轮胎用橡胶组合物和充气轮胎的制作方法_2

文档序号:9332042阅读:来源:国知局
黑可以通过将由式(I)至(V)表示的炭黑偶联剂的任何 以适当的配混量配混在橡胶中来结合至聚合物,因此炭黑和聚合物可以结合,并且可以保 持该优选的分散状态。进一步,获得了其中低发热性与抗龟裂性一致的橡胶组合物。就这 点而言,如果不配混用于将炭黑结合至聚合物的化学品,则炭黑在具有各粒径的炭黑之间 聚集,并且不能保持良好的分散状态,以致不能获得良好的结果。
[0045] 根据项目(12),提供了一种重负荷用轮胎,其通过将低发热性和抗龟裂性优异的 在项目(1)至(11)中获得的橡胶组合物用于软质加强件来制备。
【附图说明】
[0046] 图1示出示意性表示聚集体质量分布曲线和炭黑的粒度的参数的图。
[0047] 图2是大型车辆用传统轮胎的半部分截面示意性图。
【具体实施方式】
[0048] 在本发明中,配混在橡胶组合物中的炭黑(A)的特征在于,其ADS。和ADi。满足 0.014111彡粒度分布厶08。彡0.06 11111和0.2 11111彡粒度分布厶01。彡0.6 11111,其中厶08。和 ADi。是在圆盘离心沉降式粒度分布测量时在图1示意性示出的聚集体质量分布曲线中各 自示出的粒度分布宽度。
[0049] 为了使ADs。和AD丨。满足0? 01um彡粒度分布AD8。彡0? 06um和0? 2um彡粒度 分布ADi。彡0.6ym,在配混的情况下,炭黑通过以下来配混:将在ASTM编码中大粒度侧处 的N600至N800的炭黑和在小粒度侧处的N300至N400的炭黑在混炼时同时添加,将仅预 先配混(预混)炭黑的混合物在混炼时添加,或将含有大粒度的炭黑的橡胶组合物和含有 小粒度的炭黑的橡胶组合物混炼。满足以上条件的分布可以通过将其中大粒度和小粒度的 分布根据通过模拟各炭黑的配混比获得的结果而已知的两种炭黑配混来制备获得。
[0050] 当粒度分布ADi。是0. 2ym以下时,橡胶组合物在抗龟裂性方面优异但在发热性 方面差。另一方面,当ADi。是0.6ym以上时,橡胶组合物在发热性方面优异但在抗龟裂性 方面差。同时,当ADs。是0. 06ym以上时,橡胶组合物在发热性方面优异但在抗龟裂性方 面差。在生产ADS。为0.01ym以下的橡胶组合物时,就成本而言其中产生大的缺陷,并且 不能期望降低发热性的效果。
[0051] 进一步,炭黑满足优选0? 2ym彡粒度分布ADi。彡0? 5ym,特别优选0? 25ym彡粒 度分布AD1Q< 0. 45ym。另一方面,炭黑满足优选0. 03ym<粒度分布AD0. 05ym。 对于ADi。和ADS。二者,优选〇. 25ym彡粒度分布ADi。彡0. 45ym和0. 03ym彡粒度分布 ADS(]< 0. 05ym。通常,当单独使用大粒度的炭黑时,橡胶组合物趋于改善发热性并且降低 耐久性,并且当单独使用小粒度的炭黑时,橡胶组合物趋于改善发热性并且降低耐久性。然 而,通过满足上述粒度分布行为来获得可以使发热性和补强性高度一致的炭黑。
[0052] 如图1所示,示出上述粒度分布行为的炭黑在粒度峰中示出窄的分布,其提供了 聚集体质量分布曲线的模式,但该曲线边缘加宽并且示出所谓的尾端分布行为。因此,AD1C 和ADs。的数值范围如上述非常不同。一见之下,该曲线不一定起来示出双峰或多峰,并且 该曲线示出阐明了曲线不由单一组分组成的分布行为。
[0053] 从发热性和抗龟裂性之间的平衡的观点,图1示出的ADi。中心值优选0. 1ym以 上且0.2iim以下。特别地,抗龟裂性趋于改善。以上ADi。中心值的获得条件可以通过使 大粒度和小粒度的炭黑适当地共存来满足。相似地,从发热性和抗龟裂性之间的平衡的观 点,也优选其中ADs。中心值是0.03ym以上且0. 15ym以下的情况。
[0054] 示出适合于本发明的前述粒度分布行为的炭黑(A)被认为容易通过配混来获得, 但即使炭黑满足粒度分布的条件,在特定的情况下甚至可以使用通过改造在制造炉中的烧 制条件以单一步骤获得的炭黑。同时,炭黑也可以通过不完全除去特定粒度区域来获得,并 且只要炭黑满足粒度分布的条件,则可以在本发明中使用该炭黑。
[0055] 用于本发明的炭黑以基于100重量份的橡胶组分为20至110重量份的量添加,因 此可以获得用于本发明的橡胶组合物,所述炭黑通过炭黑的混合或分离以致满足上述条件 来制备或以单一步骤生产。在以上情况下,当满足粒度分布中的ADi。和ADS。的条件的炭 黑通过将两种炭黑混合来制备时,不需要的是,在使用之前混合其;并且当满足上述条件的 其配混比预先已知时,两种炭黑的各自需要的重量份可以同时或不同时分别添加至橡胶组 分,以致基于100重量份的橡胶组分,炭黑达到总量20至110重量份。同时,炭黑可以分别 添加至橡胶组分从而制备混合物,并且该混合可以放在一起并且混炼。
[0056] 与以上相反,当考虑分散性而使用通过将两种炭黑预先混合来制备的预混物时, 包括干法或湿法的各种方法可以用于混合和搅拌等,并且该混合优选进行至这样的程度: 特别抑制大粒度组分的结构在以上步骤中破坏和导致粒度变化,或通过使用几乎不导致粒 度变化的方法。
[0057] 在上述粒度分布中,基于100重量份的橡胶组分,满足ADi。和ADs。的条件的炭黑 ⑷的添加量优选20至110重量份,更优选30至60重量份。
[0058] 下一步,在本发明中的橡胶组合物的特征在于,其包含选自由双马来酰亚胺化合 物(B)、烷叉基酰肼化合物(C)、双硫烷化合物(D)和羧酸酰肼(E)组成的组的至少一种。
[0059] 在本发明中可以与橡胶组合物配混的双马来酰亚胺化合物⑶是由以下式⑴表 示的化合物:
[0060]
[0061] (其中R表示具有6至30个碳原子的二价芳香族烃基或具有7至24个碳原子的 二价烷基芳香族烃基,并且x和y各自独立地表示0至3的整数)。
[0062] 能够示出为可以用于本发明的双马来酰亚胺(B)的实例的是N,N' -1,2_亚苯 基二马来酰亚胺、N,N' -1,3-亚苯基二马来酰亚胺、N,N' -1,4-亚苯基二马来酰亚胺、 N,N'-(4, 4'-二苯基甲烷)双马来酰亚胺、和双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺苯基)甲 烷等,并且其至少一种可以包含于橡胶组合物中。特别地,可以适当地使用N,N'-(4, 4'-二 苯基甲烷)双马来酰亚胺。
[0063] 可以用于本发明的烷叉基酰肼(化合物C)是由以下式(II)或(III)表示的化合 物:
[0064]
[0065](其中RA表示选自具有6至30个碳原子的二价芳香族烃基、通过将任何位置的两 个氢原子从具有〇至18个碳原子的饱和或不饱和脂族烃除去而获得的二价烃基、和羰基中 的一种;RB表示具有6至30个碳原子的二价芳香族基团;1^的取代基X是选自羟基和氨基 中的一种,并且Y是吡啶基;&至R4表示氢和具有1至18个碳原子的直链、支链或环状的 烷基,或芳香族基团,并且其可以彼此相同或不同)。
[0066] 可以用于本发明的烷叉基酰肼化合物(C)包括由式(II)表示的化合物,例如 N,N' -二(1-甲基乙叉基)-间苯二甲酸二酰肼、N,N' -二(1-甲基乙叉基)-己二酸二酰 肼、N,N' -二(1-甲基丙叉基)-间苯二甲酸二酰肼、N,N' -二(1-甲基丙叉基)-己二酸 二酰肼、N,N' -二(1,3_二甲基丙叉基)-间苯二甲酸二酰肼、N,N' -二(1,3_二甲基丙 叉基)-己二酸二酰肼、N,N' -二(1-苯基乙叉基)-间苯二甲酸二酰肼、N,N' -二(1-苯 基乙叉基)-己二酸二酰肼、对苯二甲酸二酰肼、壬二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、二十烷二 酸二酰肼(icosanoicdicarboxylicdihydrazide)、和碳酸二酰肼等的烧叉基衍生物。同 时,由式(III)表示的化合物包括例如3-羟基-N-(l-甲基乙叉基)-2_萘甲酸酰肼、3-羟 基-N-(l-甲基丙叉基)-2_萘甲酸酰肼、3-羟基-N-(l,3-二甲基丙叉基)-2_萘甲酸酰肼、 和3-羟基-N-(1-苯基乙叉基)-2-萘甲酸酰肼等的3-羟基-2-萘甲酸酰肼的烷叉基衍生 物,除此以外,由式(III)表示的化合物包括水杨酸酰肼、4-羟基苯甲酸酰肼、邻氨基苯甲 酸酰肼、和1-羟基-2-萘甲酸酰肼的烷叉基衍生物。同时,其中RB_X是吡啶基的由式(III) 表示的化合物包括例如N-(l-甲基乙叉基)-异烟酸酰肼、N-(l-甲基丙叉基)-异烟酸酰 肼、N-(l,3-二甲基丙叉基)-异烟酸酰肼、和N-(l-苯基乙叉基)-异烟酸酰肼等的异烟酸 酰肼的烷叉基衍生物。
[0067]可以用于本发明的双硫烷化合物(D)在结构中包含两个连接的硫原子,并且该化 合物可以根据命名法称为二硫化物。该化合物由以下式(IV)表示:
[0068]Rd-S-S-Rd (IV)
[0069](其中RD表示硫代氨基甲酰基,或连接至苯并咪唑基或胍基的各自具有2至8个 碳原子的直链或支链的烷基链的烷基、酰基、烷基氨基和烷基酰胺基中的任一种;所述硫代 氨基甲酰基具有:具有6至10个碳原子的直链、支链或脂环族的烷基和由芳香族基团取代 的芳烷基中的任一种;在所述苯并咪唑骨架的碳原子和氮原子上的氢可以由具有1至4个 碳原子的直链或支链的烷基、卤素原子、氨基、羟基和巯基中的任一种取代;并且所述胍基 可以由具有1至8个碳原子的直链、支链或脂环族的烷基和芳基中的任一种取代)。
[0070]由式(IV)表示的化合物包括其中RD是取代的硫代氨基甲酰基的例如二硫化四烷 基秋兰姆和二硫化四
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