具有不相容橡胶的轮胎面的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及橡胶组合物，并且更具体来说，涉及用于轮胎制造的橡胶组合 物。
【背景技术】
[0002] 在雪覆盖的道路上和在结冰条件下驾驶对于驾驶员总是具有挑战性的。道路很滑 并且需要提供在此类驾驶条件下具有增强的牵引能力的轮胎。
[0003] 如通常已知，轮胎面是车辆轮胎的道路接触部分，其围绕轮胎周向延伸。其经设计 以提供车辆所要的操作特征；例如牵引力、回转力等，其都在产生最少量的噪音下和在低滚 动阻力下提供以使得可以获得有利的燃料经济性。
[0004] 轮胎行业试图寻找用于胎面的新颖材料和新颖轮胎构造，其提供如今的驾驶员所 要的增强的操作特征。尤其寻找雪地用轮胎和所有天气用轮胎的领域的新颖构造和材料。
【附图说明】
[0005] 图1是展示两种弹性体各自的玻璃转化温度并展示不相容混合物的两个玻璃转 化温度的曲线。
【具体实施方式】
[0006] 本发明的特定实施例包括轮胎的胎面和可以制成轮胎面的橡胶组合物。在一些实 施例中，本文所揭示的橡胶组合物尤其适用于制造经设计以用于在雪地条件下行驶的雪地 用轮胎和/或所有天气用轮胎的胎面。
[0007] 所属领域的技术人员已知降低用于制造轮胎面的橡胶组合物的玻璃转化温度 (Tg)将改良轮胎的雪地牵引力。本发明者已经发现，相较于具有较低Tg的轮胎面，由包括 在混合在一起时彼此不相容的高Tg橡胶组分与低Tg橡胶组分两者的橡胶组合物制成的轮 胎面意外地提供具有改良的雪地牵引力的轮胎面。
[0008] 橡胶组分或橡胶组合物的玻璃转化温度最广义上来说是如下温度，橡胶在低于所 述温度下表现得更像玻璃质的脆性材料，并且在高于所述温度下橡胶表现得更像弹性体。 这一转化通常在一定温度范围内发生并且所给出的橡胶Tg是此范围的中点。有不同方法 来测定橡胶或橡胶组合物的玻璃转化温度。差示扫描热量测定（DCS)是用于测量橡胶的玻 璃转化温度的常用方法，并且ASTM D3418 (通过差示扫描热量测定进行的聚合物熔融和结 晶的转化温度和焓的标准测试方法）中提供一种此类方法。
[0009] 图1是展示两种弹性体各自的玻璃转化温度并展示不相容混合物的两个玻璃转 化温度的曲线。图1中所示的迹线是根据ASTM D3418用来测定聚丁二烯、天然橡胶以及两 者的50:50混合物的玻璃转化温度的差示扫描热量计的输出结果。将输出结果（瓦/克） 相对于测试样品的温度绘制成曲线。
[0010] 聚丁二烯迹线1在约-100°C处具有峰4,其表明聚丁二烯的Tg。天然橡胶迹线2在 约-60°C处具有峰5,其表明天然橡胶的Tg是约-60°C。混合物迹线3(即聚丁二烯与天然 橡胶的50:50混合物）具有两个峰，第一个峰6a在约-100 °C处并且第二个峰6b在约-60 °C 处。因为混合物迹线3具有展示个别橡胶组分峰的多个峰，所以这些橡胶是不相容的。如 果混合物仅具有一个峰，那么两种橡胶将是相容的，并且通常，所述一个峰在个别弹性体玻 璃转化温度之间的某处。
[0011] 成功预测橡胶将相容或不相容的方法是未知的。因此，这在某种程度上属于试错 法，其选择弹性体，将其掺合在一起并经由DSC根据ASTM D3418判定弹性体是相容的或不 相容的。不相容橡胶的混合物的Tg峰将代表不相容掺合物中每一种橡胶的个别峰，以使得 掺合物中的每一种橡胶组分仍经由其Tg峰表明其存在于混合物中。另一方面，相容橡胶的 混合物的Tg峰将是掺合物中个别橡胶的峰的掺合物，以使得每一种组分橡胶不再经由其 自身的Tg峰表明其存在于掺合物中。因此，如果不同橡胶的混合物有且只有一个根据ASTM D3418测量的Tg峰，那么所述橡胶混合物具有相容的橡胶。
[0012] 如本文所用，"phr"是"以重量计每一百份橡胶中的份数"并且是所属领域中的常 见量度，其中橡胶组合物的组分相对于组合物中橡胶的总重量测量，即，组合物中每100重 量份的总橡胶所述组分的重量份。
[0013] 如本文所用，弹性体和橡胶是同义术语。
[0014] 如本文所用，"基于"是认识到本发明的实施例由在组装时未固化的经硫化或固化 橡胶组合物制成的术语。因此，经固化橡胶组合物"基于"未固化橡胶组合物。换句话说， 交联橡胶组合物是基于或包含可交联橡胶组合物的组分。
[0015] 现在将详细参考本发明的实施例。每一个实例以解释本发明的方式提供。举例来 说，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征可以与另一个实施例一起用于产生第三个 实施例。本发明意欲包括这些和其它修改和变化。
[0016] 如上所述，本发明的特定实施例包括至少部分由包括两种不相容二烯弹性体的橡 胶组合物形成的轮胎面，第一二烯弹性体是高Tg橡胶并且第二二烯弹性体是低Tg橡胶。
[0017] 二烯弹性体至少部分（即均聚物或共聚物）由共辄或非共辄的二烯单体（即具有 两个碳-碳双键的单体）产生。这些二烯弹性体可以分类为"基本上不饱和"二烯弹性体 或"基本上饱和"二烯弹性体。如本文所用，基本上不饱和二烯弹性体是至少部分由共辄二 烯单体产生的二烯弹性体，基本上不饱和二烯弹性体的此类二烯来源的成员或单元（共辄 二稀）的含量是至少15mol. %。高度不饱和二稀弹性体属于基本上不饱和二稀弹性体的类 另IJ，其是二烯来源的单元（共辄二烯）的含量大于50mol. %的二烯弹性体。
[0018] 因此，基本上饱和二烯弹性体是不属于基本上不饱和二烯弹性体的定义中的那些 二烯弹性体。此类弹性体包括例如丁基橡胶和二烯与EPDM型α-烯烃的共聚物。这些二 烯弹性体具有低或极低的二烯来源的单元（共辄二烯）的含量，此类含量小于15mol. %。
[0019] 具体来说，适合的共辄二烯的实例包括1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、 2, 3_ 二（C1-C5烷基）_1，3_ 丁二稀（如 2, 3_ 二甲基 _1，3_ 丁二稀、2, 3_ 二乙基 _1，3_ 丁二 稀）、2_甲基_3_乙基_1，3_ 丁二稀、2_甲基_3_异丙基_1，3_ 丁二稀、芳基_1，3_ 丁二稀、 1，3-戊二烯以及2, 4-己二烯。乙烯基芳香族化合物的实例包括苯乙烯、邻、间和对甲基苯 乙烯、市售混合物"乙烯基甲苯"、对叔丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基均三甲 苯、二乙烯基苯以及乙烯基萘。
[0020] 共聚物可以含有20wt. %至99wt. %的二稀单元和lwt. %至80wt. %的乙烯基芳 香族单元。弹性体可以具有任何微结构，其随所用聚合条件、尤其存在或不存在改性剂和/ 或随机化剂和所用改性剂和/或随机化剂的量而变化。弹性体可以是例如嵌段、无规、有序 或微有序弹性体，并且可以在分散液或溶液中制备；其可以是偶合和/或星形的或者用偶 合剂和/或星形或官能化剂官能化。
[0021] 适用于本文所揭示的橡胶组合物的特定实施例的适合的二烯弹性体的实例包括 高度不饱和二烯弹性体，如聚丁二烯（BR)、聚异戊二烯（IR)、天然橡胶（NR)、丁二烯共聚 物、异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物。此类共聚物包括丁二烯/苯乙烯共聚物 (SBR)、异戊二烯/ 丁二烯共聚物（BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物（SIR)以及异戊二烯/ 丁 二烯/苯乙烯共聚物（SBIR)。
[0022] 本文所揭示的橡胶组合物的特定实施例包括玻璃转化温度是-30 °C至0°C或 者-20°C至_5°C的高Tg橡胶。用于此类特定实施例的低Tg橡胶的玻璃转化温度在-IKTC 至-60°C之间或者-100°C至_80°C之间。
[0023] 在本文所揭示的橡胶组合物的一些实施例中，高Tg橡胶组分可以选自合成聚异 戊二烯橡胶、异戊二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯共聚物以及其任何组合，只要其玻 璃转化温度属于上文所揭示的范围即可。除这些橡胶以外，其它适合的弹性体可以包括异 戊二烯/ 丁二烯共聚物和异戊二烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物，其为单独的或其任何组合形 式或与上文列为适用于高Tg橡胶组分的那些橡胶的任何组合形式。
[0024] 在本文所揭示的橡胶组合物的一些实施例中