一种轮胎胎面橡胶组合物以及使用其的轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明在于提供一种胎面橡胶组合物，具有良好加工性能，填料分散性，耐磨性，同时不增加滞后损失。该橡胶组合物，含有如下质量份的组分：100质量份的橡胶组分，40-120质量份的二氧化硅，0.1-20质量份的胺盐，以及每100质量份所述二氧化硅1-20重量份的硅烷偶联剂。另外本发明还涉及使用该橡胶组合物制备的轮胎胎面制成的充气轮胎。
【专利说明】一种轮胎胎面橡胶组合物以及使用其的轮胎
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶组合物领域，具体涉及一种轮胎胎面橡胶组合物和使用该橡胶组合物的充气轮胎。
【背景技术】
[0002]二氧化硅用作轮胎胎面胶的补强填充剂能改善轮胎在潮湿路面和积雪路面的牵引力，同时可以改善轮胎滚动阻力、磨耗和牵引性能。在轮胎工业中受到广泛的关注。但目前二氧化硅填充胶料仍然存在一些问题:二氧化硅粒子间强烈的相互作用，导致加工困难，不易分散，与胎面胶常用聚合物不相容等特点，影响了其的使用。
[0003]传统的改善二氧化硅分散性能的方法是通过添加有机酸锌盐、有机酸钾盐、或蜡等助剂，但是这些助剂只是通过增加橡胶的塑性来提高加工性能，并不会改善二氧化硅的分散性。将硅烷偶联剂与二氧化硅共用，不仅能够改善二氧化硅的分散性，同时通过化学反应将二氧化硅与橡胶连结起来，但由于硅烷与二氧化硅的反应过程会释放出大量乙醇，如果乙醇不能及时排除，就会造成轮胎各层胶料之间容易鼓泡，甚至开裂，影响了轮胎的性能和使用寿命。将胺盐或胺化合物用于二氧化硅分散剂的研究已有报道:中国发明专利CN201310045998.2中使用了氨基酸类物质的多功能加工助剂，在不降低胎面胶料耐磨性能的基础上降低胶料 的滚动阻力。中国发明专利CN201180048533.1中使用了一种胺化合物，可改善二氧化硅分散性，优秀的湿地性能及滚动阻力以及抑制补强性能降低。中国发明专利CN200880025401.5中使用了一种胺盐，提供了一种具有优良加工性、硫化特性及粘弹性的橡胶组合物。但是这些报道的二氧化硅分散剂在改善二氧化硅分散性方面的效果欠佳。为了解决上述问题，本发明提供了一种轮胎胎面用橡胶组合物，该组合物具有良好的加工性能、耐磨性和填料分散性能。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于提供一种轮胎胎面用橡胶组合物，该组合物具有良好的加工性能、填料分散性和耐磨性，同时不增加滞后损失。
[0005]本发明的另一个目的在于提供一种充气轮胎。
[0006]本发明的发明人在解决上述问题的研究过程中发现，具有式(a)所示结构的胺盐能够将二氧化硅均匀的分散在橡胶胶料中，本 申请人:在中国发明专利CN201310461725.5中已经提出关于该胺盐的相关报道。
[0007]
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n (a)[0008]式(a)所示结构的胺盐，一方面通过两个聚乙二醇长链基团上的氧与二氧化硅表面羟基上的氢形成氢键，在氢键的作用下，使得胺盐与二氧化硅紧密接触；另一方面胺盐上的Rp R2所代表的长链基团又增加了胺盐与橡胶分子的相容性，最终通过胺盐的作用使二氧化硅能够均衡的分散在橡胶大分子中(关于这一机理可以参见图1)，不仅降低橡胶的加工粘度，同时减少了二氧化硅对硫化促进剂的吸附作用，使得橡胶具有良好的硫化特性。另外，通过胺盐的加入，可以在不降低胶料性能的基础上适当减少硅烷偶联剂的用量，以此降低成本。
[0009]具体而言，本申请提供如下技术方案以实现上述目的。
[0010]本发明提供一种轮胎胎面橡胶组合物，它包括如下组分:
[0011]橡胶组分；
[0012]二氧化硅；
[0013]硅烷偶联剂；和
[0014]胺盐。
[0015](I)根据本发明所述的橡胶组合物，所述的橡胶组分为天然橡胶(NR)，聚异戊二烯橡胶(IR)，聚丁二烯橡胶(BR)和聚丁二烯-苯乙烯橡胶(SBR)或它们的任意组合。
[0016](2)根据本发明所述的橡胶组合物，所述的二氧化硅可使用根据其制法而分类的湿法二氧化硅和干法二氧化硅中的任意一种。例如，由Degussa生产的Ultrasil 7000 二氧化硅，由Rhodia生产的Zeosil 1165MP和Zeosil 1115MP 二氧化硅都非常适合作为本发明的橡胶组合物中的补强填料。以100质量份的橡胶组分为基准，二氧化硅的用量在40-120质量份，优选在50-100质量份。
[0017](3)根据本发明所述的橡 胶组合物，本发明中适合的硅烷偶联剂是任何传统上可以和二氧化硅一起使用的硅烷偶联剂，例如由Evonik Degussa公司生产的Si69，X-50S。以100质量份的二氧化硅为基准，硅烷偶联剂的用量在1-20质量份，优选在2-15质量份。
[0018](4)根据本发明所述的橡胶组合物，所述胺盐的通式如式(a)所示:
【权利要求】
1.一种胎面橡胶组合物，其特征在于:包括如下组分: 100质量份的橡胶组分， 40-120质量份的二氧化硅， 0.1-20质量份的胺盐，和 硅烷偶联剂，用量为每100质量份所述二氧化硅使用1-20重量份的硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于:所述的橡胶组分为天然橡胶，聚异戊二烯橡胶，聚丁二烯橡胶和聚丁二烯-苯乙烯橡胶或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，所述胺盐结构如式(a)所示:
4.根据权利要求3所述的橡胶组合物，其特征在于:所述铵盐中，R2选自松香基、萜基、环己烷基中的一种或多种。
5.一种充气轮胎，其特征在于在胎面胶中使用权利要求1-4任一项所述的橡胶组合物。
【文档编号】B60C1/00GK103724704SQ201310730927
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】蒋小强, 张洁, 张 成, 姚居峰, 王磊, 王文芳, 董栋 申请人:北京彤程创展科技有限公司