[发明专利]包含聚四唑交联剂的弹性体胶料用组合物和包含该组合物的轮胎

说明书

本发明涉及用于轮胎的弹性体胶料用组合物，其包含特征在于精确活化温度的聚四唑交联化合物，包含它们用于车辆车轮的轮胎部件和轮胎。有利地，本发明的聚四唑交联剂甚至在应力下得到胶料的较低滞后性和模量保留。

本发明涉及用于轮胎的弹性体胶料用组合物，其包含以精确活化温度为特征的聚四唑交联化合物，包含该组合物用于车辆车轮的轮胎部件和轮胎。

现有技术

在轮胎工业中，硫交联是通常用于改进橡胶的机械性质的方法。

交联影响弹性体材料的硬度、弹性、滞后，并因此影响掺入它的轮胎的性质和行为。

多年来，已经提出了各种添加剂来改进交联过程，例如交联活化剂、促进剂和延迟剂。

然而，即使使用添加剂，常规的交联体系，特别是硫，也不完全令人满意，因为它们在交联的程度和均匀性以及活化温度方面不是非常通用的并且难以控制，原因在于它们可能由于早期交联而引起焦化或由于硫在弹性体材料中的非最佳分散而提供滞后性质差的材料。

典型地，采用传统的硫交联体系情况下，交联剂和交联添加剂在生产过程下游的一个或多个混合步骤中在特殊混合器中，在受控温度(通常不大于130℃，优选低于110℃)下掺入胶料中，并持续有限的时间以避免过早触发交联反应。

然而，硫在弹性体胶料中的溶解性差以及为其掺入而采用的温和混合条件-受控的温度和短时间-意味着其分散并不总是理想的。

例如，在具有不同极性的弹性体胶料情况下，硫的不期望的积聚可能仅在与其更相似的步骤之一中发生。

硫的分布不令人满意的结果是，最终的交联材料可能不具有所需的性质，特别是其特征可在于显著的滞后，即在动态条件下显示出耗散热量的增加。

此外，硫化剂的不均匀分布可能会损害材料的断裂性质，例如负荷和伸长率。

最后，硫化体系中一些组分在不同胶料之间的界面处的迁移可能引起界面本身的硬化问题，并因此引起其机械阻力降低。

该问题尤其出现在富含促进剂但硫含量低的胶料与富含硫且促进剂含量低的胶料之间存在接触的情况下，例如在胎面-底层界面处。

在轮胎中，这转化为高滚动阻力、更大的磨损和燃料消耗、增加的污染排放、更高的成本以及通常轮胎的使用寿命低于潜在可实现的使用寿命。

目前，大多数车辆制造商越来越多地要求其供应商开发低滚动阻力轮胎以减少消耗和环境影响。

降低弹性体材料滞后性的可能方法是基于使用特殊的增强填料，其可以部分或完全替代标准填料例如炭黑和二氧化硅并在保持足够的增强的同时赋予较小的滞后，如例如WO2016174629A1中所示。

然而，仍然需要进一步降低轮胎的滚动阻力并因此生产越来越环保的轮胎，且同时通过使其部件的抗断裂性最大化来增加其使用寿命。

发明概述

本申请人已经进行了研究以改进弹性体胶料的方法和交联产物，目的是在操作条件下具有更少的约束、更大的通用性和可能地改进交联材料的动态性质，以便降低包含它们的轮胎的滚动阻力。

为此目的，申请人的活动集中于替代的交联体系，特别是聚四唑体系，已经证明其能够与轮胎的弹性体部件中存在的双键反应，除了简化和使胶料制备过程更通用之外，其添加还预料不到地导致它们滞后性质的改进和“佩恩效应”的降低，即当变形增加时交联胶料的动态行为的非线性。

关于四唑的反应性，从文献中已知，例如J.K.Stille,A.T.Chen,Macromolecules，378,5,1972中指出，在加热或用紫外光照射后，2,5-二取代的四唑随着氮气的演变而放出，产生能够与双键(A＝B)反应的高反应性中间体物质(腈亚胺)，例如乙烯基，如以下方案1所示：

方案1