轮胎用橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轮胎用橡胶组合物以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 汽车轮胎由包含天然橡胶和/或合成二烯橡胶的橡胶组合物作为原料制造。在 臭氧存在下这类轮胎发生降解以及最终会开裂。为了抑制在臭氧存在下的裂纹形成和生 长，例如，使橡胶组合物包含添加剂，所述添加剂包括抗氧化剂，例如N-(l，3-二甲基丁 基）-Ν' -苯基-对苯二胺（6PPD)或聚（2, 2, 4-三甲基-1，2_)二氢化喹啉（TMDQ)，以及石 油蜡。
[0003] 硫化橡胶中的抗氧化剂和石油蜡向例如轮胎的橡胶表面移动（喷霜（bloom))， 从而用以保护橡胶远离臭氧。令人遗憾地，上述抗氧化剂和石油蜡在短期之内过量喷霜 (blooming)引起了白色变色。此外，因臭氧而降解的抗氧化剂导致褐色变色，并且它们类似 的过量喷霜将加剧褐色变色。另外，如果在轮胎表面上喷霜的蜡等形成了参差不齐，则将发 生光线的漫反射，使得由降解的抗氧化剂引起的褐色变色更加显著。因此，轮胎也会失去了 轮胎的光泽。
[0004] 专利文献1公开了添加聚氧乙烯醚非离子表面活性剂用于防止轮胎外观的劣化。 然而，在保持或改善良好的燃料经济性、良好的耐磨性和良好的冰上性能的同时还改善耐 变色性和轮胎外观方面上，该技术仍需要改进。
[0005] 引用文献列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献 I :JP HO5-IM79OA
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 本发明目的在于解决上述问题并提供轮胎用橡胶组合物和由该橡胶组合物形成 的充气轮胎，所述轮胎用橡胶组合物能够在保持或改善良好的燃料经济性、良好的耐磨性 和良好的冰上性能的同时还改善耐变色性和轮胎外观。
[0010] 解决问题的方法
[0011] 本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，相对于100质量份的在橡胶组合物中的橡胶 组分，该橡胶组合物包含0.1-6. 0质量份的普鲁洛尼克型（Pluronic)非离子表面活性剂， 以100质量％的橡胶组分为基准，该橡胶组合物中聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯 橡胶的合计量为70质量％以上，以及所述橡胶组合物包含硫。
[0012] 相对于100质量份的橡胶组分，所述轮胎用橡胶组合物优选包含15-150质量份的 二氧化硅。
[0013] 以100质量％橡胶组分为基准，所述轮胎用橡胶组合物优选包含1-30质量％的丁 苯橡胶。
[0014] 相对于100质量份的橡胶组分，所述轮胎用橡胶组合物优选包含0. 1-6. 0质量份 的硫。
[0015] 本发明还涉及一种充气轮胎，其包括由所述橡胶组合物形成的轮胎部件。
[0016] 所述轮胎部件优选为胎面。
[0017] 所述充气轮胎优选为冬胎。
[0018] 本发明的有益效果
[0019] 相对于100质量份的橡胶组分，本发明中的轮胎用橡胶组合物包含0. 1-6. 0质量 份的普鲁洛尼克型非离子表面活性剂，以100质量％的橡胶组分为基准，该橡胶组合物中 聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶的合计量为70质量％以上，以及所述橡胶组合 物包含硫。这种橡胶组合物能够在保持或改善良好的燃料经济性、良好的耐磨性和良好的 冰上性能的同时改善耐变色性和轮胎外观。使用该橡胶组合物能制造充气轮胎，该充气轮 胎在燃料经济性、耐磨性、冰上性能、耐变色性和外观方面是出色的。
【具体实施方式】
[0020] 相对于100质量份的橡胶组分，本发明中的轮胎用橡胶组合物包含0. 1-6. 0质量 份的普鲁洛尼克型非离子表面活性剂，以100质量％的橡胶组分为基准，该橡胶组合物中 聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶的合计量为70质量％以上，以及所述橡胶组合 物包含硫。
[0021] 除了特定的橡胶组分和硫之外，本发明的橡胶组合物还包含普鲁洛尼克型非离子 表面活性剂。通过使用这种橡胶组合物，因蜡等的喷霜而在轮胎表面上形成的参差不齐 (喷霜层）被弄平，以便抑制光线的漫反射。这也降低了例如上述褐色变色和白色变色，从 而改善了耐变色性。此外，例如，这也将充足的黑色外观和光泽赋予轮胎表面，从而改善轮 胎外观。同时，这使其可以保持或改善良好的冰上性能、良好的燃料经济性和良好的耐磨 性。
[0022] 此外，该橡胶组合物能如上所述地在保持或改善冰上性能、燃料经济性和耐磨性 的同时改善轮胎外观，这可能是因为合适地控制了橡胶组合物与普鲁洛尼克型非离子表面 活性剂之间的相容性。
[0023] 本发明中使用的普鲁洛尼克型非离子表面活性剂也被称为聚氧乙烯-聚氧化丙 二醇、聚氧乙烯-聚氧化丙烯嵌段聚合物、或聚丙二醇环氧乙烷加合物，并且通常是由下式 (I)表示的非离子表面活性剂。如式（I)所示，普鲁洛尼克型非离子表面活性剂在其两侧包 含具有环氧乙烷结构的亲水基，并且还在该亲水基之间包含具有环氧丙烷结构的疏水基。
[0024] [式（I)]
[0026] 式⑴中，a、b和c各自表示整数。
[0027] 普鲁洛尼克型非离子表面活性剂中的聚丙烯氧化物嵌段的聚合度（式（I)中的b) 和聚环氧乙烷单元的添加量（式（I)中的a+c)并无特别限定，可根据使用情况、用途等进 行合适地选择。聚丙烯氧化物嵌段比例越高的表面活化剂倾向于对橡胶的亲和性越高，因 而以较慢的速率向橡胶表面移动。特别地，为了适当地控制非离子表面活性剂的喷霜从而 更合适地获得本发明的效果，聚丙烯氧化物嵌段的聚合度（式（I)中的b)优选为100以下， 更优选为10~70,进一步优选为10~60,特别优选为20~60,最优选为20~45。出于 同样的理由，聚环氧乙烷单元的添加量（式（I)中的a+c)优选为100以下，更优选为3~ 65,进一步优选为5~55,特别优选为5~40,最优选为10~40。当聚丙烯氧化物嵌段的 聚合度和聚环氧乙烷单元的添加量落入上述各自的范围内时，可以合适地控制非离子表面 活性剂的喷霜，并且可以更合适地实现本发明的效果。
[0028] 普鲁洛尼克型非离子表面活性剂的例子包括：购自BASF日本株式会社的普鲁洛 尼克系列、购自三洋化成工业株式会社的Newpol PE系列、购自艾迪科（Adeka)株式会社的 Adeka Pluronic L或F系列、购自第一工业株式会社的Epan系列、以及购自日油株式会社 的Pronon系列或UNILUB。这些可以单独使用或两种以上组合使用。
[0029] 相对于100质量份的橡胶组分，普鲁洛尼克型非离子表面活性剂的含量优选为 〇. 1质量份以上，更优选为〇. 3质量份以上，更优选为0. 5质量份以上，特别优选为I. 0质 量份以上。如果其含量小于0.1质量份，则无法充分地获得本发明的效果。此外，普鲁洛尼 克型非离子表面活性剂的含量优选为6. 0质量份以下，更优选为5. 0质量份以下，还更优选 为4. 0质量份以下，特别优选为3. 0质量份以下。如果其含量大于6. 0质量份，则操纵稳定 性、耐开裂性、耐臭氧性、耐变色性、燃料经济性、耐磨性以及冰上性能可能劣化。
[0030] 本发明的橡胶组合物包含选自于由如下物质构成的组中的至少一种橡胶：聚丁二 烯橡胶（BR)、天然橡胶（NR)和聚异戊二烯橡胶（IR)。这些橡胶可单独使用或两种以上组 合使用。为了更好地实现良好的燃料经济性、良好的耐磨性和良好的冰上性能，优选使用个 NR或BR，更优选组合使用NR和BR。
[0031] 在橡胶组合物中，以100质量％的橡胶组分为基准，聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚 异戊二烯的合计量（优选聚丁二烯橡胶和天然橡胶的合计量）为70质量％以上，优选为80 质量％以上，该合计量可以为100质量％。如果该合计量小于70质量％，那么不能充分获 得燃料经济性、耐磨性和冰上性能。此外，聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶的比 例可以任意选择，只要不损害补强性能、耐磨性和冰上性能即可。
[0032] NR可以是例如通常用于轮胎工业中的那些，例如SIR20、RSS#3,或TSR20。这些可 以单独使用或两种以上组合使用。
[0033] 在橡胶组合物包含NR的情况中，以100质量％的橡胶组分为基准，NR的量优选为 20质量％以上，更优选30质量％以上，还更优选40质量％以上。NR的量优选为80质量％ 以