專利名稱：橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種側(cè)壁或鉚緊部用橡膠組合物，其抗切割性和抗裂紋生長性得到改善，并令車輛具有低油耗。
背景技術(shù)：
為了提高輪胎側(cè)壁和鉚緊部的抗切割性和抗裂紋生長性，以及汽車的低燃油消耗，必需提高側(cè)壁和鉚緊部使用的橡膠組合物的tanδ、硬度以及壓力下的斷裂應(yīng)力和伸長(％)。
傳統(tǒng)上，為了降低汽車燃油消耗，已知有采用錫改性的聚丁二烯作為橡膠組分的側(cè)壁用橡膠組合物(見日本未審查專利公報第5-320421號)，和采用含有晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的橡膠組合物作為側(cè)壁用橡膠組合物(見日本未審查專利公報第8-85303號和日本未審查專利公報第10-110065號)。
然而，在上述日本未審查專利公報第5-320421號中描述的技術(shù)具有抗切割性和抗裂紋生長性不足的問題。
而且，在上述日本未審查專利公報第8-85303號和日本未審查專利公報第10-110065號中描述的技術(shù)具有橡膠組合物的tanδ沒有下降以及汽車降低燃油消耗不充分的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種側(cè)壁或鉚緊部用橡膠組合物，其抗切割性和抗裂紋生長性得到改善，并令車輛具有低油耗。
本發(fā)明涉及一種側(cè)壁或鉚緊部用橡膠組合物，包含的橡膠組分含有(a)20～60wt％含2.5～20wt％晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠；(b)5～40wt％的鋰引發(fā)聚合的錫改性聚丁二烯橡膠，其中錫原子的量為50～3000ppm，雙鍵的量為5～50wt％，以及分子量分布(Mw/Mn)至多為2；以及(c)20～75wt％除了(a)和(b)以外的橡膠。
而且，本發(fā)明涉及一種包含上述橡膠組合物的側(cè)壁和鉚緊部。
具體實施例方式
本發(fā)明的橡膠組合物，包含的橡膠組分含有(a)含有晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠，(b)錫改性的聚丁二烯橡膠，以及(c)20～75wt％除了(a)和(b)以外的橡膠。
關(guān)于含有晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠(a)(BR(a))，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯不是晶體簡單分散在BR(a)中，而優(yōu)選是在晶體與BR(a)化學(xué)鍵合后分散。通過將上述晶體與橡膠組分化學(xué)鍵合后分散，clacks的產(chǎn)生和擴(kuò)散有得到抑制的趨勢。
晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的熔點優(yōu)選至少為180℃，進(jìn)一步優(yōu)選至少為190℃。如果熔點小于180℃，當(dāng)輪胎加壓硫化時晶體會熔化，并且硬度有下降的趨勢。同時，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的熔點優(yōu)選至多為220℃，進(jìn)一步優(yōu)選至多為210℃。如果熔點大于220℃，在橡膠組合物中的分散度會由于BR(a)的分子量變大而降低。
在BR(a)中，不溶于沸騰正己烷部分的量優(yōu)選至少為2.5wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至少為8wt％。如果量小于2.5wt％，橡膠組合物無法獲得充分的硬度。同時，不溶于沸騰正己烷部分的量優(yōu)選至多為22wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至多為20wt％，更進(jìn)一步優(yōu)選至多為18wt％。如果量大于22wt％，BR(a)自身的粘度很高，并且橡膠組合物中的BR(a)和填充物的分散度有降低趨勢。這里，BR(a)中的不溶于沸騰正己烷部分為1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯(SPBD)。
在BR(a)中，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的量優(yōu)選至少為2.5wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至少為10wt％。如果量小于2.5wt％，硬度會不足。在BR(a)中，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的量優(yōu)選至多為20wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至多為18wt％。如果量大于20wt％，BR(a)在橡膠組合物中的分散會有困難，并且加工性能變差。
BR(a)的量優(yōu)選至少為20wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至少為30wt％。如果量小于20wt％，抗切割性和抗裂紋生長性會變差。同時，BR(a)的量優(yōu)選至多為60wt％，進(jìn)一步優(yōu)選至多為50wt％。如果量大于60wt％，橡膠組合物的拉伸強度和伸長度變差，并且導(dǎo)致橡膠組合物中BR(b)的量減少，而tanδ變差。
錫改性的聚丁二烯橡膠(b)(BR(b))可以通過在鋰引發(fā)聚合1，3-丁二烯后加入錫化合物獲得。同時，BR(b)分子的末端優(yōu)選與錫-碳鍵相連。
鋰引發(fā)劑的實施例是鋰化合物，例如烷基鋰、芳基鋰、烯丙基鋰、乙烯基鋰、有機(jī)錫鋰和有機(jī)氮鋰。通過使用鋰化合物作為BR(b)的引發(fā)劑，可以制得雙鍵含量較高而順式化合物含量較低的BR(b)。
錫化合物的實施例是四氯化錫、丁基三氯化錫、二丁基二氯化錫、二辛基二氯化錫、三丁基一氯化錫、三苯基一氯化錫、二苯基二丁基錫、三苯基乙氧基錫、二苯基二甲基錫、二甲苯基一氯化錫、二苯基辛酸錫、二乙烯基二乙基錫、四苯甲基錫、二丁基二硬脂酸錫、四烯丙基錫和對-三丁基苯乙烯錫，并可采用其中一種或兩種。
在BR(b)中，錫原子的量至少為50ppm，優(yōu)選至少為60ppm。如果量小于50ppm，提升炭黑在BR(b)中分散度的效果不佳，并且tanδ變差。同時，錫原子的量至多為3000ppm，優(yōu)選至多為2500ppm，進(jìn)一步優(yōu)選至多為250ppm。如果量大于3000ppm，由于捏合產(chǎn)物的粘結(jié)性變差并且邊緣不直，捏合產(chǎn)物的擠壓性變差。
BR(b)的分子量分布(Mw/Mn)至多為2，優(yōu)選至多為1.5。如果Mw/Mn大于2，炭黑的分散度和tanδ會變差。
BR(b)中雙鍵的量至少為5wt％，優(yōu)選至少為7wt％。如果量小于5wt％，BR(b)的聚合(制備)變得困難。同時，雙鍵的量至多為50wt％，優(yōu)選至多為20wt％。如果雙鍵的量大于50wt％，耐磨性(當(dāng)側(cè)壁橡膠對外時的耐磨性)變得非常差。
橡膠組分中BR(b)的量至少為5wt％，優(yōu)選至少為10wt％。如果量小于5wt％，難以充分獲得降低tanδ的效果。同時，橡膠組分中BR(b)的量至多為40wt％，優(yōu)選至多為35wt％。如果量大于40wt％，降低tanδ的效果難以提高，并且橡膠(c)和BR(b)的總量變得小于60％，并且拉伸強度和硬度變差。
橡膠(c)是除了橡膠(a)和橡膠(b)以外的橡膠。具體地說，除了BR(a)和BR(b)，實施例是天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)和高順-1，4-聚丁二烯橡膠。其中，由于拉伸強度出色而優(yōu)選天然橡膠。
橡膠組分中橡膠(c)的量至少為20wt％，優(yōu)選至少為30wt％。如果量小于20wt％，難以獲得充分的拉伸強度。同時，橡膠組分中BR(c)的量至多為75wt％，優(yōu)選至多為60wt％。如果量大于75wt％，BR(a)和BR(b)的總量變得小于25％，達(dá)不到降低tanδ和提高硬度的效果。
通過制備包含上述BR(a)、BR(b)和橡膠(c)的橡膠組合物，tanδ得以充分降低，并且不降低硬度和斷裂應(yīng)力。
除了上述橡膠組分，本發(fā)明的橡膠組合物如有必要可以包含，加強填充物例如炭黑、二氧化硅、碳酸鈣和粘土，軟化劑例如芳族油、蠟、抗氧化劑、硬脂酸、氧化鋅，硫化劑例如硫、以及硫化促進(jìn)劑。
通過包含BR(a)、BR(b)和橡膠(c)，以及以100重量份橡膠組分為基準(zhǔn)，進(jìn)一步減少加強填充物的量25～50重量份，本發(fā)明的橡膠組合物能夠顯著降低tanδ，而不降低橡膠組合物的硬度和破壞時的應(yīng)力。
由于在輪胎部件中本發(fā)明的橡膠組合物具有出色的抗裂紋生長性和在很寬的溫度范圍內(nèi)(-50～100℃)的重復(fù)高壓下的形變，并且tanδ較低，本發(fā)明的橡膠組合物能夠在輪胎制造中用于側(cè)壁和鉚緊部。
同時，當(dāng)本發(fā)明的橡膠組合物能被用于側(cè)壁時，炭黑的氮吸附比表面積(N2SA)優(yōu)選為25～50m2/g。如果N2SA小于25m2/g，耐磨性有變差趨勢，并且如果N2SA大于50m2/g，tanδ有變差趨勢。
同時，當(dāng)本發(fā)明的橡膠組合物能被用于側(cè)壁時，以100重量份橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的量優(yōu)選至少為25重量份。如果量小于25重量份，硬度不足并且抗切割性有變差趨勢。同時，炭黑的量優(yōu)選至多為60重量份，進(jìn)一步優(yōu)選至多為50重量份。如果量大于60重量份，tanδ有變差趨勢。
同時，當(dāng)本發(fā)明的橡膠組合物能被用于鉚緊部時，炭黑的氮吸附比表面積(N2SA)優(yōu)選為70～100m2/g。如果N2SA小于70m2/g，耐磨性有變差趨勢，并且如果N2SA大于100m2/g，tanδ有變差趨勢。
同時，當(dāng)本發(fā)明的橡膠組合物能被用于鉚緊部時，以100重量份橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的量優(yōu)選為40～60重量份。如果量小于40重量份，硬度不足并且輪緣中的耐磨性有變差趨勢，并且如果量大于60重量份，tanδ有變差趨勢。
在本發(fā)明的橡膠組合物中，橡膠組分以及必要時加入的上述化學(xué)品在輪胎鑄模機(jī)中被捏合以制備未硫化的輪胎，在未硫化的時候通過擠壓加工側(cè)壁和鉚緊部以調(diào)整其形狀，而后通過將未硫化的輪胎在硫化機(jī)中加熱加壓制得輪胎。
實施例在下文中，將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹，但本發(fā)明不限于此。
實施例中所用的各種化學(xué)品如下所述。
聚合物AVCR617(晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的量17wt％，晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的熔點200℃，不溶于沸騰正己烷部分的量15～18wt％)，購自Ube工業(yè)有限公司聚合物BBR1250(用鋰作為引發(fā)劑聚合，雙鍵的量10～13wt％，Mw/Mn1.5，錫原子的量250ppm)，購自ZEON公司天然橡膠RSS#31，4-高順BRBR150B，購自Ube工業(yè)有限公司炭黑FEF(N550)(N2SA42m2/g)，購自Mitsubishi化學(xué)公司芳族油Diana Process AH-24，購自Idemitsu Kosan有限公司蠟SUNNOC WAX，購自O(shè)uchi Shinko化學(xué)工業(yè)有限公司抗氧化劑NOCRAC 6C，購自O(shè)uchi Shinko化學(xué)工業(yè)有限公司硬脂酸硬脂酸，購自NOF公司氧化鋅1型氧化鋅，購自Mitsui礦業(yè)冶煉有限公司硫硫粉，購自Karuizawa Iou Kabushikigaisya硫化促進(jìn)劑Nocceler NZ，購自O(shè)uchi Shinko化學(xué)工業(yè)有限公司實施例1～6和對照例1～7(橡膠樣品制備)將各種化學(xué)品例如除了硫化填充劑例如硫和硫化促進(jìn)劑以外的聚合物根據(jù)表1的組份在BRBanbury混煉機(jī)中進(jìn)行捏合，然后加入硫化填充劑并將混合物在8英寸輥筒中捏合以獲得未硫化的橡膠組合物。通過在壓力25kgf/cm2溫度150℃下硫化鑄模30分鐘制得橡膠樣品。使用制得的橡膠樣品如下所示進(jìn)行測試。
(硬度(Hs))使用JIS-A硬度計測定測試樣品的硬度。
(Tanδ)使用粘彈性光度計(Iwamoto公司制造)在70℃、頻率10Hz、初始應(yīng)力10％以及動態(tài)應(yīng)力2％的條件下測定損耗系數(shù)tanδ。
(抗切割性)在抗切割性指數(shù)沖擊擺錘機(jī)中使用一個20mm寬的鋼刀進(jìn)行切割，并且以對照例7的切割深度為100作基準(zhǔn)，將切割深度以系數(shù)的方式表示。系數(shù)越大，抗切割性越出色。
(抗裂紋生長性)根據(jù)JIS-K6301測試，彎曲120,000次后測定裂紋長度。以對照例7的裂紋長度為100作基準(zhǔn)，將裂紋長度以系數(shù)的方式表示。系數(shù)越大，抗裂紋生長性越出色。
測試結(jié)果如表1所示。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用(a)包含晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠，(b)錫改性的聚丁二烯橡膠，以及(c)20～75wt％除了(a)和(b)以外的橡膠，側(cè)壁或鉚緊部用的橡膠組合物的抗切割性和抗裂紋生長均得到了改善，并令車輛具有較低的燃油消耗。
表1

權(quán)利要求
1.一種側(cè)壁或鉚緊部使用的橡膠組合物，包含的橡膠組分含有(a)20～60wt％含有2.5～20wt％的晶態(tài)1，2-間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠，(b)5～40wt％的鋰引發(fā)聚合的錫改性聚丁二烯橡膠，其中錫原子的量為50～3000ppm，雙鍵的量為5～50wt％，以及分子量分布Mw/Mn至多為2，以及(c)20～75wt％除了(a)和(b)以外的橡膠。
2.一種包含如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物的側(cè)壁。
3.一種包含如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物的鉚緊部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種側(cè)壁或鉚緊部用橡膠組合物，其抗切割性和抗裂紋生長性得到了改善，并令車輛具有低油耗。本發(fā)明涉及一種側(cè)壁或鉚緊部使用的橡膠組合物，包含的橡膠組分含有(a)20～60wt％含有2.5～20wt％的晶態(tài)1，2－間同立構(gòu)聚丁二烯的聚丁二烯橡膠，(b)5～40wt％的鋰引發(fā)聚合的錫改性聚丁二烯橡膠，其中錫原子的量為50～3000ppm，雙鍵的量為5～50wt％，以及分子量分布(Mw/Mn)至多為2，以及(c)20～75wt％除了(a)和(b)以外的橡膠。
文檔編號C08L9/00GK1740218SQ200510096630
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
發(fā)明者宮崎達(dá)也 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社