橡膠組合物和使用其的輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及橡膠組合物，具體而言設(shè)及濕路面抓著性能和耐摩耗性優(yōu)異且具有低 滾動(dòng)阻力的輪胎用橡膠組合物，和通過使用該橡膠組合物制備的輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 按照對(duì)汽車安全性的日益增加的興趣，不僅對(duì)低燃料消耗性而且對(duì)操縱穩(wěn)定的要 求都增加。為了滿足運(yùn)些要求，要求輪胎性能中的通過減少滾動(dòng)阻力實(shí)現(xiàn)的低發(fā)熱性、在濕 路面和干路面上的操縱穩(wěn)定性W及耐摩耗性高度令人滿意的輪胎。此外，為了實(shí)現(xiàn)如上所 述的要求，嘗試補(bǔ)強(qiáng)填料和橡膠組分來改善。
[0003] 炭黑目前已用作補(bǔ)強(qiáng)橡膠用填料。運(yùn)歸因于炭黑可W提供具有高耐摩耗性的橡膠 組合物。然而，難W通過單獨(dú)使用炭黑而獲得濕路面抓著性能、耐摩耗性和低燃料消耗性高 水平地平衡的橡膠組合物，配混二氧化娃來代替炭黑作為用于其的改善方法。然而，發(fā)現(xiàn)了 當(dāng)二氧化娃用作填料時(shí)，炭黑的共混量相對(duì)減少，W致橡膠組合物的斷裂強(qiáng)度和耐摩耗性 不可避免地下降。此外，運(yùn)里設(shè)及的問題是二氧化娃具有在橡膠中的低劣的分散性和橡膠 組合物在混煉時(shí)的口尼粘度增加且加工性如擠出性低劣。
[0004] 除了炭黑和二氧化娃作為填料之外還包含橡膠組分和無機(jī)化合物粉末W用于獲 得低燃料消耗性和濕路面抓著性能優(yōu)異而不降低耐摩耗性的橡膠組合物的目的的輪胎胎 面用橡膠組合物在專利文獻(xiàn)1至3中提出。
[0005] 然而，在專利文獻(xiàn)1至3中記載的橡膠組合物中，W相對(duì)大的量配混無機(jī)化合物粉 末W便獲得令人滿意的改善濕路面抓著性能和燃料消耗性的效果。在該情況下，耐摩耗性 趨向于容易降低，因此未獲得濕路面抓著性能、耐摩耗性與低燃料消耗性之間的平衡進(jìn)一 步優(yōu)異的輪胎用橡膠組合物。
[0006] 此外，通過除了二締類橡膠組分和二氧化娃之外還使用規(guī)定由聚集體的二維投影 圖像分析計(jì)算的特征和諸如DBP、NzSA等性能的炭黑來改善濕路面抓著性能和耐摩耗性的 輪胎胎面用橡膠組合物在專利文獻(xiàn)4中提出。然而，除了濕路面抓著性能和耐摩耗性也沒 有充分地滿足低燃料消耗性。
[0007] 現(xiàn)有巧術(shù)專獻(xiàn)
[0008] 專利專獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2002-338750
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2003-55503
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2005-213353
[0012] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2012-158661

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)巧要解決的間顆
[0014] 本發(fā)明鑒于如上所述的運(yùn)樣存在的狀況來進(jìn)行，并且其目的是提供通過使用具有 規(guī)定性能的炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料制備的并且濕路面抓著性能和耐摩耗性優(yōu)異且具有低滾動(dòng) 阻力和低燃料消耗性的輪胎用橡膠組合物，和通過使用該橡膠組合物制備的輪胎。
[001引用于解決間顆的方案
[0016] 由本發(fā)明人重復(fù)的深入研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)了上述目的可W通過將包括苯乙締-下二 締橡膠（SBR)或苯乙締-下二締橡膠（SBR)和下二締橡膠度時(shí)的橡膠組分與規(guī)定量的具 有高表面活性的細(xì)粒徑的炭黑配混進(jìn)輪胎用橡膠組合物中來實(shí)現(xiàn)，因而完成了本發(fā)明。
[0017]目P，本發(fā)明設(shè)及一種橡膠組合物，其通過將100質(zhì)量份的包括苯乙締-下二締橡膠 (SBR)或苯乙締-下二締橡膠（SBR)和下二締橡膠度時(shí)的橡膠組分與2至200質(zhì)量份的作 為補(bǔ)強(qiáng)填料的炭黑配混來制備，其中所述炭黑至少具有0. 2質(zhì)量％ ^上的氨釋放率和/或 1. 2至1. 5的NzSA/CTAB比，NzSA為氮吸附比表面積且CTAB為十六烷基S下基漠化錠吸附 比表面積，和其中所述炭黑具有160至300m7g的氮吸附比表面積NzSA，并且設(shè)及通過使用 該橡膠組合物制備的輪胎。
[0018] 發(fā)巧的效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，獲得了濕路面抓著性能和耐摩耗性優(yōu)異并且具有低滾動(dòng)阻力和低燃 料消耗性的輪胎用橡膠組合物和通過使用該橡膠組合物制備的輪胎。
【附圖說明】
[0020] 圖1是用于實(shí)施例中的炭黑的制造爐的概要的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0022] 本發(fā)明的橡膠組合物通過將100質(zhì)量份的包括苯乙締-下二締橡膠（SBR)或苯乙 締-下二締橡膠（SBR)和下二締橡膠度時(shí)的橡膠組分與2至200質(zhì)量份的具有高表面活 性的細(xì)粒徑的炭黑配混來制備。
[0023] 用于本發(fā)明的橡膠組分包括苯乙締-下二締橡膠（SBR)和下二締橡膠度時(shí)，并且 其優(yōu)選包括其中下二締橡膠占40質(zhì)量％W下的苯乙締-下二締橡膠（SBR)和下二締橡膠 度時(shí)。此外，下二締橡膠更優(yōu)選為其中具有與炭黑的高反應(yīng)性的官能團(tuán)引入分子中的活性 部位的改性下二締橡膠。改性下二締橡膠例如是，具有改性基團(tuán)的下二締橡膠，所述改性 基團(tuán)在聚合活性末端、聚合引發(fā)末端和聚合物鏈的任一個(gè)中包含選自娃原子、錫原子、硫原 子、氧原子和鐵原子的至少之一，和/或所述改性基團(tuán)包含選自伯胺、仲胺、叔胺和環(huán)狀胺 的結(jié)構(gòu)。
[0024] 本發(fā)明的橡膠組合物通過配混具有規(guī)定特性的新的炭黑而可W改善濕路面抓著 性能和耐摩耗性。炭黑的共混量相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分為2至200質(zhì)量份，優(yōu)選5 至100質(zhì)量份，并且更優(yōu)選5至50質(zhì)量份。如果炭黑的共混量小于2質(zhì)量份，則耐摩耗性 劣化。另外，如果炭黑的共混量超過200質(zhì)量份，低燃料消耗性變得更差。
[00巧]用于本發(fā)明的炭黑是具有下述特性的新的炭黑：
[0026] 1.氨釋放率為0.2質(zhì)量％ ^上，或
[0027] 2.NzSA/CTAB比為 1. 2 至 1. 5。
[0028] 進(jìn)一步優(yōu)選為具有下述特性的至少之一的新的炭黑：
[002引 3.氮吸附比表面積（NzSA)為160至300mVg，
[0030] 4.鄰苯二甲酸二下醋伽巧吸附量為100至150ml/100g，
[003。5.艦吸附比表面積（IA)為180至300mVg，
[0032]6.著色力為至ISO,和
[0033] 7.甲苯著色透過度為90W上。
[0034] 上述氨釋放率通過示出W質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的氨的產(chǎn)生量來獲得，其中將在l〇5°C的恒 溫干燥器中干燥1小時(shí)的炭黑在保干器中冷卻至室溫，然后放入錫制管狀樣品容器中；將 其加壓且緊密密封，借助于氨分析儀在氣氣流下在2000°C下加熱15分鐘從而測(cè)量氨氣產(chǎn) 生的量并且確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)。氨產(chǎn)生的量越大，耐摩耗性提高得越多。
[0035] 氮吸附比表面積（NzSA)根據(jù)JISK6217-2來測(cè)量。
[0036] 氮吸附比表面積（NzSA)優(yōu)選為160至300m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選180至240m2/g。如果 NzSA小于160m2/g，則耐摩耗性劣化，而如果其超過300m2/g，則滾動(dòng)阻力變得更差。
[0037]CTAB吸附比表面積根據(jù)JISK6217-3來測(cè)量。
[0038] 比表面積NzSA/CTAB比優(yōu)選為1. 2至1. 5。如果比表面積NzSA/CTAB比小于1. 2， 則耐摩耗性劣化，而如果其大于1. 5,則滾動(dòng)阻力變得更差。
[0039] 上面分別描述的氨釋放率和氮吸附比表面積（NzSA)與十六烷基=下基漠化錠吸 附比表面積（CTAB)的比NzSA/CTAB是表明炭黑的表面活性特征的指數(shù)。用于本發(fā)明的炭 黑的運(yùn)些值落在上述范圍內(nèi)。
[0040] 此外，DBP吸附量根據(jù)JISK6217-4吸油量A方法來測(cè)量。
[00川 DBP吸附量為100至150ml/100g，優(yōu)選110至140ml/100g。如果DBP吸附量小于 lOOml/lOOg，耐摩耗性不足。此外，橡膠組合物的成形加工性降低，并且炭黑的分散性劣化， 因此不充分地獲得橡膠組合物的補(bǔ)強(qiáng)性能。如果DBP吸附量超過150ml/100g，粘度增加，并 且加工性變得更差。
[0042] 艦吸附比表面積（IA)根據(jù)JISK6217-1來測(cè)量。
[0043]IA為 180 至 300m2/g，優(yōu)選 200 至 270m2/g。
[0044] 此外，用于本發(fā)明的炭黑的著色力通過JISK6217-5中記載的地otoc虹on方法來 測(cè)量，并且其為120至150,優(yōu)選130至140。
[0045] 甲苯著色透過度根據(jù)JISK6218-4中記載的方法來測(cè)量，并且其優(yōu)選為90W上。 如果其小于90,則滾動(dòng)阻力很可能變得更差。
[0046] 具有上述特性的炭黑可W通過借助于炭黑的普通制造設(shè)備來控制制造條件如原 料供給部、原料供給量、原料供給溫度、燃料油供給量、燃料霧化用空氣供給量、燃燒用空氣 供給量、燃燒用空氣溫度和反應(yīng)終止部來制造。
[0047] 在本發(fā)明的橡膠組合物中，濕路面抓著性能通過配混二氧化娃來改善。所有商購 可得的產(chǎn)品可W用作二氧化娃。其中，優(yōu)選使用濕法二氧化娃、干法二氧化娃和硅膠，并且 特別優(yōu)選使用濕法二氧化娃。使用BET比表面積（根據(jù)ISO5794/1測(cè)量的）為50至300m7 g、優(yōu)選100至230m7g的二氧化娃。如果二氧化娃的邸T比表面積小于50m7g，則作為填料 的補(bǔ)強(qiáng)性不令人滿意，并且耐摩耗性下降。此外，如果二氧化娃的BET比表面積超過300m7 g，則其變得難W良好地使二氧化娃分散，W致未充分獲得濕路面抓著性能的改善效果。
[0048] 商購可得的產(chǎn)品如由TosohSilicaCo巧oration制造的商品名"化psilAQ"度ET 比表面積=190m2/g)，由DegussaAG制造的商品名"叫t;rtasilVN3"度ET比表面積= 175mVg)可W用作上述二氧化娃。二氧化娃可W單獨(dú)或W其兩種W上的組合來使用。
[0049] 在根據(jù)本發(fā)明的用于輪胎的橡膠組合物中，二氧化娃的共混量相對(duì)于100質(zhì)量份 二締類橡膠為20至130質(zhì)量份、優(yōu)選50至130質(zhì)量份，W便滿足低發(fā)熱性和耐摩耗性。如 果二氧化娃的共混量小于20質(zhì)量份，未充分獲得濕路面抓著性能的改善效果。此外，如果 二氧化娃的共混量超過130質(zhì)量份，耐摩耗性下降。
[0050] 此外，二締類橡膠中的二氧化娃的分散性可W通過將硅烷偶聯(lián)劑與二氧化娃一起 配混來改善，因此運(yùn)是優(yōu)選的。硅烷偶聯(lián)劑的共混量基于二氧化娃的共混量優(yōu)選為3至15 質(zhì)量％，更優(yōu)選4至10質(zhì)量％。如果硅烷偶聯(lián)劑的共混量小于3質(zhì)量％，則不能充分地改 善二氧化娃的分散性。此外，如果硅烷偶聯(lián)劑的共混量超過15質(zhì)量％，硅烷偶聯(lián)劑本身聚 集并且濃縮，并且不能獲得期望的效果。
[0051] 硅烷偶聯(lián)劑的種類將不特別受限，含硫硅烷偶聯(lián)劑是優(yōu)選的。能夠示出作為含硫 硅烷偶聯(lián)劑的實(shí)例例如是，雙（3-=乙氧基甲娃烷基丙基）四硫化物、雙（3-=乙氧基甲娃 烷基丙基）二硫化物、3-=甲氧基甲娃烷基丙基苯并嚷挫四硫化物、丫-琉基丙基=乙氧基 硅烷、和3-辛酷基硫代丙基=乙氧基硅烷等。
[0052] 本發(fā)明中，橡膠組合物通過使用二氧化娃和炭黑二者給予W濕路面抓著性能和耐 摩耗性。二氧化娃和炭黑的總共混量相對(duì)于100質(zhì)量份二締類橡膠為60至160質(zhì)量份、優(yōu) 選70至140質(zhì)量份。如果二氧化娃和炭黑的總和小于60質(zhì)量份，未獲得充分高的濕路面 抓著性能。此外，如果二氧化娃和炭黑的總和超過160質(zhì)量份，濕路面抓著性能的持續(xù)性劣 化，并且耐摩耗性變得更差。
[0053] 本發(fā)明的橡膠