专利名称：橡胶组合物和含有该橡胶组合物的赛车用轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶组合物及含有该橡胶组合物的赛车用轮胎。
背景技术：
赛车用轮胎在行驶时橡胶的温度经常在100℃以上，这是由于强烈的刺激所致。从而，轮胎的磨损增大，导致轮胎对路面的粘着力(防滑性能)下降。因此，必须改善胎面橡胶在高温下的强度(耐久性)以确保其防滑性。
作为改善轮胎耐久性的方法，一般已知的是大量使用作为增强填料的炭黑。然而，当使用大量炭黑时，橡胶的硬度变得过硬而降低了防滑性能，同时由于未硫化橡胶粘度的增大而可能留下加工性能的问题。
此外，JP-A-7-179669公开了一种含有溶液聚合丁苯橡胶和炭黑的胎面橡胶组合物，但其存在由该胎面橡胶组合物获得的强度和防滑性能不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在高温下能够以非常出色的平衡方式改善防滑性能、加工性能和橡胶强度的赛车用轮胎以及用于制造该赛车用轮胎胎面的橡胶组合物。
本发明涉及一种橡胶组合物，以100重量份橡胶组分为基准，它含有70～150重量份的氮吸附比表面积为100～300m2/g的炭黑，30～170重量份软化剂和1～30重量份满足通式(1)的化合物-(R-Sx)n- (1)(式中R为-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整数，n是10～400的整数，m是2～5的整数)，所述橡胶组分含有满足下式的溶液聚合丁苯橡胶(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)。
此外，本发明涉及一种含有包括上述橡胶组合物胎面的赛车用轮胎。
具体实施例方式
本发明的橡胶组合物包含橡胶组分、炭黑、软化剂和满足通式(1)的化合物(以下称化合物(1))-(R-Sx)n- (1)(式中R为-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整数，n是10～400的整数，m是2～5的整数)。
该橡胶组分含有溶液聚合丁苯橡胶(以下称S-SBR)。已知的SBR还有乳液聚合丁苯橡胶(以下称E-SBR)，但是E-SBR的防滑性能持久性不如S-SBR，在非常高温度(约150℃)条件下的发泡性能(使橡胶发泡以降低强度)不如S-SBR；因此本发明的橡胶组合物优选使用S-SBR。
S-SBR的苯乙烯含量优选25至45％。当该含量小于25％时，防滑性能下降；因此不适合用作赛车用轮胎。当该含量超过45％，耐磨性会变差。此外，苯乙烯含量是使用NMR测量计算的。
S-SBR的乙烯基含量优选30至75％。当乙烯基含量是小于30％时，防滑性能趋于下降，当超过75％时，防滑性能趋于下降，因为橡胶在低温下变得极其硬。此外，S-SBR的乙烯基含量表明丁二烯部分的乙烯基含量，且是使用H-NMR测量计算的。
S-SBR优选满足下式。
(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)如果S-SBR不满足上式，将不能获得足够的防滑性能。
S-SBR在橡胶组分中的含量优选90wt％或更多，进一步优选95wt％或更多。如果该含量小于90wt％，将难以获得赛车用轮胎行驶时所需足够的防滑性能。此外，S-SBR的含量特别优选为100wt％。
作为橡胶组分，二烯橡胶如NR和BR还可与S-SBR一起包含在其中。
炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)为100m2/g或更大，优选125m2/g或更大。当N2SA小于100m2/g时，耐磨性和防滑性能变差。此外，炭黑的N2SA优选为300m2/g或更小，进一步优选290m2/g或更小。当N2SA超过300m2/g时，由于橡胶在捏和时的粘度变得非常高而使加工性能存在问题。
炭黑的含量以100重量份橡胶组分为基准为70重量份或更多，并优选80重量份或更多。当该含量小于70重量份时，由于防滑性能下降且耐磨性变差而不可取。此外，炭黑的含量以100重量份橡胶组分为基准为150重量份或更少，并优选145重量份或更少。当该含量超过150重量份时，橡胶变得非常硬，防滑性能和加工性能下降。
软化剂包括橡胶工业常用的软化剂如操作油。
软化剂的含量以100重量份橡胶组分为基准为30重量份或更多，并优选40重量份或更多。当该含量小于30重量份时，橡胶过硬和防滑性能差。此外，软化剂的含量以100重量份橡胶组分为基准为170重量份或更少，并优选160重量份或更少。当该含量超过170重量份时，橡胶过度软化而导致耐磨性变差。此外，当使用那些含有油的橡胶组分时(例如，AsahiKasei公司制造的T4350)，软化剂的含量是包括橡胶组分中的油的含量。
本发明使用的化合物1满足通式式(1)-(R-Sx)n- (1)(式中R为-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整数，n是10～400的整数，m是2～5的整数)。
式(1)中，x为3～6的整数，并且优选为3～5的整数。当x小于3时，硫化变得迟滞，并且当x超过6时，橡胶组合物的制备会变得困难。
通式(1)中，n为10～400的整数，并且优选为10～300的整数。当n小于10时，化合物(1)易挥发，并且其处理变得困难，并且当n超过400时，其与橡胶的相容性下降。
在通式(1)中，m为2～5的整数，并优选为2～4的整数，进一步优选为2～3的整数。当m小于2时，所得到的橡胶组合物的弯曲性能倾向于降低，当m超过5时，难以获得足够硬度的橡胶组合物。
化合物1的含量以100重量份橡胶组分为基准为1重量份或更多，并优选为1.5重量份或更多。当该含量小于1重量份时，不能获得足够的防滑性能和橡胶强度。此外，化合物1的含量以100重量份橡胶组分为基准为30重量份或更少，并优选为25重量份或更少。当该含量超过30重量份时，防滑性能下降，且难以获得足够的橡胶强度。
通过在本发明的橡胶组合物中复合化合物1而将下面所示的交联单元引入到橡胶中，在不影响硫化速度和过早硫化的情况下大大地抑制了硫化返原。此外，还可以获得一般硫化交联不能充分得到的橡胶组合物的耐热性和动态应力阻抗。此外，由于其几乎不霜化，橡胶组合物能具有良好的表观。
在橡胶组合物的制备中，化合物1优选在80至130℃的温度下加入并捏和。当温度小于80℃时，不能进行适当的捏和，当超过130℃时，硫化被引发；因此会有捏和不充分的问题。
除了上述的橡胶组分，炭黑，软化剂和化合物1以外，如有必要，在本发明的橡胶组合物中还可混合增强填料如二氧化硅和粘土，蜡，抗氧化剂，硬脂酸，氧化锌，硫，硫化促进剂等。
本发明的赛车用轮胎优选具有包含上述橡胶组合物的胎面。具体而言，该赛车用轮胎是指那些安装在赛车车身如二轮赛车或四轮赛车上的轮胎。该胎面是将上述橡胶组合物塑模成预定形状并硫化得到的。
实施例下面将结合实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不局限于此。
实施例中使用的各种化学品如下所述。S-SBRT4350(以100重量份聚合物含量为基准，含有50重量份的操作油；乙烯基含量40％；苯乙烯含量39％)，Asahi Kasei公司制造。
炭黑N110，Showa Cabot K.K.制造(N2SA为130m2/g)。
操作油DIANAPROCESS，Idemitsu Kosan有限公司制造。
蜡SUNNOC WAX，OUCHISHINKO化学工业有限公司制造。
抗氧化剂SANTOFLEX 13，Flexsys K.K.制造。
硬脂酸KIRI，NOF公司制造。
氧化锌氧化锌No.2，三井矿业及熔炼有限公司制造。
硫Karuisawa熔炼公司制造的硫。
化合物12OS4聚合物(m＝2，x＝4，以及n＝200)，Kawaguchi化学工业有限公司制造。
硫化促进剂1NOCCELER NS，OUCHISHINKO化学工业有限公司制造。
实施例1～4和对照例1～3除了硫、化合物1和硫化促进剂以外，将上面提到的各种化学品各自以表1所示的混合量放入Kobe钢有限公司制造的1.7L班伯里密炼机中在150℃下捏和5分钟。在得到的捏和产物中加入硫、化合物1和硫化促进剂，然后使用双辊在105℃下捏和3分钟。将捏和混合物在175℃下硫化15分钟以获得橡胶组合物。对获得的橡胶组合物进行下面的测试。
(拉伸测试)根据JIS-K6251标准对在100℃下塑模成No.3哑铃体的橡胶组合物进行拉伸测试。其各自的断裂强度(MPa)和断裂伸长(％)的值越高，表示其越优。
(防滑性能)根据一般方法制造具有分别含有实施例1～4和对照例1～3的橡胶组合物的胎面的二轮车辆用后轮轮胎(轮胎尺寸180/55ZR17)。此外，将安装有该轮胎的赛车在车道上进行感观测试。指定对照例1为6分，对各实施例进行相对评分。分数越高，防滑性能越好。结果如表1所示。
表1
实施例1～4的橡胶强度和防滑性能以很好的平衡方式得到提高。
另一方面，对照例2的橡胶强度和防滑性能几乎没有提高。
此外，对照例3的断裂强度有所增大，但是断裂伸长不足，此外，防滑性能也有所降低。
根据本发明，提供了一种防滑性能、加工性能和在高温时的橡胶强度以高度平衡的方式得以改进的赛车用轮胎，同时通过包含特定的溶液聚合丁苯橡胶、炭黑、软化剂和硫化剂，还提供了用以制造该赛车用轮胎胎面的橡胶组合物。
权利要求
1.一种橡胶组合物，其含有以100重量份含有满足下式的溶液聚合丁苯橡胶的橡胶组分为基准(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)，70～150重量份的氮吸附比表面积为100～300m2/g的炭黑，30～170重量份软化剂和1～30重量份满足通式(1)的化合物-(R-Sx)n- (1)(式中R为-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整数，n是10～400的整数，m是2～5的整数)。
2.一种具有包含如权利要求1所述的橡胶组合物的胎面的赛车用轮胎。
全文摘要
提供了一种在高温下能够以非常出色的平衡方式改善防滑性能、加工性能和橡胶强度的赛车用轮胎以及用于制造该赛车用轮胎胎面的橡胶组合物。一种橡胶组合物，以100重量份含有满足下式的溶液聚合丁苯橡胶的橡胶组分为基准(乙烯基含量)≥100－2×(苯乙烯含量)，所述橡胶组合物含有70～150重量份的氮吸附比表面积为100～300m
文档编号B60C1/00GK1824694SQ20061000463
公开日2006年8月30日 申请日期2006年1月26日 优先权日2005年2月23日
发明者国泽铁也, 松尾俊朗 申请人:住友橡胶工业株式会社