進。據(jù)認(rèn)為偶聯(lián)劑覆蓋硅石顆粒的表面，從而阻礙硅石與其它硅石顆粒附聚。通過干擾該附聚過程，該分散作用得到改進并且因此磨損和燃料消耗得到改進。
以相對較大的比率使用硅石來改進各種輪胎性能需要存在足夠量的偶聯(lián)劑。然而該硅石會延遲固化。因此，硅石/偶聯(lián)劑胎面配制料已發(fā)現(xiàn)不利地減緩橡膠的固化速度。此外，使用較高量的偶聯(lián)劑導(dǎo)致該橡膠組合物更昂貴，因為這些材料是昂貴的。
為了提高固化速率，輔助促進劑，如二苯胍(DPG)已添加到橡膠組合物中。然而，使用輔助促進劑(尤其是DPG)導(dǎo)致橡膠組合物在其制造期間具有較短的門尼燒焦值從而導(dǎo)致加工時間減少。與加工時間減少有關(guān)的問題包括，例如預(yù)固化的配混物和在擠出部件上的粗糙面。此外，二苯胍通常以較高量使用會導(dǎo)致該橡膠組合物制造起來更昂貴，因為必須使用更多的材料。
因此，希望提供這樣的橡膠組合物，其就加工而言具有減少的固化時間和增長的門尼燒焦值同時還具有減少的正切δ值。這將使橡膠組合物在其制造期間得到更好的加工并獲得改進的輪胎產(chǎn)品。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供一種橡膠組合物，其包含(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)有效量含氮化合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供一種橡膠組合物，其包含(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)有效量含氮化合物、聚氧化烯和有機酸；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆。
在本發(fā)明的又一個實施方案中，提供一種降低橡膠組合物正切δ值的方法，其包括形成橡膠組合物的步驟，該橡膠組合物包含(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)有效量的含氮化合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆。
通過將有效量的含氮化合物用于本文的橡膠組合物，能有利地實現(xiàn)該橡膠組合物的正切δ值減小。此外，與該含氮化合物一起，通過進一步使用高分子量二硫化秋蘭姆，即重均分子量(Mw)至少400的二硫化秋蘭姆，該橡膠組合物的門尼燒焦值得到提高從而使該組合物獲得更好的加工而不會犧牲其它物理性能。
此外，在本發(fā)明的橡膠組合物中利用有效量的聚氧化烯有利地允許在形成該橡膠組合物中使用更少量的偶聯(lián)劑，導(dǎo)致本文所公開的組合物具有更高的固化速率。因此，在很多情況下通過本發(fā)明有效量的聚氧化烯已經(jīng)減少了(即使沒有實質(zhì)上克服)如上所述的單獨使用硅石和偶聯(lián)劑所觀察到的橡膠的固化/硫化延遲。因此，已發(fā)現(xiàn)本文的聚氧化烯能提高固化速率，在有些情況下，能完全補償據(jù)信由使用硅石與更高量的偶聯(lián)劑(相對于使用較少量的偶聯(lián)劑與聚氧化烯的本發(fā)明而言)所引起的任何固化減緩。這樣，聚氧化烯能夠完全實現(xiàn)硅石的益處而沒有現(xiàn)有技術(shù)的缺點，同時還通過使用更少的較昂貴的偶聯(lián)劑材料而獲得更大的經(jīng)濟利益。
本文的術(shù)語“phr”按照本領(lǐng)域認(rèn)可的意義使用，即每一百(100)重量份橡膠對應(yīng)的各種材料的份數(shù)。
優(yōu)選實施方案的描述本發(fā)明橡膠組合物含有至少(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)有效量的含氮化合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆。
本文所使用的橡膠組分基于至少高度不飽和的橡膠如天然或合成橡膠。優(yōu)選地，當(dāng)形成卡車輪胎時使用天然橡膠。能用于本發(fā)明實踐的高度不飽和聚合物的代表是二烯橡膠。這些橡膠通常具有大約20到大約450之間的碘值，盡管也可以使用具有更高或更低(例如，50-100)碘值的高度不飽和橡膠。能使用的二烯橡膠的例子是基于共軛二烯，如1，3-丁二烯；2-甲基-1，3-丁二烯；1，3一戊二烯；2，3-二甲基-1，3-丁二烯等的聚合物，以及這些共軛二烯與單體，如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙炔例如乙烯基乙炔，丙烯腈，甲基丙烯腈，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，乙酸乙烯酯等的共聚物。優(yōu)選的高度不飽和的橡膠包括天然橡膠、順式聚異戊二烯、聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)，苯乙烯-異戊二烯共聚物、異戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯三元聚合物、聚氯丁二烯、氯-異丁烯-異戊二烯、腈-氯丁二烯、苯乙烯-氯丁二烯、和聚(丙烯腈-丁二烯)。此外，兩種或更多種高度不飽和橡膠與具有較少不飽和性的彈性體如EPDM、EPR、丁基或鹵化丁基橡膠的混合物也在本發(fā)明考慮范圍之內(nèi)。
硅石可以是已知在增強橡膠組合物這方面有用的任何類型。適合的硅石填料的實例包括但不限于硅石，沉淀硅石，無定形硅石，透明石英，煅制硅石，熔凝硅石，合成硅酸鹽如硅酸鋁，堿土金屬硅酸鹽如硅酸鎂和硅酸鈣，天然硅酸鹽如高嶺土和其他的天然存在的硅石等。高度分散的硅石，例如具有大約5m2/g到大約1000m2/g，優(yōu)選大約20m2/g到大約400m2/g的BET表面和大約5nm到大約500nm，優(yōu)選大約10nm到大約400nm的初級粒徑的硅石也是有用的。這些高度分散的硅石能例如通過沉淀硅酸鹽的溶液或通過火焰水解鹵化硅來制備。硅石也可以以與其它金屬氧化物如Al、Mg、Ca、Ba、Zn、Zr、Ti的氧化物等的混合氧化物形式存在。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的市售硅石填料包括，例如從這些來源如在Cab-O-Sil商品名下從CabotCorporation；在Hi-Sil和Ceptane商品名下從PPG Industries；在Zeosil商品名下從Rhodia和在Ultrasil和Coupsil商品名下從Degussa獲得的那些。兩種或更多種硅石填料的混合物也能用來制備本發(fā)明的橡膠組合物。優(yōu)選用于此的硅石是由Rhodia制造的Zeosil1165MP。
引入橡膠組合物中的硅石填料的量能廣泛地變化。通常，硅石填料的量能為大約5phr到大約150phr，優(yōu)選大約10phr到大約100phr，更優(yōu)選大約15phr到大約90phr。
如果需要的話，炭黑填料與硅石填料能一起用來形成本發(fā)明的橡膠組合物。適合的炭黑填料包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何通?？色@得的，商業(yè)-生產(chǎn)的炭黑。通常，表面積(EMSA)為至少20m2/g，更優(yōu)選至少35m2/g，至多200m2/g或更高的那些是優(yōu)選的。在本申請所使用的表面積值是使用鯨蠟基三甲基-溴化銨(CTAB)技術(shù)通過ASTM測試D-3765測定的那些。有用的炭黑是爐法炭黑、槽法炭黑和燈黑。更具體地說，炭黑的實例包括超磨損爐法(SAF)炭黑、高磨損爐法(HAF)炭黑、快速壓出爐法(FEF)炭黑、細爐法(FF)炭黑、中度超磨損爐法(ISAF)炭黑、半-增強爐法(SRF)炭黑、介質(zhì)加工槽法炭黑、硬加工槽法炭黑和導(dǎo)電槽法炭黑。其它可使用的炭黑包括乙炔黑。兩種或更多種上述碳黑的混合物也能用于制備本發(fā)明的橡膠組合物?？捎玫奶亢诘谋砻娣e的典型值匯總于下表I中。
表I炭黑
用于本發(fā)明的炭黑可以以粒化形式或是未?；跄镔|(zhì)。優(yōu)選，為了便于處理，?；亢谑莾?yōu)選的。炭黑(如果有的話)通常以大約1phr到大約80phr，優(yōu)選大約5phr到大約60phr的量引入橡膠組合物中。
在配混本發(fā)明硅石填充的橡膠組合物中，使用偶聯(lián)劑是尤其有利的。這些偶聯(lián)劑，例如可與硅石顆粒預(yù)混合或預(yù)反應(yīng)或在橡膠/硅石加工、或混合階段期間添加到該橡膠混合物中。如果在橡膠/硅石混合、或加工階段期間分開地將偶聯(lián)劑和硅石添加到該橡膠混合物中，據(jù)認(rèn)為該偶聯(lián)劑然后原位地與該硅石結(jié)合。
具體來說，這些偶聯(lián)劑通常由這樣的硅烷組成，其具有能夠與硅石表面反應(yīng)的構(gòu)成組分、或結(jié)構(gòu)部分、(硅烷部分)并且，還有具有能夠與橡膠，例如含有碳-碳雙鍵或不飽和性的硫可硫化橡膠反應(yīng)的構(gòu)成組分、或結(jié)構(gòu)部分。這樣，該偶聯(lián)劑用作硅石和橡膠之間的連接橋從而提高硅石的橡膠增強方面。
據(jù)認(rèn)為偶聯(lián)劑的硅烷組分與硅石表面形成鍵(可能經(jīng)由水解)且該偶聯(lián)劑的橡膠反應(yīng)性組分與橡膠本身結(jié)合。通常，該偶聯(lián)劑的橡膠反應(yīng)性組分是溫度敏感的并在最終和更高溫度約硫硫化階段期間(即在該橡膠/硅石/偶聯(lián)混合階段之后和在該偶聯(lián)劑的硅烷基已與硅石結(jié)合之后)傾向于與橡膠結(jié)合。然而，部分地由于偶聯(lián)劑典型的溫度敏感性，在初始橡膠/硅石/偶聯(lián)劑混合階段期間和在隨后的硫化階段之前該偶聯(lián)劑的橡膠反應(yīng)性組分和橡膠之間可能發(fā)生一定程度的結(jié)合，或鍵合。
該偶聯(lián)劑的適合的橡膠反應(yīng)性基團包括但不限于一種或多種諸如巰基，氨基、乙烯基、環(huán)氧基、和硫基的基團。該偶聯(lián)劑的橡膠-反應(yīng)性基團組分優(yōu)選是硫或巰基結(jié)構(gòu)部分，其中硫基是最優(yōu)選的。
本文所使用的偶聯(lián)劑的實例是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(-甲氧基乙氧基)硅烷、-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三乙氧基硅烷、-(氨乙基)--氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N--(氨乙基)-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(氨乙基)-氨基丙基三乙氧基硅烷、-氨基丙基三甲氧基硅烷、-氨基丙基三乙氧基硅烷、-苯基--氨基丙基三甲氧基硅烷、-氯丙基三甲氧基硅烷、-巰基丙基三甲氧基硅烷和它們的組合。
優(yōu)選的含硫偶聯(lián)劑的代表性實例是含硫有機硅化合物。適合的含硫有機硅化合物的具體實例具有以下通式ZR1SnR2Z其中Z選自 其中R3是具有1到4個碳原子的烷基、環(huán)己基或苯基；和R4是具有1到8個碳原子的烷氧基，或具有5到8個碳原子的環(huán)烷氧基；和R1和R2獨立地是具有1到18個碳原子的二價烴并且n是大約2到大約8的整數(shù)。
本文可使用的含硫的有機硅化合物的具體實例包括但不限于3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、2，2’-雙(三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3，3’-雙(三丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)六硫化物、3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基丙基)八硫化物、3，3’-雙(三辛氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(三己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(三-2”-乙基己氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3，3’-雙(三異辛氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(三叔丁氧基甲硅烷基-丙基)二硫化物、2，2’-雙(甲氧基二乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、2，2’-雙(三丙氧基甲硅烷基乙基)五硫化物、3，3’-雙(三環(huán)己氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(三環(huán)戊氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、2，2’-雙(三-2”-甲基-環(huán)己氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、雙(三甲氧基甲硅烷基甲基)四硫化物、3-甲氧基乙氧基丙氧基甲硅烷基3’-二乙氧基丁氧基-甲硅烷基丙基四硫化物、2，2’-雙(二甲基甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、2，2’-雙(二甲基仲丁氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、3，3’-雙(甲基丁基乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(二叔丁基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、2，2’-雙(苯基甲基甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、3，3’-雙(二苯基異丙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(二苯基環(huán)己氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(二甲基乙基巰基甲硅烷基丙基)四硫化物、2，2’-雙(甲基二甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、2，2’-雙(甲基乙氧基丙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3，3’-雙(二乙基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3，3’-雙(乙基二仲丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(丙基二乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’-雙(丁基二甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、3，3’-雙(苯基二甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-苯基乙氧基丁氧基甲硅烷基3’-三甲氧基甲硅烷基丙基四硫化物、4，4’-雙(三甲氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、6，6’-雙(三乙氧基甲硅烷基己基)四硫化物、12，12’-雙(三異丙氧基甲硅烷基十二烷基)二硫化物、18，18’-雙(三甲氧基甲硅烷基十八烷基)四硫化物、18，18’-雙(三丙氧基甲硅烷基-十八烯基)四硫化物、4，4’-雙(三甲氧基甲硅烷基-丁烯-2-基)四硫化物、4，4’-雙(三甲氧基甲硅烷基環(huán)己烯)四硫化物、5，5’-雙(二甲氧基甲基-甲硅烷基戊基)三硫化物、3，3’-雙(三甲氧基甲硅烷基-2-甲基丙基)四硫化物、3，3’-雙(二甲氧基苯基甲硅烷基-2-甲基丙基)二硫化物等。本文優(yōu)選使用的偶聯(lián)劑是3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3，3’-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。
本文所使用的含氮化合物有利地減小本發(fā)明橡膠組合物的正切δ值。本文所使用的適合的含氮化合物包括但不限于羧酸酰胺、烴基單胺、烴基多元胺、羥基取代的烴基單胺、羥基取代烴基多元胺、曼尼希堿、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺等以及它們的混合物。
本文所使用的適合的羧酸酰胺通常由羧酸或酸酐或它們的酯(在主脂肪鏈中具有至少12到大約350個脂族碳原子)與烴基胺(例如亞乙基胺)或烴基多元胺來制備以產(chǎn)生單或多元羧酸酰胺。有用的羧酸酰胺的實例是在美國專利No.3,405,064中公開的那些，其內(nèi)容在此作為參考資料引入。由以下物質(zhì)制備的那些酰胺是優(yōu)選的(1)通式R9COOH的羧酸，其中R9是C12-20烷基或該酸與聚鏈烯基羧酸(其中聚鏈烯基含有，例如72到128個碳原子)的混合物，和(2)烷基胺，如二丁胺，或亞烷基胺，如亞乙基胺，或亞烷基多元胺，如三亞乙基四胺或四亞乙基五胺等以及它們的混合物。
另一類有用的含氮化合物是烴基單胺和烴基多元胺。這些含氮化合物的實例是在美國專利No.3,574,576中公開的那些，其內(nèi)容在此作為參考資料引入。該烴基可以是，例如C1-C50，優(yōu)選C2-C20，最優(yōu)選C3-C12的烷基，或具有一個或兩個不飽和位點并含有1到350，優(yōu)選6到大約200個碳原子的烯基。烴基單胺如二烷基胺，如二丁基胺，和烷基胺，如異丙基胺是尤其優(yōu)選的。含有2到大約50個碳原子以及一到六個羥基的羥基取代的烴基單胺和羥基取代的烴基多元胺也是有用的。實例包括二異丙醇胺、乙醇胺等以及它們的混合物。
又一個類有用的含氮化合物是曼尼希堿化合物。這些化合物由苯酚或C9-200烷基酚、醛，如甲醛或甲醛前體如低聚甲醛、以及胺化合物制備。該胺可以是單胺，如烷基胺例如甲基胺，或亞烷基胺例如亞乙基胺，或多元胺如二亞乙基三胺或四亞乙基五胺等。該酚材料可以是硫化的并優(yōu)選是十二烷基酚或C80-100烷基酚。能用于本發(fā)明的典型的曼尼希堿公開在美國專利Nos.3,539,663、3,649,229；3,368,972和4,157,309中，它們的內(nèi)容在此作為參考資料引入。美國專利No.3,539,663公開了由具有至少50個碳原子，優(yōu)選50到200個碳原子的烷基酚與甲醛和亞烷基多元胺HN(ANH)nH反應(yīng)來制備的曼尼奇堿，其中A是2到6個碳原子的飽和二價烷基烴且n是1-10并且其中所述亞烷基多元胺的縮合產(chǎn)物可進一步與脲或硫脲起反應(yīng)。
仍又一類有用的含氮化合物是磷酰胺和膦酰胺，例如，在美國專利Nos.3,909,430并且3,968,157中公開的那些，它們的內(nèi)容在此作為參考資料引入。這些化合物可通過形成具有至少一個P--N鍵的磷化合物來制備。它們能例如通過使三氯氧化磷與烴基二醇在單元胺的存在下反應(yīng)或通過使三氯氧化磷與雙官能仲胺以及單官能胺反應(yīng)來制備。硫代磷酰胺能通過使含有2到450或更多個碳原子的不飽和烴化合物，如聚乙烯、聚異丁烯、聚丙烯、乙烯、1-己烯、1，3-己二烯、異丁烯、4-甲基-1-戊烯等，與五硫化二磷和上面所限定的含氮化合物，尤其是烷基胺、烷基二胺、烷基多元胺、或亞烷基胺，如亞乙基二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺等反應(yīng)來制備。
仍又一類有用的含氮化合物是環(huán)胺。這些化合物的實例包括吡咯烷、哌啶、哌嗪、嗎啉等。烷基取代的一種或多種上述環(huán)胺也是有用的。這些胺的實例包括2-(2-氨乙基)-1-甲基吡咯烷、4-(2-氨乙基)-嗎啉、1-(2-氨乙基)吡咯烷、1-(2-氨乙基)哌啶、1-(2-氨乙基)哌嗪等。另一有用類包括(氨基烷基)烷基胺，如N-烷基亞乙基二胺、N-烷基-1，3-丙二胺等。
通常，以有效的量將該含氮化合物添加到本發(fā)明橡膠組合物中以減小正切δ值。然而，含氮化合物的使用可能降低焦燒安全性。因此，此類含氮化合物的量能根據(jù)用于本文橡膠組合物中的具體組分而廣泛地變化。該含氮化合物的量通常為大約0.05phr到大約2.0phr，優(yōu)選大約0.1phr到大約1.5phr，更優(yōu)選大約0.15phr到大約1.0phr。
當(dāng)向本發(fā)明橡膠組合物中添加有效量的本文所使用的聚氧化烯時，有利地減小本發(fā)明橡膠組合物的固化時間。本文所使用的適合的聚氧化烯可以是這樣的聚氧化烯，它是通式X(R-O-)nH的聚醚，其中R可以是一種或多種以下基團亞甲基，亞乙基、亞丙基或四亞甲基；n是1到大約50，優(yōu)選大約2到大約30，最優(yōu)選大約4到大約20的整數(shù)；并且X是含有1到大約12，優(yōu)選2到6個官能團的非芳族起始劑分子。該聚氧化烯的代表包括但不限于二亞甲基二醇、二甘醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、三甘醇、三丙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯等和它們的混合物。本文所使用的優(yōu)選的聚氧化烯是二甘醇和聚氧化乙烯。
通過以有效量將上述聚氧化烯用于本發(fā)明，配混硅石填充的橡膠組合物所必須的偶聯(lián)劑的量得到降低，從而提供了經(jīng)濟上的優(yōu)點。因此，偶聯(lián)劑的量為大約0.5phr到大約15phr，優(yōu)選大約0.75phr到大約12phr。最優(yōu)選大約1.0phr到大約10phr，同時該聚氧化烯的有效量通常為大約0.2phr到大約10phr、優(yōu)選大約0.3phr到大約8phr，最優(yōu)選大約0.5phr到大約5phr。
上述聚氧化烯可以，例如與偶聯(lián)劑預(yù)混合或共混或在橡膠/硅石/偶聯(lián)劑加工、或混合階段期間添加到該橡膠混合物中。或者，上述聚氧化烯可以，例如與含氮化合物和有機酸(以下討論)預(yù)混合或共混。
作為輔助加速劑用于本發(fā)明橡膠組合物的高分子量二硫化秋蘭姆有利地提供這樣的橡膠組合物，它與具有更高的二苯胍作為輔助加速劑的類似橡膠組合物相比具有更大的門尼燒焦值和當(dāng)量固化速率。本文的二硫化秋蘭姆具有至少400，優(yōu)選大約500到大約1250，最優(yōu)選大約800到大約1000的重均分子量。
這些二硫化秋蘭姆的代表是以下通式的那些 其中R5、R6、R7和R8各自是相同的或不同的并是含有，例如大約4到大約30個碳原子，任選地含有一個或多個雜環(huán)基的烴，或R5和R6和/或R7和R8與它們鍵合的氮原子連接在一起形成雜環(huán)基(任選地含有一個或多個附加的雜環(huán)原子)。具體的二硫化秋蘭姆包括其中R5、R6、R7和R8獨立地選自叔丁基、戊基、己基、環(huán)己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十八烷基、油基、苯基、芐基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等的那些。使用其中R5、R6、R7和R8各自具有8到18個碳原子的二硫化秋蘭姆是尤其有利的。本文所使用的尤其優(yōu)選的二硫化秋蘭姆是其中R5、R6、R7和R8各自具有12和14個碳原子之間的那些。
通常，該二硫化秋蘭姆在本發(fā)明橡膠組合物中的存在量為大約0.10phr到大約1.0phr，優(yōu)選大約0.15phr到大約0.75phr，最優(yōu)選大約0.20phr到大約0.70phr。
如先前所述，使用含氮化合物可能降低焦燒安全性而導(dǎo)致燒焦問題。因而，添加有機酸來提高焦燒安全性以改進本發(fā)明橡膠組合物的加工可能是有必要的。有用的有機酸包括但不限于支化、直鏈、或環(huán)狀鏈烷酸、鏈烯酸、或炔酸；或具有一個或多個羧酸基團的芳基、烷基或芳基有機酸；或這些酸的混合物。適合的有機酸的實例包括但不限于每個分子中具有2到大約20碳原子的脂族羧酸、和每個分子中具有6到大約24個碳原子的芳族和脂環(huán)族羧酸。適合的酸通常含有至少1到3個羧基。例如，適合的脂族酸包括但不限于乙酸、丁酸、月桂酸、棕櫚酸、新戊酸、丙酸、氯乙酸、二氯乙酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸、和兩種或更多種這些酸的混合物。適合的芳族酸包括但不限于苯甲酸、間-硝基苯甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、苯乙酸、對-氯苯甲酸、反式-肉桂酸、間-甲苯甲酸、對苯二甲酸、兩種或更多種這些酸的混合物。適合的脂環(huán)族的酸包括但不限于環(huán)戊烷羧酸、環(huán)己烷羧酸、環(huán)庚烷羧酸等以及它們的混合物。
通常，該有機酸以足以提高焦燒安全性的量存在于本發(fā)明橡膠組合物中。這些有機的量通常為大約0.1phr到大約5phr，優(yōu)選大約0.15phr到大約4phr，最優(yōu)選大約0.2phr到大約3phr。
本發(fā)明橡膠組合物除了炭黑或硅石之外還可以包含，如果有必要的話，增強或非增強填料。該填料的實例包括無機化合物的粉末或纖維，如粉末石英、研磨白粉、輕質(zhì)碳酸鈣、白粉、白堊、含鎂的特定碳酸鈣、表面處理的碳酸鈣、碳酸鎂、菱鎂礦、高嶺土族、高嶺石、珍珠陶土、多水高嶺土(hallocite)、水合的多水高嶺土、水鋁英石、葉蠟石(pyrophylite)、滑石、蒙脫土、貝得石、鋰蒙脫石、皂石、綠脫石、絹云母、伊利石、白云母、金云母、黑云母、鎂綠泥石、鮞綠泥石、硬粘土、軟粘土、高嶺粘土、煅燒粘土、硅藻土、三水鋁礦、碳酸鈣鉍礦、勃姆石、水鋁石、γ-氧化鋁、α-氧化鋁、碳酸鋇、碳酸鍶、膨潤土、氧化鋅、碳酸鋅、活性白土、氫氧化鋁、氧化鈦、鐵氧體、石棉、玻璃粉、硅酸鋁、氧化鐵紅、水滑石、氫氧化鎂、活化鋅粉、碳化硅、氮化硅、鈦酸鋯、氧化鋯等；以及有機化合物，如酚醛樹脂、香豆酮樹脂、苯乙烯樹脂、高苯乙烯含量的苯乙烯-丁二烯樹脂、尼龍、芳族聚酰胺樹脂等。
本發(fā)明橡膠組合物能按照任何常規(guī)方式配制。此外，如果需要或必要的話，能向本發(fā)明橡膠組合物以適合的量添加至少一種其它的普通添加劑。本文所使用的適合的普通添加劑包括硫化劑、活化劑、阻滯劑、抗氧化劑、增塑油和軟化劑、增強填料、增強顏料、抗臭氧劑、蠟、增粘樹脂等以及它們的組合。
本發(fā)明的橡膠組合物當(dāng)制成制品，如輪胎、馬達固定、橡膠襯套、傳動帶、印刷輥、橡膠鞋跟和鞋底、橡膠地面磚、腳輪、彈性密封和墊圈、傳送帶蓋、硬橡膠電池盒、汽車地板墊、卡車擋泥板、球磨機襯墊、風(fēng)擋刮水片等時是尤其有用的。優(yōu)選，本發(fā)明橡膠組合物有利地在輪胎中作為輪胎的任何或全部含熱固性橡膠部分的部件使用。這些包括胎面，側(cè)壁，和輪胎胎身部分，預(yù)期用于但不限于，卡車輪胎、客車輪胎、越野車輛輪胎、車輛輪胎、高速輪胎、和摩托車輪胎，其中也可包含許多不同的增強層。根據(jù)本發(fā)明的這些橡膠或輪胎胎面組合物可以用于制造輪胎或用于翻新已磨損的輪胎。本發(fā)明橡膠組合物用于卡車輪胎是尤其優(yōu)選的。
以下非限制性實施例用于說明本發(fā)明。
對比例A-D和實施例1-2使用表II、III和IV中示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物按照以下方式配混將表II中示出的成分添加到密煉機中并混合直到該材料引入并完全地分散，然后從該混合器出料。出料溫度通常為大約160℃。冷卻該批料，并與表III中示出的成分一起再次引入該混合器中。第二遍更短并且出料溫度通常在大約150℃。冷卻該批料，并與表IV中示出的成分一起再次引入該混合器中。第三遍更短并具有固化劑且出料溫度通常在大約100℃。
表II-相I
(1)標(biāo)準(zhǔn)印尼天然橡膠(SIR-20)。
(2)從Cabot Corp獲得的高表面積炭黑。
(3)從Rhodia獲得的高度可分散的硅石。
(4)從Sun Oil獲得的芳烴油。
(5)從OSI Specialty Chemicals獲得的四硫化物硅烷偶聯(lián)劑。
(6)從Kettlitz-Chemie GmbH & Co.(Rennertshofen.Germany)獲得的聚乙二醇與硅石的共混物(7)從Kettlitz-Chemie GmbH & Co.(Rennertshofen.Germany)獲得的聚乙二醇、二丁基胺和苯甲酸的共混物。
表III-相II
(8)MB-1是在表II中所給出的批料。
(9)從Zinc Corp of America獲得的氧化鋅。
(10)從Uniroyal Chemical Company獲得的對亞苯基二胺。
(11)從Uniroyal Cheimical Company獲得的烴蠟的共混物。
表IV-相III
(12)MB-2是在表III中所給出的批料。
(13)從Uniroyal Chemical Company獲得的N-叔丁基-2-苯并噻唑亞磺酰胺。
(14)從Uniroyal Chemical Company獲得的二苯胍加速劑。
(15)從Uniroyal Chemical Company獲得的四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆，平均分子量為916。
(16)從C.P.Hall獲得的硫。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原料壓成片并切割用于固化。樣品在表V示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表V中。注意到在表V中固化特性使用Monsanto流變儀ODR 2000(1℃弧，100cpm)測定MH是最大扭矩且ML是最小扭矩。焦燒安全性(ts2)最小扭矩(ML)之上2個單位的時間，固化時間(t50)是δ扭矩超過最低值50％的時間和固化時間(t90)是δ扭矩超過最低值90％的時間。拉伸強度，伸長率和模量遵循ASTM D-412中的程序測量。實施例1-2給出了在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例A-D給出了在此發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表V
從以上數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)與含有炭黑的對比例A的橡膠組合物、僅合有二苯胍而不含聚氧化烯、含氮化合物和二硫化秋蘭姆的對比例B的橡膠組合物、含有高分子量二硫化秋蘭姆和聚氧化烯而不含含氮化合物的對比例C和D的橡膠組合物相比時，含有高分子量二硫化秋蘭姆、含氮化合物和聚氧化烯的實施例1和2的橡膠組合物(在本發(fā)明范圍內(nèi))提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。例如，實施例2的橡膠組合物的正切δ值顯著地低于對比例A-D的橡膠組合物。實施例1的橡膠組合物的正切δ值也低于對比例A-D的橡膠組合物。此外，實施例1和2的橡膠組合物的磨損指數(shù)稍微低于對比例A的橡膠組合物，這是實驗誤差范圍。
另外，實施例1-2的模量、拉伸強度、和硬度與實施例A-D的那些相當(dāng)。因此，通過用0.25phr四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆代替0.5phr二苯胍，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了經(jīng)濟成本優(yōu)勢。
對比例E-H和實施例3-4使用表VI、VII和VIII中的示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物使用實施例1和2中列出的相同的一般程序配混。
表VI-相I
(17)從OSI Specialty Chemicals獲得的二硫化物硅烷偶聯(lián)劑。
表VI-相VII
(18)MB-3是在表V中所給出的批料。
表VII-相III
(19)MB-4是在表VI中所給出的批料。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原料壓成片并切割用于固化。樣品在表VIII示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表VIII中。實施例3和4給出在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例E-H給出了在本發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表VIII
從以上數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)與含有炭黑的對比例E的橡膠組合物、僅含有二苯胍而不含聚氧化烯、含氮化合物和二硫化秋蘭姆的對比例F的橡膠組合物、含有高分子量二硫化秋蘭姆和聚氧化烯而不含含氮化合物的對比例G和H的橡膠組合物相比時，含有高分子量二硫化秋蘭姆、含氮化合物和聚氧化烯的實施例3和4的橡膠組合物(在本發(fā)明范圍內(nèi))提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。例如，橡膠組合物實施例3和4的正切δ值顯著地低于對比例E-G的橡膠組合物。
此外，實施例3-4的橡膠組合物的磨損指數(shù)與對比例E的橡膠組合物相當(dāng)，這些是實驗誤差范圍。實施例3-4的固化速率也顯著地快于對比例E。
另外，實施例3-4的模量、拉伸強度、和硬度與實施例E-H的那些相當(dāng)。因此，通過用0.25phr四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆代替0.5phr二苯胍，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了經(jīng)濟成本的優(yōu)勢。
對比例I-L和實施例5-6使用表IX、X、和XI中示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物使用實施例1和2中列出的相同的一般程序配混。
表IX-相I
(20)從OSI Specialty Chemicals獲得的硅石偶聯(lián)劑表X-相II
(21)MB-5是在表IX中所給出的批料。
表XI-相III
(22)MB-6是在表X中所給出的批料。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原料壓成片并切割用于固化。樣品在表XII示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表XII中。實施例5-6給出了在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例I-L給出了在本發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表XII
從以上數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)與含有炭黑的對比例I的橡膠組合物，僅含有二苯胍而不含聚氧化烯、含氮化合物和二硫化秋蘭姆的對比例J的橡膠組合物，含有高分子量二硫化秋蘭姆和聚氧化烯而不含含氮化合物的對比例K和L的橡膠組合物相比時，含有高分子量二硫化秋蘭姆、含氮化合物和聚氧化烯的實施例5和6的橡膠組合物(在本發(fā)明范圍內(nèi))提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。例如，實施例5和6的橡膠組合物的正切δ值顯著地低于對比例I-L的橡膠組合物。
此外，實施例5的磨損指數(shù)顯著地低于對比例I的那些。實施例6的固化速率顯著地快于對比例I-L的那些。
另外，實施例5-6的模量、拉伸強度、和硬度與實施例I-L的那些相當(dāng)。因此，通過用0.25phr四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆代替0.5phr二苯胍，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了經(jīng)濟成本優(yōu)勢。
對比例M-Q和實施例7使用表XIII、XIV和XV中的示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物使用實施例1和2中列出的相同的一般程序配混。
表XIII-相I
(23)從Harwick Standard Distribution Corp.(Akron，Ohio)獲得的聚乙二醇(重均分子量為3000-3700)。
表XIV-相II
(24)MB-7是在表XIII中所給出的批料。
表XV-相III
(25)MB-8是在表XIV中所給出的批料。
(26)從Flexsys獲得的環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原料壓成片并切割用于固化。樣品在表XVI示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表XVI中。實施例7給出了在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例M-Q給出了在本發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表XVI
從以上數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)與含有炭黑的對比例M的橡膠組合物，僅含有二苯胍而不含聚氧化烯、含氮化合物和二硫化秋蘭姆的對比例N的橡膠組合物；含有高分子量二硫化秋蘭姆、和高分子量聚氧化烯而不含含氮化合物的對比例O和P的橡膠組合物；含有聚氧化烯和高分子量二硫化秋蘭姆而沒有含氮化合物的對比例Q的橡膠組合物相比時，含有高分子量二硫化秋蘭姆、含氮化合物和聚氧化烯的實施例7的橡膠組合物(在本發(fā)明范圍內(nèi))提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。實施例7的橡膠組合物的正切δ值顯著地低于對比例M-Q的橡膠組合物。
此外，實施例7的橡膠組合物的熟化磨損指數(shù)稍微低于對比例M-N的橡膠組合物。橡膠組合物實施例7的固化速率顯著地快于對比例M-Q的橡膠組合物。
另外，實施例7的橡膠組合物的模量、拉伸強度、和硬度與實施例M-Q的橡膠組合物相當(dāng)。因此，通過用0.4phr四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆代替1phr二苯胍，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了經(jīng)濟成本優(yōu)勢。
對比例R和實施例8-12使用表XVII、XVIII和XIX中的示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物使用實施例1和2中列出的相同的一般程序配混。
表XVII-相I
(27)從OSI Specialty Chemicals獲得的巰基丙基三甲氧基化物。
表XVIII-相II
(28)MB-9是在表XVII中所給出的批料。
表XIX-相III
(29)MB-10是在表XVIII中所給出的批料。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原料壓成片并切割用于固化。樣品在表XX示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表XX中。實施例8-12給出了在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例R給出了在本發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表XX
從以上數(shù)據(jù)可以看出與含有炭黑的對比例R的橡膠組合物相比，含有高分子量二硫化秋蘭姆、聚氧化烯和含氮化合物的實施例8-12的橡膠組合物提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。實施例8-12的橡膠組合物的正切δ值顯著地低于對比例R的橡膠組合物。
此外，與對比例R的橡膠組合物相比，實施例8-10的橡膠組合物的磨損指數(shù)稍低并且實施例11-12顯著地低。實施例8-12的橡膠組合物的固化速率顯著地快于對比例R的橡膠組合物。
因此，通過添加含氮化合物以及四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了成本的降低。
對比例S-T和實施例13-16使用表XXI、XXII和XXIII中的示出的成分(它們以每100重量份橡膠的份數(shù)列出)，數(shù)種橡膠組合物使用實施例1和2中列出的相同的一般程序配混。
表XXI-相I
表XXII-相II
(30)MB-11是表XXI中所給出的批料。
表XXIII-相III
(31)MB-12是在表XXII中所給出的批料。
(32)由Flexsys生產(chǎn)的(Santogard PVI)。
結(jié)果然后將上面制備的混煉原制壓成片并切割用于固化。樣品在表XXIV示出的時間和溫度下固化并評價它們的物理性能。結(jié)果匯總于下表XXIV中。實施例13-16給出了在本發(fā)明范圍內(nèi)的橡膠組合物。對比例S和T給出了本發(fā)明范圍之外的橡膠組合物。
固化物理性能表XXIV
從以上數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)與含有炭黑的對比例S以及含有二苯胍的對比例T的橡膠組合物相比時，含有高分子量二硫化秋蘭姆、含氮化合物和聚氧化烯的實施例13-16的橡膠組合物提供相當(dāng)?shù)牡礁倪M的性能。實施例14-16的橡膠組合物的正切δ值顯著地低于對比例S和T的橡膠組合物。此外，實施例15和16的橡膠組合物的固化速率顯著地快于對比例S和T的橡膠組合物。
另外，實施例13-16的橡膠組合物的模量、拉伸強度、磨損指數(shù)和硬度可實施例S和T的橡膠組合物相當(dāng)。因此，通過形成含有含氮化合物和四烷基(C12-C14)二硫化秋蘭姆的橡膠組合物，該橡膠組合物的滾動阻力已顯著地得到改進，而沒有犧牲任何物理性能，從而實現(xiàn)了成本的降低。
盡管在本發(fā)明的具有一定程度特殊性的優(yōu)選形式中對本發(fā)明進行了描述，但是顯然其中許多改變和變化是可能的且對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在閱讀上述說明書之后是顯而易見的。因此，應(yīng)該理解在不背離本發(fā)明精神和其范圍的情況下，本發(fā)明可以以本文具體描述之外的其它方式呈現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.橡膠組合物，其包括(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)含氮化合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆，其中該含氮化合物選自羧酸酰胺、烴基單胺、烴基多元胺、羥基取代的烴基單胺，羥基取代的烴基多元胺、曼尼希堿、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺、和它們的混合物。
2.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該橡膠組合物包括(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)包括聚氧化烯、有機酸和含氮化合物的結(jié)合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆，其中該含氮化合物選自羧酸酰胺、烴基單胺、烴基多元胺、羥基取代的烴基單胺、羥基取代的烴基多元胺、曼尼希堿、膦酰胺、硫代膦酰胺和磷酰胺、和它們的混合物。
3.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該橡膠組分選自天然橡膠、共軛二烯的均聚物、共軛二烯和烯屬不飽和單體的共聚物和它們的混合物。
4.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該橡膠組分選自天然橡膠、順式聚異戊二烯、聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)、苯乙烯-異戊二烯共聚物、異戊二烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯三元聚合物、聚氯丁二烯、氯-異丁烯-異戊二烯、腈-氯丁二烯、苯乙烯-氯丁二烯、聚(丙烯腈-丁二烯)和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
5.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該硅石填料選自硅石、沉淀硅石、無定形硅石、透明石英、煅制硅石、熔凝硅石、合成硅酸鹽、堿土金屬硅酸鹽、高度分散的硅酸鹽和它們的混合物。
6.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該偶聯(lián)劑是含硫的偶聯(lián)劑。
7.權(quán)利要求6所述的橡膠組合物，其中該含硫的偶聯(lián)劑具有通式Z-R1-Sn-R2-Z其中Z選自 其中R3是1到4個碳原子的烷基、環(huán)己基或苯基；和R4是1到8個碳原子的烷氧基、或5到8個碳原子的環(huán)烷氧基；和R1和R2獨立地是1到18個碳原子的二價烴和n是大約2到大約8的整數(shù)。
8.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，該含氮化合物選自烴基單胺和烴基多元胺。
9.權(quán)利要求8所述的橡膠組合物，其中該含氮化合物是烴基單胺。
10.權(quán)利要求9所述的橡膠組合物，其中該烴基單胺是烷基胺或二烷基胺。
11.權(quán)利要求2所述的橡膠組合物，其中該聚氧化烯選自二亞甲基二醇、二甘醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、三甘醇、三丙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯和它們的混合物。
12.權(quán)利要求2所述的橡膠組合物，其中該有機酸選自支化、直鏈、和環(huán)狀鏈烷酸、鏈烯酸、和炔酸；和具有一個或多個羧酸基的芳基、烷基和芳基有機酸；和它們的混合物。
13.權(quán)利要求12所述的橡膠組合物，其中該有機酸選自每個分子中具有2到大約20個碳原子的脂族羧酸，和具有6到大約24個碳原子的芳族和脂環(huán)族羧酸。
14.權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中該二硫化秋蘭姆具有通式 其中R1、R2、R3和R4各自是相同的或不同的并且是含有大約4到大約30個碳原子，任選地含有一個或多個雜環(huán)基的烴，或R1和R2和/或R3和R4與它們一起鍵合的氮原子連接在一起形成雜環(huán)基，任選地含有一個或多個附加的雜環(huán)原子。
15.權(quán)利要求9所述的橡膠組合物，其中R1、R2、R3和R4各自相同或不同并且是含有大約8到大約18個碳原子的烴。
16.權(quán)利要求9所述的橡膠組合物，其中R1、R2、R3和R4各自是12和14個碳原子之間的烴。
17.包括權(quán)利要求1所述的橡膠組合物的產(chǎn)品，選自輪胎胎面、馬達固定、橡膠襯套、傳動帶、印刷輥、橡膠鞋跟和鞋底、橡膠地面磚、腳輪、彈性密封和墊圈、傳送帶蓋、硬橡膠電池盒、汽車地板墊、卡車擋泥板、球磨機襯墊和風(fēng)擋刮水片。
全文摘要
公開了橡膠組合物，其中該橡膠組合物包括至少(a)橡膠組分；(b)硅石填料；(c)偶聯(lián)劑；(d)有效量的含氮化合物；和(e)分子量至少大約400的二硫化秋蘭姆。
文檔編號C08K5/548GK1886451SQ200480035090
公開日2006年12月27日 申請日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者S·W·弘 申請人:尤尼羅亞爾化學(xué)公司