橡膠組合物及充氣輪胎的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種改進(jìn)了包含異戊二烯系橡膠的橡膠組合物的燃料經(jīng)濟(jì)性并提供了良好耐久性和良好加工性能或?qū)︿摻z簾線(xiàn)的粘附性的橡膠組合物，以及由該橡膠組合物形成的充氣輪胎。本發(fā)明涉及一種用于胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部或緩沖層隔離膠的橡膠組合物，其包含：特定橡膠組分；特定量的特定炭黑；特定量的硫；以及特定量的如下式（I）所示的化合物。本發(fā)明還涉及一種用于鋼絲簾線(xiàn)貼膠、毗鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶或結(jié)合膠的橡膠組合物，其包含：特定橡膠組分；特定量的特定炭黑；特定量的有機(jī)酸鈷鹽；以及特定量的式（I）所示的化合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】橡膠組合物及充氣輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部、緩沖層隔離膠、鋼絲簾線(xiàn)貼膠、Btt鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶、結(jié)合膠和胎側(cè)壁的橡膠組合物，以及包括選自于分別由該橡膠組合物形成的胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部、緩沖層隔離膠、鋼絲簾線(xiàn)貼膠、田比鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶、結(jié)合膠和胎側(cè)壁中的至少一個(gè)的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，日益增長(zhǎng)的對(duì)汽車(chē)更好燃料經(jīng)濟(jì)性的期望需要具有出色燃料經(jīng)濟(jì)性的輪胎用橡膠組合物。已知的用于改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性的方法是對(duì)丁苯橡膠或丁二烯橡膠進(jìn)行改性以促進(jìn)填料的分散。例舉的用于二氧化硅配方的推薦改性橡膠是具有用包含氮功能團(tuán)的烷氧基硅烷改性的末端的橡膠，以及例舉的用于炭黑配方的推薦改性橡膠是結(jié)合了錫的末端改性丁二烯橡膠。此外，已知專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的含巰基的硅烷偶聯(lián)劑與二氧化硅是高反應(yīng)性的，從而促進(jìn)了二氧化硅的分散。
[0003]然而，雖然上述所有用于改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)對(duì)丁苯橡膠或丁二烯橡膠均是有效的，但該效果對(duì)于異戊二烯系橡膠例如天然橡膠、高純化天然橡膠、異戊二烯橡膠和環(huán)氧化天然橡膠是不充分的。
[0004]輪胎用橡膠組合物通常包含異戊二烯系橡膠和丁苯橡膠或丁二烯橡膠。特別地，用于要求具有出色橡膠強(qiáng)度的重型輪胎的橡膠組合物主要包含異戊二烯系橡膠。因此，期待用于改進(jìn)異戊二烯系橡膠的燃料經(jīng)濟(jì)性的有效技術(shù)。
[0005]傳統(tǒng)上，充氣輪胎的胎側(cè)壁由包含在主鏈上具有較高雙鍵含量的高不飽和度橡膠例如天然橡膠或異戊二烯橡膠的橡膠組合物`形成。這類(lèi)高不飽度和橡膠分子中的雙鍵趨于與臭氧反應(yīng)以導(dǎo)致解聚。如果將輪胎留置在暴露于較強(qiáng)紫外燈的地方或留置在空氣中具有較高臭氧濃度的氣氛中，那么會(huì)發(fā)生龜裂，所謂的臭氧龜裂。為避免該現(xiàn)象，用于胎側(cè)壁的橡膠組合物包含臭氧龜裂抑制劑例如胺類(lèi)抗氧化劑或蠟。
[0006]然而，包括由這類(lèi)包含臭氧龜裂抑制劑的橡膠組合物形成的胎側(cè)壁的充氣輪胎具有霧狀外觀(guān)(dusty appearance),這是由于臭氧龜裂抑制劑在保存期間在胎側(cè)壁表面上霜化。此外，胺類(lèi)抗氧化劑在暴露于空氣或陽(yáng)光時(shí)趨于將它們的顏色變?yōu)楹稚?，因此，由于霜化而遷移到胎側(cè)壁表面上的胺類(lèi)抗氧化劑使胎側(cè)壁褪色，降低輪胎的商業(yè)價(jià)值。另一方面，如果為了減少褪色而降低抗氧化劑的量，那么裂紋會(huì)較早形成從而降低耐久性。
[0007]乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)在分子中具有較少雙鍵，從而不易被氧、臭氧等侵襲。因此，在胎側(cè)壁中使用EPDM提供能避免在輪胎表面上產(chǎn)生裂紋的充氣輪胎從而改進(jìn)耐久性，并且還減少褪色等導(dǎo)致的外觀(guān)劣化(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0008]然而，在組合使用EPDM和二烯橡膠的情況中，增強(qiáng)填料例如炭黑或二氧化硅優(yōu)先分散在二烯橡膠中，從而降低EPDM部分中的增強(qiáng)。此外，由于增強(qiáng)填料集中于二烯橡膠部分，故更多的發(fā)熱性趨于發(fā)生，也就是說(shuō)，tanS增加，于是燃料經(jīng)濟(jì)性(與滾動(dòng)阻力相關(guān)的性能)不利地劣化。因此，需要以平衡方式改進(jìn)耐候性、抗撓曲裂紋擴(kuò)展性和燃料經(jīng)濟(jì)性。[0009]引用列表
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP-A2012-122015
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP-A2002-284927

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問(wèn)題
[0014]本發(fā)明致力于解決上述問(wèn)題并提供用于胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部或緩沖層隔離膠的橡膠組合物，該橡膠組合物改進(jìn)了包含異戊二烯系橡膠的橡膠組合物的燃料經(jīng)濟(jì)性并提供了良好的耐久性和加工性能；以及包括選自于分別由該橡膠組合物形成的胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部和緩沖層隔離膠中的至少一個(gè)的充氣輪胎。
[0015]另外，本發(fā)明致力于解決上述問(wèn)題并提供用于鋼絲簾線(xiàn)貼膠、Btt鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶、或結(jié)合膠的橡膠組合物，該橡膠組合物改進(jìn)了包含異戊二烯系橡膠的橡膠組合物的燃料經(jīng)濟(jì)性并提供了良好的耐久性和對(duì)鋼絲簾線(xiàn)的粘附性；以及包括選自于分別由該橡膠組合物形成的鋼絲簾線(xiàn)貼膠、Btt鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶和結(jié)合膠中的至少一個(gè)的充氣輪胎。
[0016]此外，本發(fā)明致力于解決上述問(wèn)題并提供用于胎側(cè)壁的橡膠組合物，該橡膠組合物以平衡方式改進(jìn)了耐候性、抗撓曲裂紋擴(kuò)展性和燃料經(jīng)濟(jì)性；以及包括由該橡膠組合物形成的胎側(cè)壁的充氣輪胎。
[0017]解決問(wèn)題的方案
[0018]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部或緩沖層隔離膠的橡膠組合物，其包含:橡膠組分；氮吸附比表面積為20-90m2/g的炭黑；硫；以及如下式(I)所示的化合物，其中以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn),橡膠組分包含60-100質(zhì)量％的異戊二烯系橡膠，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，炭黑的量為15-55質(zhì)量份以及硫的量為1.8-3.0質(zhì)量份，以及相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量為0.1-20質(zhì)量
份:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種充氣輪胎，其包括各自由用于胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部或緩沖層隔離膠的橡膠組合物所形成的選自胎圈三角膠、胎側(cè)壁填充膠、胎面基部和緩沖層隔離膠中的至少一種，所述橡膠組合物包含: 橡膠組分； 氮吸附比表面積為20-90m2/g的炭黑； 硫；以及 如下式(I)所示的化合物，其中， 以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，所述橡膠組分包含60-100質(zhì)量％的異戊二烯系橡膠，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,所述炭黑的量為15-55質(zhì)量份,所述硫的量為1.8-3.0質(zhì)量份，并且 相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量為0.1-20質(zhì)量份，
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于，式(I)所示的化合物為如下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
3.如權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎，其特征在于，金屬離子為鈉、鉀或鋰離子。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量為0.5-10質(zhì)量份，以及以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，所述橡膠組分包含90-100質(zhì)量％的異戊二烯系橡膠。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，所述充氣輪胎用作具有鋼絲簾線(xiàn)作為簾布層簾線(xiàn)的全鋼子午線(xiàn)輪胎。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，所述橡膠組合物中油的量為至多3質(zhì)量份。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，橡膠組合物中氧化鋅的量為3.0-10.0質(zhì)量份。
8.一種充氣輪胎，包括各自由用于鋼絲簾線(xiàn)貼膠、Btt鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶或結(jié)合膠的橡膠組合物所形成的選自鋼絲簾線(xiàn)貼膠、Btt鄰鋼絲簾線(xiàn)的條帶和結(jié)合膠中的至少一種，所述橡膠組合物包含: 橡膠組分； 氮吸附比表面積為20-130m2/g的炭黑； 有機(jī)酸鈷鹽；以及 如下式(I)所示的化合物，其中，以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，所述橡膠組分包含60-100質(zhì)量％的異戊二烯系橡膠， 相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,所述炭黑的量為15-70質(zhì)量份,并且所述有機(jī)酸鈷鹽的量以鈷計(jì)算為0.05-0.20質(zhì)量份，以及 相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量為0.1-20質(zhì)量份，
9.如權(quán)利要求8所述的充氣輪胎，其特征在于，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，所述橡膠組合物包含2.5-6.0質(zhì)量份的硫。
10.如權(quán)利要求8或9所述的充氣輪胎，其特征在于，式(I)所示的化合物為下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
11.如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，金屬離子優(yōu)選為鈉、鉀或鋰離子。
12.如權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于， 炭黑具有60-130m2/g的氮吸附比表面積， 相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分,所述炭黑的量為50-70質(zhì)量份，以及 相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量為0.5-5質(zhì)量份。
13.如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于， 相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，所述橡膠組合物優(yōu)選包含0.1-5.0質(zhì)量份的下式(II)所示的化合物，
XO3S-S- (CH2) ,-S-SO3X (II) 其中q代表3-10的整數(shù)，X代表鋰、鉀、鈉、鎂、鈣、鋇、鋅、鎳，或鈷。
14.如權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于， 橡膠組合物包含選自間苯二酚樹(shù)脂、改性間苯二酚樹(shù)脂、甲酚樹(shù)脂、改性甲酚樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂以及改性酚醛樹(shù)脂中的至少一種可交聯(lián)樹(shù)脂；以及選自六甲氧基羥甲基三聚氰胺的部分縮合物和六羥甲基三聚氰胺五甲基醚的部分縮合物中的至少一種亞甲基供體，其中，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，至少一種可交聯(lián)樹(shù)脂的總量為0.5-10質(zhì)量份，至少一種亞甲基供體的總量為0.5-10質(zhì)量份。
15.如權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于， 相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，所述橡膠組合物包含3-55質(zhì)量份的氮吸附比表面積為50-250m2/g的二氧化硅。
16.一種充氣輪胎，其包括由用于胎側(cè)壁的橡膠組合物形成的胎側(cè)壁，所述橡膠組合物包含: 橡膠組分； 氮吸附比表面積為30-120m2/g的炭黑；以及 如下式(I)所示的化合物，其中， 以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，所述橡膠組分包含60-75質(zhì)量％的二烯橡膠和25-40質(zhì)量％的低不飽和度共聚物， 相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，所述炭黑的量為20-60質(zhì)量份，以及 相對(duì)于100質(zhì)量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量為0.5-20質(zhì)量份，
17.如權(quán)利要求16所述的充氣輪胎，其特征在于，共聚物為異丁烯與對(duì)甲基苯乙烯的溴化共聚物和乙烯-丙烯-二烯共聚物中的至少一種。
18.如權(quán)利要求16或17所述的充氣輪胎，其特征在于，式(I)所示的化合物為下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
19.如權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎，其特征在于，金屬離子為鈉、鉀或鋰離子。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK103804726SQ201310549470
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】宮崎達(dá)也, 中村匡伸 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社