專利名稱：胎圈三角膠用橡膠組合物及充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胎圈三角膠用橡膠組合物以及使用其的充氣輪胎。
背景技術(shù)：
近年來，人們希望用于性能已被改進的乘用車以及摩托車的輪胎能夠高速、安全行駛。為了實現(xiàn)該性能，要求較高的操縱穩(wěn)定性。
一種已知的提高操縱穩(wěn)定性的方法為增加胎圈三角膠的橡膠硬度的方法。已知橡膠硬度通過樹脂交聯(lián)來提高。然而，由于行駛期間的重復應變所產(chǎn)生的熱降低了硬度并破壞了樹脂交聯(lián)結(jié)構(gòu)，故樹脂交聯(lián)存在操縱穩(wěn)定性降低的問題。專利文獻I教導(改性)酚醛樹脂、非反應性酚醛樹脂、以及炭黑的使用；然而，考慮到操縱穩(wěn)定性，期望進一步改進性能穩(wěn)定性(可重復性)。專利文獻I JP 2009-127041A。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有較好的操縱穩(wěn)定性并且能抑制操縱穩(wěn)定性降低從而解決上述問題的胎圈三角膠用橡膠組合物以及充氣輪胎。本發(fā)明的一方面涉及胎圈三角膠用橡膠組合物，其包含橡膠組分；炭黑；氧化鋅；以及烷基酚-氯化硫縮合物，其中炭黑具有75 130ml/100g的COAN和25 50m2/g的BET比表面積，并且以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量為55 80質(zhì)量份，氧化鋅的量為7 12質(zhì)量份。優(yōu)選橡膠組合物進一步包含酚醛樹脂和/或改性酚醛樹脂，并且以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，酚醛樹脂和改性酚醛樹脂的總量為5 18質(zhì)量份。酚醛樹脂優(yōu)選為甲酚樹脂。以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，所述橡膠組合物優(yōu)選進一步包含不低于2. I質(zhì)量份的硬脂酸。優(yōu)選橡膠組分包含丁二烯橡膠、以及天然橡膠和/或異戊二烯橡膠，并且在100質(zhì)量％的橡膠組分中，丁二烯橡膠的含量為20 80質(zhì)量％。以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，所述橡膠組合物優(yōu)選進一步包含4 8質(zhì)量份的硫。本發(fā)明的另一方面涉及包含由上述橡膠組合物制造的胎圈三角膠的充氣輪胎。本發(fā)明涉及胎圈三角膠用橡膠組合物，其包含橡膠組分、特定的炭黑、氧化鋅、以及烷基酚-氯化硫縮合物，其中炭黑和氧化鋅的含量分別被設(shè)定為給定量。這樣的橡膠組合物可提供較好的操縱穩(wěn)定性并且能抑制操縱穩(wěn)定性隨時間的降低。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的胎圈三角膠用橡膠組合物包含橡膠組分；炭黑；氧化鋅；以及烷基酚-氯化硫縮合物，其中炭黑具有75 130ml/100g的COAN和25 50m2/g的BET比表面積，并且以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量為55 80質(zhì)量份，氧化鋅的量為7 12質(zhì)量份。將給定量的具有特定COAN和特定BET比表面積的高結(jié)構(gòu)炭黑以及給定量的氧化鋅用于含有烷基酚-氯化硫縮合物的橡膠組合物，可導致出色的操縱穩(wěn)定性(例如轉(zhuǎn)向響應)并且能夠抑制操縱穩(wěn)定性的降低。上述物質(zhì)的使用還導致較好的燃料經(jīng)濟性和較好的加工性。 通過另外使用酚醛樹脂和/或改性酚醛樹脂，可更有效地抑制操縱穩(wěn)定性的降低?？色@得該效果的原因還不清楚，但可能是使用高結(jié)構(gòu)炭黑代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的炭黑使得由(改性)酚醛樹脂、炭黑、以及橡膠組分形成的復合球變大或變硬。此外，將包含間同立構(gòu)聚丁二烯晶體的丁二烯橡膠用于橡膠組分導致甚至更好的操縱穩(wěn)定性并且能夠抑制該性能的降低，這是因為間同立構(gòu)晶體組分進入復合球從而使復合球具有較高的硬度。此外，例如，通過增加(改性)酚醛樹脂或硫的量以提高交聯(lián)密度，或者降低油的量可有效地產(chǎn)生相同的效果。橡膠組分中可包含的橡膠的例子包括二烯橡膠比如天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)以及丁基橡膠(IIR)。其中，考慮到拉伸強度、生熱性、硫化速率、與炭黑的相容性(分散性)、以及加工性，NR和IR是優(yōu)選的。考慮到硬度，BR是優(yōu)選的，并且考慮到加工性，SBR是優(yōu)選的。更優(yōu)選組合使用BR與NR和/或IR、以及組合使用SBR與NR和/或IR。BR沒有特定限制，其例子包括具有高順式含量的BR、以及包含間同立構(gòu)聚丁二烯晶體的BR(含SPB的BR)。其中，就較好的操作穩(wěn)定性、較好的擠出加工性、較好的粘附性以及較好的燃料經(jīng)濟性來說，含SPB的BR是優(yōu)選的。在橡膠組分包括含SPB的BR的情況中，含SPB的BR中SPB含量優(yōu)選為不低于8質(zhì)量％，更優(yōu)選不低于12質(zhì)量％。SPB含量低于8質(zhì)量％會導致改進加工性的效果不充足。其SPB含量優(yōu)選不超過20質(zhì)量％,更優(yōu)選不超過18質(zhì)量％。SPB含量超過20質(zhì)量％趨于導致更低的加工性。含SPB的BR中SPB含量被表示為沸騰的正己烷不溶物含量。 SBR的例子包括乳液聚合的丁苯橡膠(E-SBR)和溶液聚合的丁苯橡膠(S-SBR)。特別地，優(yōu)選E-SBR，這是因為其提供較好的加工性、允許炭黑的良好分散從而即使在富含炭黑的組合物中也是適用的。SBR中的苯乙烯含量優(yōu)選不低于10質(zhì)量更優(yōu)選不低于20質(zhì)量％。苯乙烯含量低于10質(zhì)量％不能導致加工性的改進并且趨于導致不充足的硬度。其苯乙烯含量優(yōu)選不超過40質(zhì)量％,更優(yōu)選不超過30質(zhì)量％。苯乙烯含量超過40質(zhì)量％趨于導致燃料經(jīng)濟性下降。此處，SBR中的苯乙烯含量通過1H-NMR測定法計算。在100質(zhì)量％的橡膠組分中，NR和IR的總量優(yōu)選不低于10質(zhì)量％ ,更優(yōu)選不低于20質(zhì)量％。NR和IR的總量低于10質(zhì)量％會導致不充足的拉伸強度。NR和IR的總量的上限可以是100質(zhì)量但優(yōu)選不超過80質(zhì)量更優(yōu)選不超過75質(zhì)量％。NR和IR的總量超過80質(zhì)量％趨于導致不充足的硬度，并且導致較快的硫化速率，使得橡膠組合物在擠出時易于焦燒。
在100質(zhì)量％的橡膠組分中，BR的量優(yōu)選不低于20質(zhì)量更優(yōu)選不低于30質(zhì)量％。BR的量優(yōu)選不超過80質(zhì)量更優(yōu)選不超過70質(zhì)量％。在100質(zhì)量％的橡膠組分中，含SPB的BR的量優(yōu)選不低于20質(zhì)量％，更優(yōu)選不低于30質(zhì)量％。含SPB的BR的量優(yōu)選不超過80質(zhì)量更優(yōu)選不超過70質(zhì)量％。BR或含SPB的BR的量低于下限會導致不充足的硬度。BR或含SPB的BR的量超過上限趨于導致增加的粘度、較差的炭黑分散性以及較差的擠出加工性，并且還趨于導致燃料經(jīng)濟性降低。在100質(zhì)量％的橡膠組分中，SBR的量優(yōu)選不低于5質(zhì)量更優(yōu)選不低于20質(zhì)量％。SBR的量低于5質(zhì)量％不會導致加工性的改進并且趨于導致不充足的硬度。SBR的量優(yōu)選不超過80質(zhì)量更優(yōu)選不超過40質(zhì)量％。SBR的量超過80質(zhì)量％趨于導致斷裂伸長率和燃料經(jīng)濟性的降低。本發(fā)明的橡膠組合物包含給定量的具有特定COAN和特定BET比表面積的炭黑、以及給定量的氧化鋅。炭黑的COAN不低于75ml/100g，優(yōu)選不低于80ml/100g，更優(yōu)選不低于95ml/100g。其COAN低于75ml/100g趨于導致操縱穩(wěn)定性下降，并且操縱穩(wěn)定性隨時間的變化趨于較大。炭黑的COAN不超過130ml/100g，優(yōu)選不超過120ml/100g。其COAN超過130ml/100g趨于導致燃料經(jīng)濟性下降，并且還導致橡膠組合物的粘度增加，由此降低了炭黑的分散性。此處，炭黑的COAN根據(jù)ASTM D3493確定。此處，所用的油為酞酸二丁酯(DBP)。 炭黑的BET比表面積不低于25m2/g，優(yōu)選不低于35m2/g。其BET比表面積低于25m2/g趨于導致操縱穩(wěn)定性下降，并且操縱穩(wěn)定性隨時間的變化趨于較大。炭黑的BET比表面積不超過50m2/g，優(yōu)選不超過45m2/g。其BET比表面積超過50m2/g趨于導致燃料經(jīng)濟性下降。此處，炭黑的BET比表面積根據(jù)ASTM D 6556確定。炭黑的DBP吸油量(OAN)優(yōu)選不低于100ml/100g，更優(yōu)選不低于150ml/100g。其DBP吸油量低于lOOml/lOOg趨于導致燃料經(jīng)濟性降低，并且還導致橡膠組合物的粘度增力口，由此降低了炭黑的分散性。炭黑的DBP吸油量優(yōu)選不超過250ml/100g，更優(yōu)選不超過200ml/100g。其DBP吸油量超過250ml/100g導致不充足的燃料經(jīng)濟性。此處，炭黑的DBP吸油量(OAN)根據(jù)ASTM D 2414確定。炭黑可通過傳統(tǒng)的已知方法比如爐法或槽法制造。以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量不低于55質(zhì)量份，優(yōu)選不低于58質(zhì)量份。以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量不超過80質(zhì)量份，優(yōu)選不超過75質(zhì)量份，更優(yōu)選不超過70質(zhì)量份。在上述范圍內(nèi)的炭黑的量導致較好的操縱穩(wěn)定性并能抑制操縱穩(wěn)定性的降低。此外，可獲得較好的燃料經(jīng)濟性和較好的擠出加工性。氧化鋅沒有特別限制，并且可以為廣泛用于輪胎工業(yè)的氧化鋅，比如氧化鋅#1至氧化鋅#3。以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，氧化鋅的量不低于7質(zhì)量份，優(yōu)選不低于8質(zhì)量份，更優(yōu)選不低于9質(zhì)量份。氧化鋅的量不超過12質(zhì)量份，優(yōu)選不超過10質(zhì)量份。在上述范圍內(nèi)的氧化鋅的量導致較好的操縱穩(wěn)定性并且能夠抑制操縱穩(wěn)定性的降低。此外，可獲得較好的燃料經(jīng)濟性和較好的擠出加工性。
本發(fā)明的橡膠組合物包含烷基酚-氯化硫縮合物。烷基酚-氯化硫縮合物沒有特別限制，考慮到獲得較小的生熱性和較好的硬度，烷基酚-氯化硫縮合物優(yōu)選為如下通式
(I)所示的化合物。
權(quán)利要求
1.胎圈三角膠用橡膠組合物，其包括 橡膠組分； 炭黑； 氧化鋅；以及 烷基酚-氯化硫縮合物， 其中炭黑具有75至130ml/100g的COAN以及25至50m2/g的BET比表面積，并且 以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量為55至80質(zhì)量份，氧化鋅的量為7至12質(zhì)量份。
2.如權(quán)利要求I所述的胎圈三角膠用橡膠組合物，其特征在于，所述橡膠組合物進一步包含酚醛樹脂和/或改性酚醛樹脂， 其中以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，酚醛樹脂和改性酚醛樹脂的總量為5至18質(zhì)量份。
3.如權(quán)利要求2所述的胎圈三角膠用橡膠組合物，其特征在于，酚醛樹脂為甲酚樹脂。
4.如權(quán)利要求I所述的胎圈三角膠用橡膠組合物，其特征在于，以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，所述橡膠組合物進一步包含不低于2. I質(zhì)量份的硬脂酸。
5.如權(quán)利要求I所述的胎圈三角膠用橡膠組合物，其特征在于，橡膠組分包括丁二烯橡膠、以及天然橡膠和/或異戊二烯橡膠，并且 在100質(zhì)量％的橡膠組分中，丁二烯橡膠的含量為20至80質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求I所述的胎圈三角膠用橡膠組合物，其特征在于，以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，所述橡膠組合物進一步包含4至8質(zhì)量份的硫。
7.充氣輪胎，其包含由如權(quán)利要求I至6中任一項所述的橡膠組合物制造的胎圈三角膠。
全文摘要
本發(fā)明提供具有較好的操縱穩(wěn)定性并且能抑制操縱穩(wěn)定性降低的胎圈三角膠用橡膠組合物以及充氣輪胎。該胎圈三角膠用橡膠組合物包含橡膠組分；炭黑；氧化鋅；以及烷基酚-氯化硫縮合物，其中炭黑具有75～130ml/100g的COAN和25～50m2/g的BET比表面積，并且以100質(zhì)量份的橡膠組分為基準，炭黑的量為55～80質(zhì)量份，氧化鋅的量為7～12質(zhì)量份。
文檔編號C08L9/00GK102731855SQ20121002567
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者宮崎達也 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社