橡胶组合物和使用其的轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及橡胶组合物，具体而言设及湿路面抓着性能和耐摩耗性优异且具有低 滚动阻力的轮胎用橡胶组合物，和通过使用该橡胶组合物制备的轮胎。
【背景技术】
[0002] 按照对汽车安全性的日益增加的兴趣，不仅对低燃料消耗性而且对操纵稳定的要 求都增加。为了满足运些要求，要求轮胎性能中的通过减少滚动阻力实现的低发热性、在湿 路面和干路面上的操纵稳定性W及耐摩耗性高度令人满意的轮胎。此外，为了实现如上所 述的要求，尝试补强填料和橡胶组分来改善。
[0003] 炭黑目前已用作补强橡胶用填料。运归因于炭黑可W提供具有高耐摩耗性的橡胶 组合物。然而，难W通过单独使用炭黑而获得湿路面抓着性能、耐摩耗性和低燃料消耗性高 水平地平衡的橡胶组合物，配混二氧化娃来代替炭黑作为用于其的改善方法。然而，发现了 当二氧化娃用作填料时，炭黑的共混量相对减少，W致橡胶组合物的断裂强度和耐摩耗性 不可避免地下降。此外，运里设及的问题是二氧化娃具有在橡胶中的低劣的分散性和橡胶 组合物在混炼时的口尼粘度增加且加工性如挤出性低劣。
[0004] 除了炭黑和二氧化娃作为填料之外还包含橡胶组分和无机化合物粉末W用于获 得低燃料消耗性和湿路面抓着性能优异而不降低耐摩耗性的橡胶组合物的目的的轮胎胎 面用橡胶组合物在专利文献1至3中提出。
[0005] 然而，在专利文献1至3中记载的橡胶组合物中，W相对大的量配混无机化合物粉 末W便获得令人满意的改善湿路面抓着性能和燃料消耗性的效果。在该情况下，耐摩耗性 趋向于容易降低，因此未获得湿路面抓着性能、耐摩耗性与低燃料消耗性之间的平衡进一 步优异的轮胎用橡胶组合物。
[0006] 此外，通过除了二締类橡胶组分和二氧化娃之外还使用规定由聚集体的二维投影 图像分析计算的特征和诸如DBP、NzSA等性能的炭黑来改善湿路面抓着性能和耐摩耗性的 轮胎胎面用橡胶组合物在专利文献4中提出。然而，除了湿路面抓着性能和耐摩耗性也没 有充分地满足低燃料消耗性。
[0007] 现有巧术专献
[0008] 专利专献
[0009] 专利文献1:日本专利申请特开2002-338750
[0010] 专利文献2 :日本专利申请特开2003-55503
[0011] 专利文献3 :日本专利申请特开2005-213353
[0012] 专利文献4 :日本专利申请特开2012-158661
【发明内容】
[001引发巧要解决的间颗
[0014] 本发明鉴于如上所述的运样存在的状况来进行，并且其目的是提供通过使用具有 规定性能的炭黑作为补强填料制备的并且湿路面抓着性能和耐摩耗性优异且具有低滚动 阻力和低燃料消耗性的轮胎用橡胶组合物，和通过使用该橡胶组合物制备的轮胎。
[001引用于解决间颗的方案
[0016] 由本发明人重复的深入研究结果发现了上述目的可W通过将包括苯乙締-下二 締橡胶（SBR)或苯乙締-下二締橡胶（SBR)和下二締橡胶度时的橡胶组分与规定量的具 有高表面活性的细粒径的炭黑配混进轮胎用橡胶组合物中来实现，因而完成了本发明。
[0017]目P，本发明设及一种橡胶组合物，其通过将100质量份的包括苯乙締-下二締橡胶 (SBR)或苯乙締-下二締橡胶（SBR)和下二締橡胶度时的橡胶组分与2至200质量份的作 为补强填料的炭黑配混来制备，其中所述炭黑至少具有0. 2质量％ ^上的氨释放率和/或 1. 2至1. 5的NzSA/CTAB比，NzSA为氮吸附比表面积且CTAB为十六烷基S下基漠化锭吸附 比表面积，和其中所述炭黑具有160至300m7g的氮吸附比表面积NzSA，并且设及通过使用 该橡胶组合物制备的轮胎。
[0018] 发巧的效果
[0019] 根据本发明，获得了湿路面抓着性能和耐摩耗性优异并且具有低滚动阻力和低燃 料消耗性的轮胎用橡胶组合物和通过使用该橡胶组合物制备的轮胎。
【附图说明】
[0020] 图1是用于实施例中的炭黑的制造炉的概要的图。
【具体实施方式】
[0021] 下面将详细解释本发明的实施方案。
[0022] 本发明的橡胶组合物通过将100质量份的包括苯乙締-下二締橡胶（SBR)或苯乙 締-下二締橡胶（SBR)和下二締橡胶度时的橡胶组分与2至200质量份的具有高表面活 性的细粒径的炭黑配混来制备。
[0023] 用于本发明的橡胶组分包括苯乙締-下二締橡胶（SBR)和下二締橡胶度时，并且 其优选包括其中下二締橡胶占40质量％W下的苯乙締-下二締橡胶（SBR)和下二締橡胶 度时。此外，下二締橡胶更优选为其中具有与炭黑的高反应性的官能团引入分子中的活性 部位的改性下二締橡胶。改性下二締橡胶例如是，具有改性基团的下二締橡胶，所述改性 基团在聚合活性末端、聚合引发末端和聚合物链的任一个中包含选自娃原子、锡原子、硫原 子、氧原子和铁原子的至少之一，和/或所述改性基团包含选自伯胺、仲胺、叔胺和环状胺 的结构。
[0024] 本发明的橡胶组合物通过配混具有规定特性的新的炭黑而可W改善湿路面抓着 性能和耐摩耗性。炭黑的共混量相对于100质量份的橡胶组分为2至200质量份，优选5 至100质量份，并且更优选5至50质量份。如果炭黑的共混量小于2质量份，则耐摩耗性 劣化。另外，如果炭黑的共混量超过200质量份，低燃料消耗性变得更差。
[00巧]用于本发明的炭黑是具有下述特性的新的炭黑：
[0026] 1.氨释放率为0.2质量％ ^上，或
[0027] 2.NzSA/CTAB比为 1. 2 至 1. 5。
[0028] 进一步优选为具有下述特性的至少之一的新的炭黑：
[002引 3.氮吸附比表面积（NzSA)为160至300mVg，
[0030] 4.邻苯二甲酸二下醋伽巧吸附量为100至150ml/100g，
[003。5.舰吸附比表面积（IA)为180至300mVg，
[0032]6.着色力为至ISO,和
[0033] 7.甲苯着色透过度为90W上。
[0034] 上述氨释放率通过示出W质量分数计的氨的产生量来获得，其中将在l〇5°C的恒 溫干燥器中干燥1小时的炭黑在保干器中冷却至室溫，然后放入锡制管状样品容器中；将 其加压且紧密密封，借助于氨分析仪在氣气流下在2000°C下加热15分钟从而测量氨气产 生的量并且确定质量分数。氨产生的量越大，耐摩耗性提高得越多。
[0035] 氮吸附比表面积（NzSA)根据JISK6217-2来测量。
[0036] 氮吸附比表面积（NzSA)优选为160至300m2/g，进一步优选180至240m2/g。如果 NzSA小于160m2/g，则耐摩耗性劣化，而如果其超过300m2/g，则滚动阻力变得更差。
[0037]CTAB吸附比表面积根据JISK6217-3来测量。
[0038] 比表面积NzSA/CTAB比优选为1. 2至1. 5。如果比表面积NzSA/CTAB比小于1. 2， 则耐摩耗性劣化，而如果其大于1. 5,则滚动阻力变得更差。
[0039] 上面分别描述的氨释放率和氮吸附比表面积（NzSA)与十六烷基=下基漠化锭吸 附比表面积（CTAB)的比NzSA/CTAB是表明炭黑的表面活性特征的指数。用于本发明的炭 黑的运些值落在上述范围内。
[0040] 此外，DBP吸附量根据JISK6217-4吸油量A方法来测量。
[00川 DBP吸附量为100至150ml/100g，优选110至140ml/100g。如果DBP吸附量小于 lOOml/lOOg，耐摩耗性不足。此外，橡胶组合物的成形加工性降低，并且炭黑的分散性劣化， 因此不充分地获得橡胶组合物的补强性能。如果DBP吸附量超过150ml/100g，粘度增加，并 且加工性变得更差。
[0042] 舰吸附比表面积（IA)根据JISK6217-1来测量。
[0043]IA为 180 至 300m2/g，优选 200 至 270m2/g。
[0044] 此外，用于本发明的炭黑的着色力通过JISK6217-5中记载的地otoc虹on方法来 测量，并且其为120至150,优选130至140。
[0045] 甲苯着色透过度根据JISK6218-4中记载的方法来测量，并且其优选为90W上。 如果其小于90,则滚动阻力很可能变得更差。
[0046] 具有上述特性的炭黑可W通过借助于炭黑的普通制造设备来控制制造条件如原 料供给部、原料供给量、原料供给溫度、燃料油供给量、燃料雾化用空气供给量、燃烧用空气 供给量、燃烧用空气溫度和反应终止部来制造。
[0047] 在本发明的橡胶组合物中，湿路面抓着性能通过配混二氧化娃来改善。所有商购 可得的产品可W用作二氧化娃。其中，优选使用湿法二氧化娃、干法二氧化娃和硅胶，并且 特别优选使用湿法二氧化娃。使用BET比表面积（根据ISO5794/1测量的）为50至300m7 g、优选100至230m7g的二氧化娃。如果二氧化娃的邸T比表面积小于50m7g，则作为填料 的补强性不令人满意，并且耐摩耗性下降。此外，如果二氧化娃的BET比表面积超过300m7 g，则其变得难W良好地使二氧化娃分散，W致未充分获得湿路面抓着性能的改善效果。
[0048] 商购可得的产品如由TosohSilicaCo巧oration制造的商品名"化psilAQ"度ET 比表面积=190m2/g)，由DegussaAG制造的商品名"叫t;rtasilVN3"度ET比表面积= 175mVg)可W用作上述二氧化娃。二氧化娃可W单独或W其两种W上的组合来使用。
[0049] 在根据本发明的用于轮胎的橡胶组合物中，二氧化娃的共混量相对于100质量份 二締类橡胶为20至130质量份、优选50至130质量份，W便满足低发热性和耐摩耗性。如 果二氧化娃的共混量小于20质量份，未充分获得湿路面抓着性能的改善效果。此外，如果 二氧化娃的共混量超过130质量份，耐摩耗性下降。
[0050] 此外，二締类橡胶中的二氧化娃的分散性可W通过将硅烷偶联剂与二氧化娃一起 配混来改善，因此运是优选的。硅烷偶联剂的共混量基于二氧化娃的共混量优选为3至15 质量％，更优选4至10质量％。如果硅烷偶联剂的共混量小于3质量％，则不能充分地改 善二氧化娃的分散性。此外，如果硅烷偶联剂的共混量超过15质量％，硅烷偶联剂本身聚 集并且浓缩，并且不能获得期望的效果。
[0051] 硅烷偶联剂的种类将不特别受限，含硫硅烷偶联剂是优选的。能够示出作为含硫 硅烷偶联剂的实例例如是，双（3-=乙氧基甲娃烷基丙基）四硫化物、双（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] 本发明中，橡胶组合物通过使用二氧化娃和炭黑二者给予W湿路面抓着性能和耐 摩耗性。二氧化娃和炭黑的总共混量相对于100质量份二締类橡胶为60至160质量份、优 选70至140质量份。如果二氧化娃和炭黑的总和小于60质量份，未获得充分高的湿路面 抓着性能。此外，如果二氧化娃和炭黑的总和超过160质量份，湿路面抓着性能的持续性劣 化，并且耐摩耗性变得更差。
[0053] 本发明的橡胶