专利名称：用于可亏气行驶轮胎的插入物以及胎圈填料的橡胶组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，更具体地说，涉及一种用于自支承型可亏气行驶轮胎的胎侧插入物及胎圈填料的橡胶组合物。
背景技术：
不同的轮胎制造公司存在不同可亏气行驶轮胎的制造技术，例如，米其林公司的PAX系统以及ZP(零气压)，普利司通公司的RFT(可亏气行驶技术)，大陆公司的SSR(Self Supporting Run Flat Tire自支承可亏气行驶轮胎)以及CSR(Continental Support Ring大陆支承环)，邓路普公司的DSST(Dunlop Self Supporting Technology邓路普自支承技术)，固特异公司的EMT(Extended Mobility Technology延伸的迁移技术)，倍耐力公司的EUFORIA等。
其中，使用最普遍的可亏气行驶轮胎是一种在胎侧使用插入物橡胶的胎侧自支承型的可亏气行驶轮胎。
现有的可亏气行驶轮胎曾尝试了提高胎侧部分的强度，确保可亏气行驶的性能。为获得必要的强度，加量使用了加强性填料或者加量使用了硫化剂。在此情况下，加强性填料的比重为1.8～2.0左右，并作为提高橡胶制品比重的主要原因，因此不能降低重量，在轮胎的轻型化方面存在许多问题。
此外，耐疲劳性、耐裂纹性、低发热性能不足，不能维持所需的可亏气行驶性能，导致橡胶的破坏。特别是，现有的自支承型可亏气行驶轮胎由于使用插入物橡胶，所以不能防止由于胎侧部分的加强而引起的重量的增加。因此，在为弥补该缺点而设计的方面，人们试图通过改变插入物橡胶的形态或者通过在胎侧部分使用其他加强剂等来解决上述问题，在一部分轮胎中，试图通过改变轮胎的轮廓(Profile)来解决上述问题。
在橡胶组合物方面中，可以通过改变聚合物、降低加强剂使用量，改变所使用的加强剂的特性，即改变一部分配合剂来提高低发热、耐裂纹、耐疲劳性能。此外，为追求低发热性能而使用大量的硫化剂，这样不可避免地提高了橡胶组合物的模数(modulus)。这样虽然可以提高低发热性，但是却会引起在使用中可亏气行驶轮胎的耐久性能降低的重大问题。
此外，在通过增加硫化剂的分量提高刚性的情况下，现场加工中由于分散不充分而难以确保均匀的物理特性，而且过早硫化等现场加工性变得不佳，从而在轮胎的内部压力损失时所要求的可亏气行驶性能中耐疲劳性和耐裂纹性变得非常不足，在使用一定时间之后出现问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种耐疲劳性、耐裂纹性、低发热性提高的低比重橡胶组合物，以使胎侧插入物以及胎圈橡胶的可亏气行驶性能以及旋转阻力提高。
在轮胎所要求的性能中，作为最重视稳定性的形态的轮胎是在轮胎的内部压力损失时(可亏气行驶的场合)能够在支承车辆载荷的同时安全地行驶一定的速度和距离的轮胎。本发明涉及此类轮胎结构中的一种自支承型的可亏气行驶轮胎的橡胶组合物，其中，使用天然橡胶以及BR(Polybutadien Rubber聚丁二烯橡胶)作为基材橡胶，以符合减少插入物和胎圈自身的重量，以及所需物理特性，使用间规1，2-聚丁二烯(3～35重量％)作为BR橡胶，使用碳黑以及二氧化硅作为加强剂，使用抗硫化返原剂(Anti reversion)作为耐老化防止剂。
在本发明中，为了提高胎侧插入物以及胎圈橡胶的可亏气行驶性能，通过使用天然橡胶作为原料橡胶，采用包含间规1，2-聚丁二烯的丁二烯橡胶使耐疲劳性、耐裂纹性、耐发热性提高，使用一定量的二氧化硅作为加强剂，在维持硬度以及模数的同时使低发热以及耐疲劳、耐裂纹性能提高，并可维持同等水平的硬度和拉伸强度物理特性。此外，为使由发热引起的插入物橡胶组合物的物理特性降低最小化，通过使用一定量的耐热老化防止剂来寻求使低发热以及耐疲劳、耐裂纹性能倍增的协同效果。
本发明的其他目的、特定的优点以及新的特征将从以下本发明的详细说明和优选实施方式变得更明显。
具体实施例方式
以下将对本发明用于可亏气行驶轮胎的插入物及胎圈填料的橡胶组合物的组成进行说明。
本发明的橡胶组合物相对于由20～80重量份的天然橡胶和20～80重量份的聚丁二烯橡胶组成的100重量份的橡胶，包括0～65重量份的作为加强剂的二氧化硅，以及0～4.0重量份的耐热老化防止剂。如果超过65重量份而过量使用作为加强剂的二氧化硅，则现场加工性变差，特别是，由于尺寸不稳定而难以实现最适当的性能，因为过多地使用二氧化硅而首先降低耐发热特性。此外，如果使用4重量份以上的耐热老化防止剂，则包含在耐热老化防止剂内部的一部分硫磺在加工以及硫化后，促进硫化结合以使橡胶组合物的刚性(Stiffness)提高，但是过高的刚性却会使耐疲劳性能急剧降低。
上述聚丁二烯橡胶(BR；1，4 high cis Polybutadien Rubber1，4高顺式聚丁二烯橡胶)具体地说是一种3～35重量％间规1，2-聚丁二烯充分地分散在丁二烯橡胶中的橡胶。
此外，优选地，上述二氧化硅PH为6～9，氮吸附比表面积(N2SA)为60～180m2/g，Pallet硬度(Pallet hardness)为15～55gf。
此外，上述橡胶组合物中包含作为硫化剂的硫0.5～6重量份、作为硫化促进剂的次磺酰胺类硫化促进剂0.5～4重量份。
作为加强性填料，在为碳黑的情况下，比重为1.8～2.0，在为二氧化硅的情况下，比重为5.7～5.8，在根据所使用的条件进行填充的情况下，在橡胶组合物的重量中作为产生最大影响的因素，如果减少加强性填料，则具有可以减少橡胶组合物的重量的优点。即，需要起到加强性填料作用的个体，通过间规1，2-聚丁二烯起到该作用来维持刚度，从而可以制造重量轻的橡胶组合物。
此外，使用碳黑作为加强剂时，为了提高插入物橡胶的硬度以及模数，需要使用一定量以上的加强剂，但这样必然使轮胎行驶时产生大量的热，这样将使插入物橡胶的物理特性降低，使耐疲劳、耐裂纹性能降低，使可亏气行驶轮胎最重要的耐久性能降低。
因此，在橡胶组合物的物理特性中，应当维持高硬度和模数的状态的同时，使加强剂的含量减少。此外，应当适当使用有利于发热的加强剂。为此，使用上述数量的二氧化硅，这样在维持低发热的状态下，起到使耐疲劳以及耐裂纹性能提高的优良的作用。
此外，在通过增加硫化剂的分量来提高橡胶组合物的硬度以及模数的情况下，现场加工中由于分散不充分而难以确保均匀的物理特性，而且过早硫化等现场加工性变差，在轮胎的内部压力损失时所要求的可亏气行驶性能中耐疲劳性和耐裂纹性变得非常差，因此在使用一定量以上的硫化剂时存在问题。然而，在使用间规1，2-聚丁二烯时，由于易于确保与可亏气行驶性能相符的一定水平以上的强度，因此可以避免使用过多的硫化剂，通过使用上述水平的硫化剂就可以制造满足符合可亏气行驶性能的物理特性的橡胶组合物。
以下，将对本发明用于可亏气行驶轮胎的插入物及胎圈填料的橡胶组合物的制造以及各实施例进行说明。下述实施例仅仅是本发明的示例，本发明并不局限于此。
实施例橡胶组合物以160℃硫化20分钟，对于硫化的薄片根据ASTM的规定通过下表1整理并表示拉伸特性、Tanδ、耐疲劳性、耐裂纹性、耐发热性的试验结果。
表1
*天然橡胶TRS-20，RSS#1，#2，#3*1)BR#11，4高顺式聚丁二烯橡胶、锦湖石油化学制KBR01
*2)在BR#1中包含3～35重量％的间规1，2-聚丁二烯的丁二烯橡胶、UBEPOL制VCR617，VCR412等*碳黑GPF*二氧化硅#1PH为6～8、N2SA表面积为60～120m2/g、Pallet硬度为15～35gf。
*二氧化硅#2PH为6～9、N2SA表面积为120～180m2/g、Pallet硬度为25～55gf。
*氧化锌KS#2*硬脂酸硬化式P60*老化防止剂16PPD*老化防止剂2RD*硫硫磺粉末*硫化促进剂TBBS*3)耐老化防止剂Bayer KA9188，Duraden 37*4)耐疲劳性以ASTM方法实施、在120％伸展下测定*5)耐裂纹性的评价以ASTM使用预定的Demmattia试验机进行测定*6)Tan Delta利用DMTS进行评价，实施温度扫描。
试验条件为0.5％应变，在10Hz下，实施张力以及扭转式。
*7)加工性作为现场的加工性，在轮胎产业中评价硫化前橡胶的加工程度，主要是使过早硫化稳定性、初轧(blooming)稳定性、粘着性适当(1非常优秀、2优秀、3普通、4不良、5非常不良)。
*8)可亏气行驶耐久性能的场合，轮胎组装轮圈后，在内压2.5kg/cm2的状态下，以38℃放置24小时，然后，解开阀门，将内压调整至大气压状态，载荷400kg、速度80km/h以滚筒(直径1.7m)行驶直至故障发生时的时间，控制实施例将100作为指数。
*9)旋转阻力的场合，轮胎组装轮圈后，利用滑行(Coast DownSAEJ2452)试验法实施后，控制实施例将100作为指数。
*10)使用Gabo制Eflexor 500N型DMTS(Dynamic MechemicalThermal Spectrometer动态机械热谱仪)在恒定压力以及张力下(constrant Stress以及Strain)实施。试验条件以ASTM基准实施。
为了提高胎侧插入物以及胎圈橡胶的可亏气行驶性能，本发明通过使用天然橡胶作为原料橡胶，采用包含间规1，2-聚丁二烯的聚丁二烯橡胶使耐疲劳性、耐裂纹性、耐发热性提高(比较例1～2和实施例1～2)，使用一定量的二氧化硅作为加强剂在维持硬度以及模数的同时使低发热以及耐疲劳、耐裂纹性能提高(比较例1～2、实施例3～7)，并可维持同等水平的硬度和拉伸强度的物理特性。此外，为使由发热引起的插入物橡胶组合物的物理特性降低最小化，通过使用一定量的耐热老化防止剂来寻求使低发热以及耐疲劳、耐裂纹性能倍增的协同效果(比较例1～2和实施例6～7)。
所以，根据本发明，可以获得耐疲劳性、耐裂纹性、低发热性提高、旋转阻力提高的低比重橡胶配合物，以使胎侧插入物以及胎圈橡胶的可亏气行驶性能以及旋转性能提高(比较例1、实施例3～7)。
如上所述，本发明可亏气行驶轮胎的插入物用以及胎圈填料用橡胶组合物，与现有的橡胶组合物相比，具有重量减小同时耐疲劳性、耐裂纹性、低发热性优秀的特性。
尽管参照上述优选实施例对本发明进行了说明，但在不脱离本发明要点和范围内，还可以进行多种修改或变形。因此，权利要求书包含属于本发明的要点的该修改或变形。
权利要求
1.一种用于可亏气行驶轮胎的插入物及胎圈填料的橡胶组合物，其特征在于，相对于由作为基材的天然橡胶20～80重量份和包含3～35重量％的间规1，2-聚丁二烯的聚丁二烯橡胶20～80重量份组成的橡胶100重量份，包括作为加强剂的二氧化硅0～65重量份，以及耐热老化防止剂0～4.0重量份。
2.如权利要求1所述的用于可亏气行驶轮胎的插入物及胎圈填料的橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅PH为6～9，氮吸附比表面积(N2SA)为60～180m2/g，Pallet硬度为15～55gf。
3.如权利要求1所述的用于可亏气行驶轮胎的插入物及胎圈填料的橡胶组合物，其特征在于，在所述橡胶组合物中包含作为硫化剂的硫磺0.5～6重量份，和作为硫化促进剂的次磺酰胺类硫化促进剂0.5～4重量份。
全文摘要
本发明涉及用于自支承型可亏气行驶轮胎的胎侧插入物及胎圈填料的橡胶组合物。其中，由作为基材的天然橡胶20～80重量份和包含3～35重量％的间规1，2－聚丁二烯的聚丁二烯橡胶20～80重量份组成的橡胶100重量份，包括作为加强剂的二氧化硅0～65重量份，以及耐热老化防止剂0～4.0重量份。本发明橡胶组合物，与现有的橡胶组合物相比，具有重量减轻且耐疲劳性、耐裂纹性、低发热性优秀的特性。
文档编号C08K3/00GK1944507SQ200610140009
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月8日 优先权日2005年10月5日
发明者曹永信, 金常九 申请人:韩国轮胎株式会社