[发明专利]包含金属羧酸盐的橡胶组合物和其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月2日提交的美国临时申请序列号61/722,002的优先权，其特此以引用方式整体并入。

技术领域

本公开涉及使用金属羧酸盐来减小含有增强填料的橡胶组合物的门尼(Mooney)粘度。本公开还涉及使用金属羧酸盐来提高这类橡胶组合物的弹性模量，并且在特定实施方案中，以降低这类橡胶组合物的滞后损耗。

背景技术

用在轮胎中的橡胶组合物典型地含有增强填料，诸如二氧化硅或炭黑。尽管增强填料可对橡胶组合物提供所需特性(例如改进的弹性、强度、减小的滚动阻力等)，这类填料通常使门尼粘度增大，从而使得更难以加工橡胶组合物。

发明内容

本公开提供含有增强填料的橡胶组合物，其适用于轮胎并且具体来说适用于轮胎胎面中。这些橡胶组合物包含金属羧酸盐。金属羧酸盐对橡胶组合物提供呈门尼粘度减小形式的改进的可加工性。在某些示例性实施方案中，这些含有金属羧酸盐的橡胶组合物的门尼粘度减小并且弹性模量提高。另外，在某些示例性实施方案中，含有金属羧酸盐的橡胶组合物的门尼粘度减小、弹性模量提高并且滞后损耗降低。

本公开提供可硫化橡胶组合物，其包含：(a)共轭二烯聚合物或共聚物组分；(b)增强填料组分，其包含以下各物中的至少一种：(i)炭黑、(ii)二氧化硅和硅烷偶合剂以及(iii)二氧化硅；以及(c)0.5至40phr的至少一种由式(I)表示的金属羧酸盐：

(RCOO)_pM^(p+n)+(OH)_n    (I)

其中：R为具有1至25个碳原子并且任选地含有选自卤素原子、氮、氧以及硫的杂原子的烃基；M选自以下各项组成的组：铝、钡、镉、钙、钴、铁、锂、镁、钠、锡、锌以及锆，并且p+n等于M的价态，并且n和p各自独立地选自范围为0至(p+n)的整数。

本公开还提供用于制备可硫化橡胶组合物的方法，所述组合物具有上述组成。这类方法包括：(1)混合包含以下各物的母批料：(a)共轭二烯聚合物或共聚物组分、(b)增强填料组分以及(c)至少一种金属羧酸盐；(2)混合包含以下各物的最终批料：(a)固化组分和(b)母批料；以及(3)使最终批料硫化。

具体实施方式

本文公开了含有增强填料的橡胶组合物，其适用于轮胎并且具体来说适用于轮胎的胎面部分中。这些橡胶组合物包含金属羧酸盐。金属羧酸盐对橡胶组合物提供呈门尼粘度减小形式的改进的可加工性。在某些示例性实施方案中，这些含有金属羧酸盐的橡胶组合物的门尼粘度减小并且弹性模量(还称为G’)提高。.另外，在某些示例性实施方案中，含有金属羧酸盐的橡胶组合物的门尼粘度减小、弹性模量提高并且滞后损耗降低。

本文公开的橡胶组合物包含(a)共轭二烯聚合物或共聚物组分；(b)增强填料组分，其包含以下各物中的至少一种：(i)炭黑、(ii)二氧化硅和硅烷偶合剂以及(iii)二氧化硅；以及(c)每一百份橡胶(phr)0.5至40重量份的至少一种由以下式(I)表示的金属羧酸盐：

(RCOO)_pM^(p+n)+(OH)_n    (I)

其中R为具有1至25个碳原子并且任选地含有选自卤素原子、氮、氧以及硫的杂原子的烃基；其中M选自以下各项组成的组：铝、钡、镉、钙、钴、铁、锂、镁、钠、锡、锌以及锆；并且其中p+n等于M的价态，并且n和p各自独立地选自范围为0至(p+n)的整数。例如，M为Al³⁺时，p和n各自独立地选自0、1、2以及3。更确切地说，M的范围将为1-4。为避免有疑问，表达M^(p+n)+中的第二个“+”意指金属的价态是正的。

本公开还提供用于制备可硫化橡胶组合物的方法，所述组合物具有上述组成。这类方法包括：(1)混合包含以下各物的母批料：(a)共轭二烯聚合物或共聚物组分、(b)增强填料组分以及(c)至少一种金属羧酸盐；(2)混合包含以下各物的最终批料：(a)固化组分和(b)母批料；以及(3)使最终批料硫化。

式(I)中的M具有如以上所提供的定义。在某些示例性实施方案中，M为铝。在其它示例性实施方案中，M为铝或锌。

除非本文中另有指示，否则术语“门尼粘度”是指复合门尼粘度M₁₊₄。