[发明专利]橡胶组合物

说明书

本发明涉及橡胶组合物，所述橡胶组合物包括增强填料、交联体系和高度饱和的弹性体，所述增强填料包含大于50质量％的炭黑，所述高度饱和的弹性体包括1,3‑二烯单元和大于50摩尔％的乙烯单元，并在链端具有带有烷氧基硅烷或硅烷醇官能团和胺官能团的官能团。这种橡胶组合物在刚度和滞后性性质之间具有改进的折衷。

技术领域

本发明涉及可特别用于轮胎制造的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括一种增强填料和二烯弹性体，所述增强填料按重量主要包含炭黑，所述二烯弹性体为官能的且高度饱和的二烯弹性体，因为其富含乙烯单元。

背景技术

轮胎橡胶组合物通常包括富含二烯单元的弹性体，例如聚丁二烯、聚异戊二烯以及1,3-丁二烯或异戊二烯与苯乙烯的共聚物。在这些相同的组合物中，用富含乙烯单元的二烯弹性体替代这些富含二烯单元的弹性体可能会降低橡胶组合物的滞后性并增加橡胶组合物的刚度(通过滚动阻力和磨损之间的性能折衷的改变来表示)。例如可参考文献WO2014114607。如文献WO 2016012259所述，这些富含乙烯单元的二烯弹性体的性质还能够使橡胶组合物在极端条件下具有改进的耐磨性性能。

为了进一步改进滚动阻力性能，已知的是使用具有一个或多个能够与增强填料相互作用的官能团的弹性体。可以通过阴离子聚合制备官能弹性体，官能化发生在引发反应或终止反应期间。对阴离子聚合产生的聚合物链的端部的改性取决于聚合物链的活性，所述活性表示为在聚合反应期间不存在转移反应和终止反应。活性聚合的特征还在于每摩尔引发剂或每种金属产生单个聚合物链。对于使用非均相Ziegler-Natta催化体系通过催化聚合合成的聚合物，几乎没有对通过烷氧基硅烷或硅烷醇官能团对聚合物进行链端改性的描述。作为示例，可提及文献WO 2001034658，其描述了使用包括羧酸钕的催化体系通过配位催化制备的具有高含量顺式-1,4键的聚丁二烯的官能化。但是这些合成过程不会产生富含乙烯单元的二烯弹性体。

借助于包括茂金属的催化配位体系的聚合使得能够获得富含乙烯的二烯共聚物。但是该聚合基于与阴离子聚合和通过Ziegler-Natta催化的聚合不同的化学过程。第一种区别涉及催化体系，例如在文献EP 1092731 B1、WO 2004035639和EP 1954706 B1中描述的催化体系，所述催化体系通常由茂金属和助催化剂(有机镁化合物)组成。第二种区别涉及所涉及的反应，其包括茂金属的金属与助催化剂的镁之间的多个转移反应，并且还能够通过茂金属的金属产生大量的共聚物链。第三种区别涉及所产生的聚合物链，所述聚合物链包括不饱和单元(例如二烯单元)和烯键式饱和单元。另一种区别涉及待改性的链端的化学结构，所述结构由非常特殊的聚合机理产生。例如可参考文献ACS Catalysis，2016，第6卷，第2期，1028-1036页。由于这些共聚物的合成所涉及的物种和反应的特殊性，迄今为止，尚未对能够在链端改性这些共聚物并随后降低主要由炭黑增强并包含这些共聚物的橡胶组合物的滞后性的方法进行过描述。

文献WO 2016012258中提出了，在其合成之后，通过将1,3-偶极化合物接枝到弹性体的二烯单元的反应，用缔合基团官能化富含乙烯单元的二烯弹性体以改性富含乙烯单元的二烯弹性体。经改性的弹性体赋予橡胶组合物降低的滞后性。然而，组合物的刚度仍然与改性之前一样高，从而使其可能不适合用于轮胎的半成品。

发明内容

本发明的目的为提出一种主要用炭黑增强的低滞后性橡胶组合物，所述橡胶组合物包括富含乙烯单元的二烯弹性体，同时具有降低的刚度。该目的能够实现是因为发明人发现，可以通过用由硅烷醇或烷氧基硅烷官能团和胺官能团组成的官能团改性富含乙烯单元的二烯弹性体的链端来获得刚度和滞后性之间的这种折衷。