边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物及充气轮胎的制作方法

专利名称：边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物、以及使用该橡胶组合物制造的充气轮胎。
背景技术：
边口衬胶(clinch)和胎圈包布位于充气轮胎的胎圈部分上以与轮辋接触(亦即，在摩擦部中)。用于制造边口衬胶或胎圈包布的橡胶组合物需要出色的抵抗与轮辋接触所导致的磨损(耐轮辋磨损性)、断裂伸长率、和操纵稳定性。而且，近年来汽车被期望实现更好的燃料经济性，这导致了如下需求用于制造边口衬胶或胎圈包布的橡胶组合物、以及用于制造占轮胎较大部分的胎面的橡胶组合物应当实现更好的燃料经济性。专利文献I公开了边口衬胶用橡胶组合物，其通过将包括锡改性聚丁二烯的某些 橡胶在橡胶组分中的量和氧化锌的量调节到各自的值来提供经改进的燃料经济性和抗裂纹生长性。专利文献2公开了边口衬胶用橡胶组合物，相对包括天然橡胶的橡胶组分的量，该组合物通过以预定量混合二氧化硅、硅烷偶联剂和科琴超导电碳黑(ketjen black)来具有较低的体积电阻率值。还是依然存在以平衡方式改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性和燃料经济性的改进空间。专利文献I JP 2008-24913A专利文献2 JP 2008-303295A

发明内容
本发明的目的在于提供一种边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，以及一种使用该橡胶组合物制造的充气轮胎，所述橡胶组合物可解决上述问题并以平衡方式改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性、以及燃料经济性，从而降低轮胎脱模中的破裂渗出物(broken spews)的数目。本发明涉及一种边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，该组合物包括100质量份的橡胶组分；1. 2 2. 9质量份的氧化锌；以及2. 2 4. O质量份的硬脂酸,基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分包括15 80质量％的丁二烯橡胶以及15 50质量％的异戊二烯系橡胶。对于每100质量份的橡胶组分,优选所述橡胶组合物进一步包括2. O 5. O质量份的硫化促进剂，并且对于每100质量份的橡胶组分，氧化锌的量是I. 3 2. O质量份，硬脂酸的量是2. 5 3. 5质量份。对于每100质量份橡胶组分，所述橡胶组合物优选进一步包括I. 91 2. 70质量份的硫。对于每100质量份橡胶组分，优选所述橡胶组合物进一步包括I 70质量份的炭黑，并且丁二烯橡胶包括1，2_间规立构聚丁二烯晶体。本发明还涉及一种包括各自使用所述橡胶组合物所生产的边口衬胶和/或胎圈包布的充气轮胎。相对于以各自特定比例包含丁二烯橡胶和异戊二烯系橡胶的橡胶组分的量，根据本发明的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物包括各自预定量的氧化锌和硬脂酸。因此，本发明可以提供具有以平衡方式改进的耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性、以及燃料经济性的充气轮胎。所述橡胶组合物能够减少轮胎脱模中破裂渗出物的数目，由此导致出色
的生产率。
具体实施例方式根据本发明的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物包括100质量份的橡胶组分；
I.2 2. 9质量份的氧化锌；以及2. 2 4. O质量份的硬脂酸,基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分包括15 80质量％的丁二烯橡胶以及15 50质量％的异戊二烯系橡胶。 上述配方能够平衡地改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性以及燃料经济性，并且还能减少轮胎脱模中破裂渗出物的数目。在轮胎脱模中(当轮胎从模具中取出时)，改变边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物的配方从而以平衡方式改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性和燃料经济性有时会导致在粘附于轮胎模具的排气片(vent pieces)(渗出孔(spew holes))中形成的长、薄渗出物易于破裂。如果渗出物(spews)在脱模中破裂，那么破裂的渗出物会堵塞渗出孔，并因此在随后轮胎硫化时，它们占据了夹在生胎和模具之间空气路径的空间。结果，从模具向生胎的传热效率降低，导致由于硫化不完全引起的称为缺胶的外观缺陷。这种缺胶需要加工例如抛光修聋(buffing repair)、重漆、以及橡胶烘烤修聋,导致生产率的下降。而且,在除去轮胎模具压力之后，清洁渗出孔需要使用电动螺丝刀、或者高压水，这也导致生产率的显著下降。因此，考虑到生产率，重要的是减少轮胎脱模中破裂渗出物的数目。认为以下两个因素引起轮胎脱模中渗出物破裂(spew breaking)(I)由于返硫，复数弹性模量(E*)和断裂伸长率的减少；以及(2)在渗出孔中滑动性不足。接下来，对因素(I)进行说明。渗出物各自被金属包围，并因此具有比轮胎主体更高的温度，易于导致返硫。因此，减少氧化锌的量或增加硬脂酸的量以改进性能例如耐轮辋磨损性被认为引起返硫，并且由此降低E*和断裂伸长率。同时，虽然边口衬胶和胎圈包布需要具有比胎侧壁更高的E*值以保障良好的操纵稳定性，但是E*的增加趋向于导致断裂伸长率的下降。接下来，对因素(2)进行说明。考虑到易于捏合，边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物包含大量树脂(赋予粘结性的树脂)例如C5石油树脂以及油，这是因为当挤出物缠绕到转子(reel)上时，所述组合物需要紧密粘附在聚乙烯或聚萘二酸乙二醇酯(PEN)制成的内衬膜(liner film)上，以及因为所述组合物为了保证耐轮辋磨损性而包含大量炭黑。该配方可能不允许渗出物在渗出孔中易于滑动。如上所述，其特性例如操纵稳定性、耐轮辋磨损性、以及燃料经济性得到改进的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物被认为由于其配方易于引起渗出物破裂。相反，相对于以各自特定比例包含丁二烯橡胶和异戊二烯系橡胶的橡胶组分的量，本发明的橡胶组合物包括各自预定量的氧化锌和硬脂酸。因此，所述橡胶组合物能够解决渗出孔中滑动性不足的问题从而减少轮胎脱模中破裂渗出物的数目，同时能够以平衡方式改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性、以及燃料经济性。本发明的橡胶组合物包括丁二烯橡胶(BR)。BR没有特别限制，并且其例子包括高顺式BR、使用稀土催化剂合成的BR(稀土 BR)、锡改性BR、以及含有间同立构聚丁二烯晶体的BR(含有SPB的BR)。高顺式BR是具有不低于90质量％、优选不低于95质量％、更优选不低于97质量％的顺式含量(在橡胶中含有顺式-1，4-键的丁二烯单元的比例)的BR。高顺式BR的使用促使耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性、以及燃料经济性的平衡改进。顺式含量可以通过红外吸收光谱来测定。
稀土 BR是使用稀土催化剂合成的丁二烯橡胶，并且具有高顺式含量和低乙烯基含量的特性。稀土 BR的使用显著改进了燃料经济性、耐轮辋磨损性、和断裂伸长率。用于合成稀土 BR的稀土催化剂可以是已知的稀土催化剂，例如含有镧系稀土化合物、有机铝化合物、铝氧烷、或含齒素化合物、可选地具有路易斯碱。特别是，优选包含含钕(Nd)化合物作为镧系稀土化合物的Nd催化剂。镧系稀土化合物的例子包括原子序数为57 71的稀土金属的卤化物、羧酸酯、醇化物、硫代醇化物、和酰胺。在这些之中，考虑到获得具有高顺式含量和低乙烯含量的BR，优选如上所述的Nd催化剂。有机铝化合物可以是通式AlRaRbRe所示的化合物(其中，R\ Rb、和Re是彼此相同或不同的，并且各自表示氢或C1-C8烃基)。铝氧烷的例子包括无环铝氧烷和环状铝氧烷。含卤素化合物的例子包括AlXkRtVk所示的卤化铝(其中X表示卤素，Rd表示C1-C20烷基、芳基、或芳烷基，并且k表示1、1· 5、2或3)；卤化锶例如Me3SrCl, Me2SrCl2, MeSrHCl2、和MeSrCl3 ;以及金属卤化物例如四氯化硅、四氯化锡以及四氯化钛。路易斯碱用于络合镧系稀土化合物，优选为乙酰丙酮、酮、以及醇等化合物。在聚合丁二烯的时候，稀土催化剂可溶解于有机溶剂(例如，正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、苯)中或被支撑在合适载体(例如，二氧化硅、氧化镁、氯化镁)上来使用。关于聚合条件，聚合可以是溶液聚合或本体聚合，优选的聚合温度是_30°C 150°C，并且取决于其它条件，聚合压力可以是任何压力。稀土 BR的重均分子量(Mw)对数均分子量(Mn)的比值(Mw/Mn)优选不小于I. 2，并且更优选不小于1.5。如果该比值低于I. 2，那么加工性趋于下降。稀土 BR的Mw/Mn优选不大于5，并且更优选不大于4。如果该比值大于5，那么耐轮辋磨损性的改进效果趋于较小。稀土 BR的Mw优选不小于300，000，并且更优选不小于500，000，但是优选不大于1，500，00，更优选不大于1，200，000。而且，稀土 BR的Mn优选为不小于100，000，并且更优选不小于150，000，但是优选不大于1，000，000，并且更优选不大于800，000。如果Mw和Mn
低于各自下限，那么耐轮辋磨损性和燃料经济性趋于下降。如果Mw和Mn大于各自上限，那么加工性可能下降。此处的Mw和Mn是通过凝胶渗析色谱法(GPC)测定并且相对于聚苯乙烯标准进行校准的数值。
稀土 BR的顺式含量优选不低于90质量更优选不低于93质量％,并且更优选不低于95质量％。如果稀土 BR具有低于90质量％的顺式含量，那么耐轮辋磨损性和燃料经济性可能下降。稀土 BR的乙烯基含量优选不高于I. 8质量更优选不高于I. O质量更优选不高于O. 5质量％，并且特别优选不高于O. 3质量％。如果其乙烯基含量高于I. 8质量％，那么耐轮辋磨损性可能下降。乙烯基含量可以通过红外吸收光谱来测定。优选锡改性BR通过如下方式获得通过锂引发剂对1，3_ 丁二烯进行聚合，然后添加锡化合物，以便锡改性BR分子以锡-碳键结束。锡改性BR的使用使得燃料经济性显著增加。锂引发剂的例子包括锂化合物例如烷基锂化合物、芳基锂化合物、烯丙基锂化合物、乙烯基锂化合物、有机锡锂化合物、和有机氮锂化合物。使用锂化合物作为用于BR聚合 的引发剂能够制造具有高乙烯基含量和低顺式含量的锡改性BR。锡化合物的例子包括四氯化锡、三氯丁基锡、二氯二丁基锡、二氯二辛基锡、氯化三丁基锡、氯化三苯锡、二苯基二丁基锡、乙氧基三苯基锡、二苯基二甲基锡、氯化二甲苯锡、_■羊酸酷_■苯基锡、_■乙稀基_■乙基锡、四节基锡、_■硬脂酸_■丁基锡、四稀丙基锡、以及对苯乙烯三丁基锡。锡改性BR中锡原子的含量为不低于50ppm,并且优选为不低于60ppm。如果锡原子含量低于50ppm，那么加速炭黑分解的效果趋于较小。锡原子含量不高于3000ppm，并且优选不高于2500ppm,并且更优选不高于250ppm。如果锡原子含量高于3000ppm,那么经捏合的混合物趋向于呈现出不良的粘结性从而形成粗糙的边缘，并且由此经捏合的混合物的挤出加工性趋于下降。锡改性BR的分子量分布(Mw/Mn)为不超过2，并且优选不超过I. 5。当Mw/Mn超过2时，炭黑的分散性趋于下降，并且tan δ趋于增加。其分子量分布的下限没有特别限制，但是优选不低于I。考虑到出色的生产率，锡改性BR的乙烯基含量优选不低于5质量％，更优选不低于7质量％。考虑到出色的耐轮辋磨损性，锡改性BR的乙烯基含量优选不高于50质量％，更优选不高于20质量％。含有SPB的BR可以是通常用于轮胎工业的含有SPB的BR，并且所述含有SPB的BR优选具有与BR化学成键且分散于BR中的1，2-间同立构聚丁二烯晶体。含有的SPB晶体能够显著增加操纵稳定性和耐轮辋磨损性。此外，在渗出孔中的橡胶组合物中成直线排列的SPB晶体有助于增加橡胶组合物的硬度和强度，导致在轮胎脱模中破裂渗出物的数目进一步下降。1,2-间同立构聚丁二烯晶体的熔点优选不低于180°C，并且更优选不低于190°C。如果SPB的熔点低于180°C，那么操纵稳定性和耐轮辋磨损性可能不能充分改进。而且，1，2-间同立构聚丁二烯晶体的熔点优选不高于220°C，并且更优选不高于210°C。如果SPB的熔点高于220°C，那么其在橡胶组合物中的分散性趋向于降低。含有SPB的BR中的1，2_间同立构聚丁二烯晶体的含量不低于2. 5质量％，并且优选不低于10质量％。如果其含量低于2. 5质量％，那么操纵稳定性和耐轮辋磨损性可能不能充分改进。1，2_间同立构聚丁二烯晶体的含量不大于20质量％，并且优选不大于18质量％。如果其含量高于20质量％，那么该BR趋向于不能容易地分散在橡胶组合物中，这趋向于导致加工性下降。基于100质量％的橡胶组分,BR的含量不低于15质量优选不低于50质量％。如果其含量低于15质量％，那么不能保障足够的耐轮辋磨损性。BR含量不大于80质量％，并且优选不大于70质量％。如果其含量高于80质量％，那么断裂伸长率趋于下降。本发明的橡胶组合物包括异戊二烯系橡胶。异戊二烯系橡胶的例子包括天然橡胶(NR)、高纯度天然橡胶(HPNR)、异戊二烯橡胶(IR)、和液态异戊二烯橡胶(L-IR)。特别是，考虑到实现良好的断裂伸长率，优选NR。NR可以是通常用于轮胎工业的NR，例如SIR 20、RSS#3、以及TSR 20。

基于100质量％的橡胶组分，异戊二烯系橡胶的含量不低于15质量％，优选不低于20质量％。如果其含量低于15质量％，那么不能保障足够的断裂伸长率。异戊二烯系橡胶含量不大于50质量％，并且优选不大于48质量％。如果其含量高于50质量％，那么耐轮辋磨损性趋于下降。除了 BR和异戊二烯系橡胶之外，可以包括在本发明橡胶组合物的橡胶组分中的橡胶的例子包括二烯橡胶例如丁苯橡胶(SBR)和乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。本发明的橡胶组合物包括氧化锌。首先，氧化锌吸附硫，并由此使得硫化反应缓慢进行，由此抑制返硫。氧化锌没有特别限制，可以使用通常用于轮胎工业中的那些氧化锌例如氧化锌I号 3号。对于每100质量份的橡胶组分，氧化锌的量不小于I. 2质量份，并且优选为不小于
1.3质量份。如果其含量低于I. 2质量份，那么不能充分抑制返硫，这容易导致渗出物破裂。对于每100质量份的橡胶组分，氧化锌的量不大于2. 9质量份，优选为不大于2. O质量份，并且更优选为不大于I. 8质量份。如果其含量大于2. 9质量份，那么不能保障足够的耐轮辋磨损性。本发明的橡胶组合物包括硬脂酸。硬脂酸的使用能够活化硫化反应，导致合适的交联密度、以及甚至较高的E*值。硬脂酸的使用也能够改进渗出孔中渗出物的滑动性。所述硬脂酸没有特别限制，并且可以使用通常用于轮胎工业的那些硬脂酸。对于每100质量份的橡胶组分，硬脂酸的量不小于2. 2质量份，并且优选为不小于
2.5质量份。如果其含量低于2. 2质量份，那么不能获得合适的交联密度，这容易导致渗出物破裂。对于每100质量份的橡胶组分，硬脂酸的量不大于4. O质量份，优选为不大于3. 5质量份，并且更优选为不大于3. 2质量份。如果其含量大于4. O质量份，那么趋向于不能获得与增加的含量成比例的效果。而且在这种情况下，硬脂酸可能喷霜(形成晶体)到橡胶组合物的表面，由此降低对聚乙烯或PEN制成的内衬膜的粘附性。此外，硫化后的断裂伸长率趋向于下降。本发明的橡胶组合物优选包含硫化促进剂。硫化促进剂没有特别限制，并且其例子包括通常用于轮胎工业的硫化促进剂，例如N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(TBBS)、N-环已基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(CBS)、N，N' -二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(DZ)、巯基苯并噻唑(MBT)、二苯并噻唑基二硫化物(MBTS)、以及二苯胍(DPG)。在这些之中，优选使用TBBS。
对于每100质量份的橡胶组分，硫化促进剂的量优选为不小于2. O质量份，更优选为不小于2. 5质量份，并且进一步优选为不小于2. 8质量份。如果其含量低于2. O质量份，那么因为氧化锌的量减少，硫化反应不能充分激活。对于每100质量份的橡胶组分，硫化促进剂的量优选为不大于5. O质量份，并且更优选为不大于4. O质量份。如果其含量大于5. O质量份，那么耐轮辋磨损性趋于下降。本发明中的橡胶组合物优选包含硫。所述硫没有特别限制，并且可以使用通常用于轮胎工业的那些硫。可用的硫的例子包括粉末状硫，沉淀硫，胶态硫，不溶性硫，和高分散硫。在这些之中，优选使用不溶性硫。 考虑到良好的断裂伸长率，对于每100质量份的橡胶组分，硫的量优选为不小于I. 91质量份，并且更优选为不小于2. 00质量份。考虑到良好的耐轮辋磨损性，对于每100质量份的橡胶组分，硫的量优选为不大于2. 70质量份，并且更优选为不大于2. 50质量份。在硫是不溶性硫的情况下，硫的量是指除了油含量之外的纯硫的量。本发明的橡胶组合物优选包含炭黑。炭黑的使用能够保障良好的导电率(通电性)，并且因此汽车中累积的静电可以依序从轮胎轮辋一边口衬胶一胎侧壁一胎面一路面高效释放。所述炭黑没有特别限制，并且可以使用通常用于轮胎工业的那些炭黑。炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选不低于25m2/g，更优选不低于30m2/g，同时N2SA优选不大于100m2/g，更优选不大于80m2/g，并且更优选不大于75m2/g。如果其N2SA小于下限值，那么补强性可能较低，并且因此不能获得足够的耐轮辋磨损性。如果其N2SA大于上限值，那么燃料经济性趋向于降低。由于同样的原因，炭黑的碘吸附值优选不低于15mg/g，更优选不低于25mg/g,同时其碘吸附值优选不大于90mg/g,更优选不大于70mg/g,并且更优选不大于65mg/g。此处炭黑的N2SA根据JISK6217-2 :2001进行测定，并且此处炭黑的碘吸附值根据基于JIS K6217-1 2008的方法A进行测定。对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选不低于I质量份，更优选不低于40质量份，并且更优选不低于50质量份。如果其含量低于I质量份，那么不能保障足够的导电率。对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量优选为不大于70质量份，并且更优选为不大于68质量份。如果其含量大于70质量份，那么燃料经济性和加工性趋于下降。炭黑可以是闻结构导电炭黑，例如石墨化碳墨、乙块碳黑、以及科琴超导电碳黑。这种炭黑即使在小含量(对于每100质量份的橡胶组分，I 10质量份)使用时也能够保障高导电率，由此导致燃料经济性的进一步改进。市售导电炭黑的例子包括德固赛公司生产的 Printex XE 2B。本发明的橡胶组合物可以包括二氧化硅。二氧化硅的使用显著改进了燃料经济性。该使用也显著增加了断裂伸长率，导致破裂渗出物数目的进一步降低。所述二氧化硅没有特别限制，并且可以使用通常用于轮胎工业的那些二氧化硅。此外，二氧化硅可以与硅烷偶联剂组合使用。在本发明的橡胶组合物包括二氧化硅的情况下，对于每100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量优选不低于I质量份，更优选不低于5质量份。如果其含量低于I质量份，那么不能充分实现通过添加二氧化硅所获得的效果。对于每100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量优选为不大于20质量份，并且更优选为不大于12质量份。如果其含量大于20质量份，那么耐轮辋磨损性趋于下降。使用二氧化硅部分替代炭黑或者使用具有低N2SA值的炭黑趋向于降低耐轮辋磨损性。因此，在该情况下，优选与含有SPB的BR —起使用，从而保障良好的耐轮辋磨损性。本发明中的橡胶组合物可优选包括蜡。蜡将喷霜至橡胶组合物的表面上，这能够使得渗出孔中的渗出物易于滑动，导致破裂渗出物数目的进一步下降。蜡没有特别限制，可以使用通常用于轮胎工业中的那些蜡，例如正烷烃系石油蜡、以及天然蜡。对于每100质量份的橡胶组分，蜡的量优选为不小于O. 5质量份，更优选为不小于
O.8质量份，并且进一步优选为不小于I. O质量份。如果其含量低于O. 5质量份，那么不能充分实现通过添加蜡所获得的效果。对于每100质量份的橡胶组分，蜡的量优选不大于3. O质量份，更优选不大于2. O质量份，并且更优选不大于I. 8质量份。如果其量大于3. O质量份，那么蜡可能过度喷霜，可能导致外观缺陷(变白)。
除上述成分外，本发明的橡胶组合物可选地包含通常在橡胶组合物生产中使用的添加剂，例如任何种类的抗氧化剂、油、树脂(赋予粘附性的树脂)、以及脱模剂。油和/或树脂的使用能够获得良好的粘附性。例如，油可以是油例如操作油、芳香油、以及植物油和脂肪。例如，树脂可以是树脂例如C5石油树脂、液态香豆酮茚树脂、以及固态香豆酮茚树脂。对于每100质量份的橡胶组分，油和树脂的总量优选为不小于2质量份，并且更优选为不小于5质量份，因为当经挤出的橡胶组合物缠绕到转子上时，该含量有利于对聚乙烯或聚萘二酸乙二醇酯(PEN)制成的内衬膜良好的粘附性。考虑到渗出孔中良好的滑动性，对于每100质量份的橡胶组分，油和树脂的总量优选为不大于12质量份，并且更优选为不大于10质量份。此处，使用树脂部分替代油增加了断裂伸长率，并且因此增加了减少破裂渗出物数目的效果，并且还有利于良好的耐轮辋磨损性。在组合使用油和树脂的情况下，对于100质量份的橡胶组分，油的量优选I 7质量份，并且树脂的量优选I 5质量份。如果树脂的量大于5质量份，粘附性趋向于过度增加，导致成型加工性和生产率的下降。考虑到良好的断裂伸长率，树脂的软化点优选不低于50°C，更优选不低于80°C，但是考虑到良好的成型加工性和生产率，其软化点优选不高于150°C，更优选不高于120。。。此处，用环球法软化点设备如JIS K6220-1 :2001中所陈述的进行测定的软化点
是球滴落的温度。脱模剂的使用能够使得渗出孔中的渗出物易于滑动，导致破裂渗出物数目的进一步下降。可以适当使用脱模剂，例如，脂肪酸金属盐与脂肪酸酰胺的混合物。对于每100质量份的橡胶组分，脱模剂的量优选为O. I 10质量份，并且更优选为O. 5 3质量份。用于生产本发明橡胶组合物的方法可以是已知的方法例如包括如下步骤的方法在橡胶捏合设备例如开炼机或班伯里混合机中捏合上述成分，然后硫化经捏合的混合物。本发明的橡胶组合物可用于充气轮胎的边口衬胶或胎圈包布；例如，其具体例子是如JP 2009-137437A的图2所示部件。应当注意的是所述胎圈包布可以是包括织物以及覆盖织物的贴胶橡胶组合物的帆布胎圈包布，或者可以是仅包括橡胶组合物而不包括织物的橡胶胎圈包布。
本发明的充气轮胎可通过常用方法使用上述橡胶组合物来制备。具体的，所述方法可以包括在硫化前将橡胶组合物挤出并加工为边口衬胶或胎圈包布的形状，在轮胎造型机上通过常规方法对所获得的挤出物进行模压并将所得部件与其它轮胎部件进行组合，以便形成未硫化轮胎，并在硫化机中在压力下对未硫化轮胎进行加热。在轮胎生产中使用的轮胎模具在包括胎面、胎侧壁、和胎圈(边口衬胶、胎圈包布)区域的较大范围内具有数十至数百渗出孔。许多渗出孔设置在空气易于残留在生胎(未硫化轮胎)与模具之间的缝隙中，例如胎面边缘区域、具有最大宽度的胎侧壁区域的附近、以及胎踵区域。当渗出物弯曲时，渗出孔的直径过大可能阻止轮辋和轮胎之间的紧密接触，并由此可以抑制空气密封。同时，渗出孔直径过小容易导致脱模中渗出物破裂。因此，渗出孔的直径优选O. 3 2. 0mm。渗出孔的长度(深度)应当仅为大约12mm。取决于 生胎和模具之间的形状差异，在胎圈区域的情况下渗出孔之间的距离可以是大约10cm。本发明的充气轮胎可以适用于乘用车、商用车(轻型卡车)、卡车/公共汽车、工业用车辆等。在这些之中，特别合适的是乘用车和商用车。实施例在下文中，基于实施例对本发明进行更详细的描述，然而，这些实施例并不是对本发明保护范围的限制。用于实施例和比较例中的各种化学试剂列于如下。NR TSR20IR :来自 JSR 公司的 IR22OOBRl (高顺式BR):来自宇部兴产工业株式会社的BR150B (顺式含量97质量％ )BR2 (稀土 BR):来自LANXESS公司的CB24 (使用Nd催化剂合成的BR，顺式含量96 质量％，乙烯基含量0. 7 质量％，MLi+4 (IOO0C ) :45，Mw/Mn :2. 69，Mw :500, 000，Mn 186，000)BR3 (锡改性BR):来自ZENO公司的BR1250H(使用锂引发剂聚合的锡改性BR，乙烯基含量10 13质量％，Mw/Mn 1. 5，锡原子含量250ppm)BR4(含有SPB的BR):来自宇部兴产工业株式会社的VCR617(含有SPB的BR，SPB含量17质量％，SPB的熔点200°C，沸腾的正己烷不溶物的量15 18质量％ )炭黑I :来自三菱化学株式会社的DIABLACK N351H(N2SA :69m2/g，碘吸附值57mg/g)炭黑2 (导电炭黑)来自德固赛公司的Printex XE2B (碘吸附值1125mg/g)二氧化硅来自德固赛公司的ULTRASIL VN3 (N2SA : 175m2/g，碘吸附值165mg/g)油来自H&R株式会社的VivaTec 500 (TDAE油)树脂来自丸善石油化学株式会社的Marukarez T-100AS (C5石油树脂主要由通过石脑油裂解获得的C5组分中的烯烃和二烯烃所制造的脂肪族石油树脂，软化点100°C )脱模剂来自Struktol公司的WB16 (脂肪酸金属盐(脂肪酸钙盐)和脂肪酸酰胺的混合物)氧化锌来自三井金属矿业株式会社的氧化锌2号硬脂酸来自日油株式会社的Tsubaki
蜡来自大内新兴化学工业株式会社的SUNNOC N抗氧化剂6PH):来自住友化学株式会社的Antigene 6C(N_苯基-N’ -(I, 3_ 二甲基丁基)_对苯二胺)含有10%油的不溶性硫来自日本乾溜工业株式会社的Seimisulfur (含有至少60%不溶于二硫化碳中的物质的不溶性硫，油含量10质量％ )硫化促进剂TBBS :来自大内新兴化学工业株式会社的NoccelerNS (N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺)实施例和比较例除了硫和硫化促进剂之外，在I. 7L班伯里混合机中捏合表I或表2中所示量的化学试剂。随后，将硫和硫化促进剂添加到经捏合的混合物中，并用开炼机进行捏合，由此生产未硫化橡胶组合物。 将所生产的未硫化橡胶组合物的一部分在170°C下加压硫化12分钟，以便生产硫化橡胶组合物。将未硫化橡胶组合物的另一部分加工为边口衬胶和胎圈包布的形状，并用于生产未硫化轮胎。将未硫化轮胎在170°C下硫化12分钟，以便制备试验轮胎(轮胎尺寸225/70R16117/115)。所获得的硫化橡胶组合物和试验轮胎通过以下方法进行评估。结果如表I和表2所示。(粘弹性试验)在如下条件下使用粘弹性谱仪VES (岩本株式会社制造)对由各个硫化橡胶组合物的复数弹性模量E*(MPa)和损耗角正切(tan δ )进行测定70°C的温度；10Hz的频率；10%的初始应变；和2%的动态应变。较大的E*对应于较高的刚度和较好的操纵稳定性。较小的tan δ对应于较低的发热性和较好的燃料经济性。(滚动阻力)在将轮胎安装在JIS标准的轮辋上之后，在以下条件下根据JIS D4234:2009并使用滚动阻力测定器测定各试验轮胎的滚动阻力230kPa的内压；3· 43kN的负载；以及80km/h的速度。通过以下公式计算滚动阻力的改进率(滚动阻力的下降率)。滚动阻力的改进率=(比较例I的滚动阻力-各配方的滚动阻力)/(比较例I的滚动阻力)X 100(拉伸测试)使用由各个硫化橡胶组合物制造的3号哑铃状试验片，根据JIS K 6251 :2010“硫化或热塑性橡胶——拉伸应力-应变性能的测定”在室温下进行拉伸试验，并测定断裂伸长率EB(%)。较高EB值表示较好的断裂伸长率。如果EB值不低于245，那么所述组合物没有实际问题。(耐轮辋磨损性)各试验轮胎在JIS标准下在230%最大负载(最大内压)的负载条件下，以20km/h的速度在滚筒上行驶600小时。在那之后，测定轮辋凸缘接触部分处的磨损深度。各配方的耐轮辋磨损性根据如下公式表示为指数。较大的指数对应较好的耐轮辋磨损性。如果该指数不小于90，那么该轮胎没有实际问题。
(耐轮辋磨损性指数)=(比较例I的磨损深度)/(各配方的磨损深度)X100(渗出物破裂评估)用至少100个轮胎计算在各试验轮胎的脱模中边口衬胶和胎圈包布上破裂渗出物的数目。各配方的破裂渗出物的数目根据如下公式表示为指数值。较大的指数表示渗出物破裂的可能性较小。如果该指数不低于90，那么所述轮胎没有实际问题。
(渗出物破裂指数)=(比较例I中的破裂渗出物的数目)/(各配方的破裂渗出物的数目)XlOO[表I]
权利要求
1. 一种边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，包含 100质量份的橡胶组分； 1.2 2. 9质量份的氧化锌；以及 2.2 4. O质量份的硬脂酸， 基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分包括15 80质量％的丁二烯橡胶和15 50质量％的异戊二烯系橡胶。
2.如权利要求I所述的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，对于每100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物进一步包含2. O 5. O质量份的硫化促进剂， 其中，对于每100质量份的橡胶组分，所述氧化锌的量为I. 3 2. O质量份，所述硬脂酸的量为2. 5 3. 5质量份。
3.如权利要求I所述的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，对于每100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物进一步包含I. 91 2. 70质量份的硫。
4.如权利要求I所述的边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物，对于每100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物进一步包含I 70质量份的炭黑， 其中，所述丁二烯橡胶包含1，2_间同立构聚丁二烯晶体。
5.一种充气轮胎，其包含各自使用如权利要求I所述橡胶组合物制造的边口衬胶和/或胎圈包布。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物以及一种使用该橡胶组合物制造的充气轮胎，所述橡胶组合物能够以平衡方式改进耐轮辋磨损性、断裂伸长率、操纵稳定性、以及燃料经济性，并且降低轮胎脱模中的破裂渗出物的数目。所述边口衬胶或胎圈包布用橡胶组合物包括100质量份的橡胶组分；1.2～2.9质量份的氧化锌；以及2.2～4.0质量份的硬脂酸，基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分包括15～80质量％的丁二烯橡胶和15～50质量％的异戊二烯系橡胶。
文档编号C08K3/36GK102838789SQ20121008157
公开日2012年12月26日 申请日期2012年3月14日 优先权日2011年6月21日
发明者宫崎达也 申请人:住友橡胶工业株式会社