[发明专利]橡胶组合物

说明书

本发明提供了特定类型的嵌段互聚物，所述嵌段互聚物可有助于使原本不相容弹性体相容。所述互聚物中的每种嵌段通常与所述弹性体中的每种相容，甚至可混溶。所述组合物包含足够量的所述嵌段互聚物，使得所述组合物的不混溶性水平减小，如一种弹性体在另一种中的较小区域所证实。

相关专利申请的交叉引用

不适用。

背景技术

橡胶制品(诸如轮胎胎面)通常由含有一种或多种补强材料(诸如例如颗粒炭黑和二氧化硅)的弹性体组合物制成；参见例如The Vanderbilt Rubber Handbook,13th ed.(1990),pp.603-04(《范德堡橡胶手册》，第13版，1990年，第603-604页)。

良好的牵引力和耐磨性为轮胎胎面的首要考虑因素；然而，对机动车辆燃料效率的考虑要求轮胎胎面的滚动阻力最小化，这与轮胎工作期间的滞后性和热积累的降低相关联。这些因素在很大程度上竞争且一定程度相互矛盾：由被设计成提供良好道路牵引力的组合物制成的胎面通常表现出滚动阻力增大，反之亦然。

通常对填料、聚合物和添加剂进行选择，以提供这些特性的可接受的折衷或平衡。确保补强填料充分散布于整个弹性体材料中，这不但增强了加工性，还起到改善物理特性的作用。填料的分散可通过增大其与弹性体的相互作用而得到改善。这类尝试的示例包括在存在选择性反应促进剂的情况下进行高温混合、将配混材料的表面氧化、表面接枝以及通常在聚合物的末端处对其进行化学改性。

各种弹性体材料通常用于制造硫化橡胶，诸如轮胎部件。除了天然橡胶之外，一些最常采用的包括通常由采用催化剂的工艺制成的高顺式聚丁二烯，以及通常由采用阴离子引发剂的工艺制成的基本上无规的苯乙烯/丁二烯互聚物。可掺入高顺式聚丁二烯中的官能团通常不能掺入阴离子引发的苯乙烯/丁二烯互聚物中，反之亦然。

已知用于制造硫化橡胶的某些弹性体材料是不可混溶的。例如，天然橡胶与许多合成聚合物是不可混溶的；参见例如S.Thomas et al.(eds.),Natural RubberMaterials:Vol.1:Blends and IPNs,(Royal Society of Chemistry,2013)(S.Thomas等人(编辑)，《天然橡胶材料第1卷：共混物和IPN》，英国皇家化学学会，2013年)。聚(丁二烯)也与聚(异戊二烯)为不可混溶的。

一些不可混溶的弹性体可通过特殊的物理操作(即，均化)技术在某种程度上减轻其不混溶性；参见例如T.Hashimoto等人在“Homogenization of Immiscible Rubber/Rubber Polymer Mixtures by Uniaxial Compression,”Macromolecules,1989,pp.2293-2302(American Chemical Society；Washington,D.C.)(“通过单轴压缩均化不可混溶的橡胶/橡胶聚合物混合物”，《大分子》，1989年，第2293-2302页(华盛顿哥伦比亚特区美国化学学会))中描述的压缩技术。出于本发明的目的，使用标准混合(物理共混)技术不能够可混溶的弹性体被认为为不可混溶的。

在需要含有(通常)不相容聚合物的橡胶组合物的情况下，通常使用相容聚合物。许多这类相容剂为A-B嵌段共聚物，其中A嵌段为优先与不相容聚合物中的一者可混溶的，并且B嵌段为优先与另一者可混溶的。例如，美国专利No.6,313,213提出了使用至多5重量份(pbw)的A-B嵌段共聚物来使包括60重量份至90重量份(pbw)的天然橡胶和/或聚异戊二烯和10重量份至35重量份(pbw)的高顺式聚丁二烯的橡胶组合物相容，其中A嵌段为聚(丁二烯)或聚(苯乙烯-丁二烯)，并且B嵌段为聚异戊二烯。

任何这类相容剂(其中一部分为与一种组分弹性体可混溶的而另一部分为与另一种组分聚合物可混溶的)都可在橡胶组合物中引入折衷。避免或降低这类折衷的相容剂嵌段互聚物仍然为理想的，特别是提供界面能量显著降低并且弹性体在弹性体中的区域非常小的相容剂嵌段互聚物。

发明内容