[發明專利]橡膠組合物的制備方法及橡膠組合物

有效

• 申請號: 201110224500.X
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102485459A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 川瀨正人;中村吉伸
• 申請（專利權）人: 住友橡膠工業株式會社
• 主分類號: B29B7/00
• 分類號: B29B7/00;C08L9/06;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/54
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 徐申民;杜娟

技術領域

本發明涉及一種橡膠組合物的制備方法以及通過使用所述方法制備的橡膠組合物。更具體地說，本發明涉及一種通過二氧化硅和硅烷偶聯劑的充分反應得到的橡膠組合物的制備方法，以及通過使用上述制備方法制備的橡膠組合物。

背景技術

最近，強烈需要充氣輪胎滿足燃料消耗的減少和濕抓地性能的改進。為了滿足這個需要，作為補強劑的二氧化硅被混合在用于擠壓成型產品比如胎面等的橡膠組合物中。

然而，僅使用二氧化硅不能獲得充分的補強特性。因此，通常在捏合步驟中將具有烷氧基的硅烷偶聯劑與二氧化硅一起混入，于是二氧化硅和硅烷偶聯劑發生反應，從而提高補強特性。然而，在所述傳統的捏合步驟中，二氧化硅和硅烷偶聯劑的反應很難充分完全反應。

作為對策，考慮進行較長時間的橡膠捏合用于為二氧化硅和硅烷偶聯劑的反應充分地提供必需的熱量。然而，在采用該捏合方法時，由于長時間的捏合，可能發生生產率的劣化，以及因橡膠的膠凝化導致的不能生產。

然后，為了通過二氧化硅獲得充分的補強特性，在殘留未反應的硅烷偶聯劑的前提下，通常用硅烷偶聯劑(混入超出所需量的過量硅烷偶聯劑)進行所述捏合。

然而，在采用該捏合方法時，出現新的問題。亦即，在所述捏合步驟之后提供的擠壓步驟中，經捏合的橡膠組合物被加熱，于是，殘留的未反應的硅烷偶聯劑發生反應產生醇，比如乙醇等，從而在擠壓成型產品中產生氣泡。

此外，作為用于抑制生產率的劣化和捏合步驟中的橡膠的膠凝化、并且能導致硅烷偶聯劑充分反應的捏合方法，還提出了如下方法。在所述方法中，設置加熱箱諸如烘箱，接著在加熱箱中，在40-100℃的溫度范圍內對橡膠組合物進行加熱以為其提供熱量(例如，專利文獻1，JP-A?2007-246929)。

然而，在該方法中，需要額外的設備投資，并且沒有意識到用于充分降低硅烷偶聯劑的未反應率的熱量的充分供給。

發明內容

(本發明待解決的問題)

考慮到上述問題，本發明的目的旨在于提供一種橡膠組合物的制備方法，其中硅烷偶聯劑的未反應率被充分地降低，并且不需要額外的設備投資以及不會導致生產率的劣化，以及提供一種通過使用上述制備方法制備的橡膠組合物。

(解決所述問題的方法)

為了達到上述目的，提供了下列橡膠組合物的制備方法。亦即，如權利要求1所述的本發明是：

一種橡膠組合物的制備方法，其中二氧化硅和硅烷偶聯劑被混入輪胎用原料橡膠中以制備橡膠組合物，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

捏合步驟，其中使用密閉捏合機將橡膠材料與硅烷偶聯劑捏合在一起，其中所述橡膠材料通過混合100質量份的輪胎用原料橡膠和相對于100質量份的所述輪胎用原料橡膠為5-150質量份的二氧化硅獲得的，以及

繼所述捏合步驟之后提供的保持步驟，其中將所述捏合步驟中得到的橡膠塊處于所述密閉捏合機的下方、在高溫氣氛下保持給定的時間段，以便將二氧化硅和硅烷偶聯劑反應所必需的熱量提供給上述橡膠塊。

上述的橡膠組合物的制備方法可進一步具有如下特征：

根據總的混合熱量Q來控制橡膠組合物的上述制備，其中總的混合熱量Q是包括Q₁和Q₂在內的總和，Q₁是所述捏合步驟中的如下式所示的熱史，Q₂是所述保持步驟中的如下式所示的熱史。

這里，

Q＝∑Q₁+∑Q₂

Q₁＝EXP[(-20/(1.987/0.001)×{1/(T₁+273.16)-1/414.86}]×t₁

Q₂＝EXP[(-20/(1.987/0.001)×{1/(T₂+273.16)-1/414.86}]×t₂

0.5≤t₂≤6.0

141.7≤T₂≤165.0

t₁：捏合時間(分鐘)

t₂：在密閉捏合機下方處的保持時間(分鐘)

T₁：橡膠捏合溫度(℃)

T₂：在密閉捏合機下方處的橡膠保持溫度(℃)

所述的橡膠組合物的制備方法，可進一步地具有如下特征，

上述總的混合熱量Q滿足下式：

8≤Q≤30