本發(fā)明涉及一種橡膠組合物、二氧化硅粒子組合物、包含二氧化硅粒子組合物和至少一種橡膠材料的橡膠組合物和包含橡膠組合物的制品。

背景技術(shù)：

1、未固化橡膠組合物的高粘度可以在加工中產(chǎn)生困難。在橡膠加工中降低粘度的策略包括提高混合步驟的溫度；但是，對一些橡膠(包括但不限于天然橡膠)施以高溫可以對橡膠具有有害影響。此外，由于與疏水性橡膠不相容，并入極性親水性填料如二氧化硅也可以有助于提高粘度。合意的是降低未固化橡膠的混合過程中的粘度而不借助于使用提高的溫度。此外，如果在混合期間降低粘度的策略也改進(jìn)最終橡膠組合物和使用其制造的制品(如輪胎)的性質(zhì)，包括用于改進(jìn)的滾動阻力的較低固化配混物滯后，這將是合意的。

2、用于輪胎和其它制品的橡膠組合物通常含有填料材料如炭黑。替代的填料材料如二氧化硅可以提供合意的性質(zhì)，包括在加工過程中改進(jìn)的滯后、較低的磨損損失、更好的燃料經(jīng)濟(jì)性和更好的濕地牽引。但是，由于化學(xué)不相容性、每種材料所需的加工步驟等，將二氧化硅混入用于卡車輪胎的橡膠組合物中可能是困難的。由此，將合意的是開發(fā)一種用于橡膠組合物中的二氧化硅填料材料的更好的分散劑。

3、盡管在橡膠生產(chǎn)研究中取得了進(jìn)展，但是仍然缺乏將極性親水性二氧化硅填料混入疏水性橡膠組合物中的化合物和方法。根據(jù)方法制造的固化橡膠和由其制造的制品將具有與目前使用的橡膠組合物相當(dāng)或更好的性質(zhì)，如剛度和拉伸性質(zhì)。本公開滿足了這些需求和另一些需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的一個或多個目的，如本文中具體化和廣泛描述的那樣，本公開在一方面涉及橡膠組合物，其包含多個二氧化硅粒子、具有大約8至大約14的親水親油平衡(hlb)值的非離子表面活性劑、和至少一種橡膠材料。在一些方面，非離子表面活性劑可以具有式ch3-(ch2)n-(o-(ch2)x)m-or；

2、其中n是1至18的整數(shù)；

3、其中x是1至8的整數(shù)；

4、其中m是1至15的整數(shù)；且

5、其中r是支鏈或直鏈c1-c20烷基。

6、還公開了制造橡膠組合物和硫化的橡膠制品的方法，所述硫化的橡膠制品包括由橡膠組合物制成或包含橡膠組合物的輪胎和/或輪胎胎面。

7、在研究了以下詳細(xì)描述之后，本公開的其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的或?qū)⒆兊蔑@而易見。所有此類附加的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點均意在包括在本說明書中，在本公開的范圍內(nèi)，并由所附權(quán)利要求保護(hù)。此外，所述實施方案的所有任選和優(yōu)選的特征和修改可用于本文中教導(dǎo)的公開內(nèi)容的所有方面。此外，從屬權(quán)利要求的各個特征以及所述實施方案的所有任選和優(yōu)選的特征和修改可以彼此組合和互換。

8、本發(fā)明公開了以下實施方案：

9、實施方案1.一種橡膠組合物，其包含多個二氧化硅粒子、具有大約8至大約14的親水親油平衡(hlb)值的非離子表面活性劑、和至少一種橡膠材料。

10、實施方案2.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑包含ch3-(ch2)n-(o-(ch2)x)m-or；

11、其中n是1至18的整數(shù)；

12、其中x是1至8的整數(shù)；

13、其中m是1至15的整數(shù)；且

14、其中r是支鏈或直鏈c1-c20烷基。

15、實施方案3.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑以大約0.5phf至大約15phf存在。

16、實施方案4.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述二氧化硅粒子以大約10phr至大約150phr存在。

17、實施方案5.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述橡膠包含天然橡膠、順式聚丁二烯、溶液苯乙烯丁二烯橡膠(ssbr)或其任意組合。

18、實施方案6.包含實施方案1的橡膠組合物的制品。

19、實施方案7.根據(jù)實施方案6所述的制品，其中所述制品包括輪胎。

20、實施方案8.根據(jù)實施方案7所述的制品，其中所述輪胎是載重汽車輪胎。

21、實施方案9.根據(jù)實施方案8所述的制品，其中所述輪胎的胎面包含所述橡膠組合物。

22、實施方案10.根據(jù)實施方案5所述的橡膠組合物，其中所述橡膠是ssbr和順式聚丁二烯的組合。

23、實施方案11.根據(jù)實施方案10所述的橡膠組合物，其中所述ssbr以大約30phr至大約100phr存在，且所述順式聚丁二烯以大約10phr至大約60phr存在。

24、實施方案12.根據(jù)實施方案10所述的橡膠組合物，其中所述ssbr以大約70phr存在，且所述順式聚丁二烯以大約30phr存在。

25、實施方案13.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑具有大約100da至大約2000da的分子量。

26、實施方案14.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑包含大約3至大約12個環(huán)氧乙烷單元。

27、實施方案15.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑包含大約11.4至大約12.4的hlb值。

28、實施方案16.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中r是1-十三醇、2-十三醇、3-十三醇、4-十三醇、5-十三醇、6-十三醇或異十三醇的殘基。

29、實施方案17.根據(jù)實施方案1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑包含乙氧基化十三醇。

30、實施方案18.二氧化硅粒子組合物，其包含多個二氧化硅粒子和一種或多種選自醇乙氧基化物、無規(guī)醇乙氧基化物-丙氧基化物、泊洛沙姆、醇乙氧基硫酸鹽、或其任意組合的非離子表面活性劑。

31、實施方案19.包含實施方案18的二氧化硅粒子組合物和至少一種橡膠材料的橡膠組合物。

32、實施方案20.包含實施方案19的橡膠組合物的制品。

技術(shù)特征：

1.一種橡膠組合物，其包含多個二氧化硅粒子、具有大約8至大約14的親水親油平衡(hlb)值的非離子表面活性劑、和至少一種橡膠材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑包含ch3-(ch2)n-(o-(ch2)x)m-or；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中所述非離子表面活性劑以大約0.5phf至大約15phf存在。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中所述二氧化硅粒子以大約10phr至大約150phr存在。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其中所述橡膠包含天然橡膠、順式聚丁二烯、溶液苯乙烯丁二烯橡膠(ssbr)或其任意組合。

6.包含權(quán)利要求1的橡膠組合物的制品。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制品，其中所述制品包括輪胎。

8.二氧化硅粒子組合物，其包含多個二氧化硅粒子和一種或多種選自醇乙氧基化物、無規(guī)醇乙氧基化物-丙氧基化物、泊洛沙姆、醇乙氧基硫酸鹽、或其任意組合的非離子表面活性劑。

9.包含權(quán)利要求8的二氧化硅粒子組合物和至少一種橡膠材料的橡膠組合物。

10.包含權(quán)利要求9的橡膠組合物的制品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了有改進(jìn)的滯后和分散的基于二氧化硅的橡膠膠料。在一方面，本公開涉及橡膠組合物，其包含多個二氧化硅粒子、具有大約8至大約14的親水親油平衡(HLB)值的非離子表面活性劑、和至少一種橡膠材料。在一些方面，非離子表面活性劑可以具有式CH3?(CH2)n?(O?(CH2)x)m?OR；其中n是1至18的整數(shù)；其中x是1至8的整數(shù)；其中m是1至15的整數(shù)；且其中R是支鏈或直鏈C1?C20烷基。還公開了制造橡膠組合物和硫化的橡膠制品的方法，所述硫化的橡膠制品包括由橡膠組合物制成或包含該橡膠組合物的輪胎和/或輪胎胎面。

技術(shù)研發(fā)人員：B·R·哈恩,G·J·帕帕康斯坦托普洛斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：固特異輪胎和橡膠公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15