[发明专利]用于改进的轮胎胎面性能的基于丙烯的聚合物添加剂

说明书

公开了弹性体组合物。所述弹性体组合物，每100重量份的橡胶(phr)包括：约70至约90phr的具有至少95％的顺式‑1,4连接键含量的聚丁二烯；约5至20phr的加工油；约5至约20phr的向日葵油；约50至约75phr的填料；固化剂；抗氧化剂；和约5至约30phr的含有约0.2重量％‑约20重量％乙叉基降冰片烯和/或乙烯基降冰片烯和约10重量％至约30重量％的乙烯和/或C₄‑C₂₀α‑烯烃衍生单元的丙烯‑乙烯‑二烯三元共聚物。

相关申请的交叉引用

本发明要求2018年4月11日提交的USSN 62/655,984的优先权和权益，其通过引用完全并入本文。

发明领域

本发明涉及可用作轮胎胎面改性剂的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。

发明背景

轮胎胎面配混物是决定磨损、牵引和滚动阻力的轮胎中的重要配混物。技术挑战是实现优异的牵引、低滚动阻力同时提供良好胎面磨损。挑战在于在湿滑牵引和滚动阻力/胎面磨损之间的权衡。提高配混物玻璃化转变温度(Tg)将提供更好的湿滑牵引，但同时提高滚动阻力和胎面磨损。需要开发可在没有提高滚动阻力和胎面磨损的情况下提供良好湿滑牵引的胎面配混物添加剂。

官能化的SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)是通过改进填料分散而改进这种权衡的一种方法。Nanoprene^TM(来自Arlanxeo的具有交联的丁二烯核和丙烯酸类壳的亚微米至微米尺寸的凝胶)是用于在没有影响滚动阻力的情况下提高湿滑牵引的另一种添加剂。然而，Nanoprene仅可实现在湿滑牵引方面的有限改进。

相关参考文献包括美国专利号8,835,563；8,501,894；9,527,993；和9,273,163。

发明概述

本文描述的是弹性体组合物，其每100重量份的橡胶(phr)包含：约70至约90phr的具有至少95％的顺式-1,4连接键含量的聚丁二烯；约5至约20phr的加工油；约5至约20phr的向日葵油；约50至约75phr的填料；固化剂；抗氧化剂；和约5至约30phr的含有约0.2重量％-约20重量％乙叉基降冰片烯和/或乙烯基降冰片烯和约10重量％至约30重量％的乙烯和/或C₄-C₂₀α-烯烃衍生单元的丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。

还公开了平衡轮胎胎面的湿滑牵引性能和滚动阻力的方法，包括至少将填料、聚丁二烯和固化剂与一种或多种丙烯-乙烯-二烯三元共聚物合并从而形成轮胎胎面；和使组分进行固化以形成轮胎胎面；其中可改变丙烯-乙烯-二烯三元共聚物(一种或多种)相对于其它组分的水平和其共聚单体含量，从而改进轮胎胎面的湿滑牵引和滚动阻力的平衡。

发明详述

本发明涉及丙烯-乙烯-二烯三元共聚物在轮胎胎面组合物中的用途。通过聚合(i)丙烯与(ii)乙烯和C₄-C₂₀α-烯烃中的至少一种和(iii)一种或多种二烯例如乙叉基降冰片烯来制备丙烯-乙烯-二烯三元共聚物。

轮胎胎面组合物是决定磨损、牵引和滚动阻力的轮胎中的重要方面。技术挑战是实现优异的牵引和低滚动阻力同时提供良好胎面磨损。挑战在于在湿滑牵引和滚动阻力/胎面磨损之间的权衡。通常，提高组合物的玻璃化转变温度Tg将提供好的湿滑牵引，但同时提高滚动阻力和胎面磨损。在另一方面，本文描述的实施方案提供可在没有降低滚动阻力和胎面磨损的情况下实现优异湿滑牵引的胎面配混物添加剂。

该问题已通过开发添加剂丙烯-乙烯-二烯三元共聚物而得以解决，其提高湿滑牵引区域(0℃)中的滞后并降低滚动阻力区域(60℃)中的滞后而不改变整体配混物Tg。