专利名称：安全轮胎用橡胶组合物及含有该橡胶组合物的安全轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安全轮胎用橡胶组合物及含有该橡胶组合物的安全轮胎。
背景技术：
近来，在部分胎壁内侧具有高硬度加强层的安全轮胎(Run-Flat Tire，直译为漏气行驶轮胎)已被实际应用，并且即便在被刺破导致气压下降情况下车辆也能够行驶一定的距离。这样就不必随时携带备用轮胎，并且可以减轻车辆的总重量。然而，刺破后的轮胎在漏气状态下行驶的速度和距离都十分有限，所以就需要进一步提高安全轮胎的耐久度。
并且，由于安全轮胎的加强层在低内压行驶时反复出现较大的形变，而且安全轮胎在其一部分胎壁的加强层上支撑着车辆的负载，所以导致加强层产生热量。加强层上热量的产生加速了橡胶的老化，并且最终使橡胶损坏。因此，需要一种高硬度及低发热性的加强层。
已知通常用于交联橡胶的硫会由于发热而断开并且发生再交联，因此交联密度变大，而橡胶弹性被破坏并且断裂强度降低。从这一点考虑，需要一种轻微降低密度的硫化剂。
已知使用二硫化吗啉(一种含硫化合物)代替硫，但由于与硫相比二硫化吗啉具有较少的多硫键，二硫化吗啉的断裂强度比硫更差，并且由于通过所释放的活性硫的交联，橡胶弹性也变差了。
在日本未审查专利公报第10-251456号中描述了一种含有多硫聚醚硅烷的橡胶组合物，但即便将该橡胶组合物用于安全轮胎的加强层，也存在无法获得充分的漏气行驶性能的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全轮胎用橡胶组合物，其在具有高硬度的同时兼具有低发热性，并且提高了安全轮胎的耐久度，以及一种包含该橡胶组合物的安全轮胎。
本发明涉及一种安全轮胎用橡胶组合物，其以100重量份的橡胶组分为基准，包含10～100重量份的炭黑和至少3重量份的满足下式的化合物-(R-Sx)n-(其中，R为(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x为3～6的整数，n为10～400的整数，并且m为2～5的整数)。
并且，本发明的安全轮胎优选具有含有上述安全轮胎用橡胶组合物的加强层。
在安全轮胎的加强层中，损耗弹性模量E”、复弹性模量E*和断裂强度TB满足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1；TB≥10Mpa。
具体实施例方式
本发明的安全轮胎用橡胶组合物包含橡胶组分、炭黑和满足下式的化合物(以下称为化合物(1))-(R-Sx)n-(其中，R为(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x为3～6的整数，n为10～400的整数，并且m为2～5的整数)。
作为橡胶组分的例子有天然橡胶(NR)和二烯合成橡胶例如丁二烯橡胶(BR)、间同立构-1，2-聚丁二烯(1，2BR)、苯乙烯-丁二烯共聚橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)、苯乙烯-异戊二烯共聚橡胶以及异戊二烯-丁二烯共聚橡胶。它们能够单独使用或两种以上组合使用。其中由于能够满足低发热性，而优选使用BR或将BR和1，2BR组合使用作为橡胶组分。并且，由于能够提高橡胶的断裂强度，优选使用NR作为橡胶组分。
作为橡胶组分，进一步优选将NR、BR和1，2BR组合使用。
本发明的炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选至少为30m2/g，并且进一步优选至少为35m2/g。当N2SA值低于30m2/g时，增强性能不足，并且有难以获得充分的耐久度的趋势。并且，N2SA值优选至多为100m2/g，进一步优选至多为90m2/g，并且更进一步优选至多为80m2/g。当N2SA值高于100m2/g时，发热量变大。
炭黑的邻苯二甲酸二丁酯油吸收(DBP)优选至少为50mg/100g，并且进一步优选至少为80mg/100g。当DBP值低于50mg/100g时，会变得难以获得充分的增强性能。
以100重量份的橡胶组分为基准，炭黑的含量至少为10重量份，优选至少为20重量份，并且进一步优选至少为30重量份。当含量小于10重量份时，难以获得充分的强度。并且，以100重量份的橡胶组分为基准，炭黑的含量至多为100重量份，优选至多为70重量份，并且进一步优选至多为60重量份。当含量大于100重量份时，在橡胶组合物的制备中，捏合和挤压橡胶会变得困难。
炭黑被用于增强剂，并且能够使用其他的增强剂例如二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝和粘土。
本发明的化合物(1)满足下式-(R-Sx)n-(其中，R为(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x为3～6的整数，n为10～400的整数，并且m为2～5的整数)。在本发明中，化合物(1)被用于硫化剂，而其他的硫化剂，可以使用硫，优选不溶性硫，与其组合使用。
在式中，x为3～6的整数，并且优选为3～5的整数。当x小于3时，硫化有迟滞的趋势，并且当x大于6时，橡胶组合物的制备会变得困难。
在式中，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)易于蒸发，并且其操作变得困难，并且当n大于400时，与橡胶的相容性下降。
在式中，m为2～5的整数，并且优选为2～4的整数，并且进一步优选为2～3的整数。当m小于2时，弯曲性能有下降的趋势，并且当m大于5时，橡胶的硬度不足。
以100重量份的橡胶组分为基准，化合物(1)的含量至少为3重量份，优选至少为5重量份。当含量小于3重量份时，能以获得充分的漏气行驶性能。并且，以100重量份的橡胶组分为基准，上述化合物的含量优选至多为30重量份，并且进一步优选至多为20重量份。当含量大于30重量份时，会有难以获得所需硬度的趋势。
通过向本发明的安全轮胎用橡胶组合物中加入化合物(1)，从而使化合物(1)能够向橡胶中引入下列交联单元，并且在不影响硫化速度和过早硫化的同时彻底抑制硫化还原。并且，能够获得由通常的硫交联所不能获得的橡胶组合物的耐热性，以及对动态应力的耐受性。此外，由于几乎不发生霜化，因此能够获得在其外观方面非常出色的橡胶组合物。
并且，本发明的安全轮胎用橡胶组合物，在不影响本发明效果的范围内，能够包含用于常规的橡胶组合物的氧化锌、蜡、硬脂酸、抗氧化剂、硫化促进剂及其他类似物。
本发明的安全轮胎优选具有包含本发明的安全轮胎用橡胶组合物的加强层。在这里，加强层是配置在安全轮胎的胎壁内侧的内衬带层。由于安全轮胎中存在加强层，即使在轮胎内空气压力下降的情况下，安全轮胎也能够支承车辆，并且提供出色的漏气行驶耐久度。
当本发明的安全轮胎用橡胶组合物被用于加强层时，加强层的损耗弹性模量E”和复弹性模量E*优选满足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1，并且，E”/(E*)2优选至多为6.8×10-9Pa-1。当E”/(E*)2大于7.0×10-9Pa-1时，在漏气行驶状态下行驶时的发热量变大，并且加速橡胶的热老化，从而导致橡胶损坏。
当本发明的安全轮胎用橡胶组合物被用于加强层时，加强层的断裂强度TB优选至少为10MPa，并且进一步优选至少为12MPa。当TB小于10MPa时，在漏气轮胎行驶状态下行驶时加强层会由于车辆负载导致的弯曲而损坏，这样，漏气行驶性能会有显著不足的趋势。
实施例本发明将通过实施例进行详细介绍，但本发明不仅限于此。
实施例中使用的各种化学品如下所述。
NRRSS#3BR1VCR412，购自Ube工业有限公司BR2BR150L，购自Ube工业有限公司炭黑1DIABLACK E(N2SA41m2/g，DBP115mg/100g)，购自Mitsubishi化学公司炭黑2DIABLACK H(N2SA79m2/g，DBP105mg/100g)，购自Mitsubishi化学公司硬脂酸STEARIC ACID CAMELLIA，购自NOF公司氧化锌氧化锌No.2，购自Mitsui矿业及熔炼有限公司抗氧化剂Antigene 6C，购自Sumitomo化学有限公司不溶性硫Mu-cron，购自SHIKOKU公司化合物(1)2OS4，购自Kawaguchi化学工业有限公司(m＝2，x＝4，以及n＝200)
硫化促进剂NOCCELER NS，购自OUCHISHINKO化学工业有限公司实施例1～2和对照例1～3根据表1所示的组合物成分，将除了化合物(1)、不溶性硫和硫化促进剂以外的组分在150℃下捏合4分钟，然后在所得的捏合产物内加入不溶性硫和硫化促进剂，并且将混合物在80℃下捏合3分钟，从而得到橡胶组合物。
制备尺寸为215/45Z 17R安全轮胎，其中配置在胎壁内侧的作为加强层的内衬带层分别包含实施例及对照例的橡胶组合物，然后分别进行以下测试。(断裂强度TB)将2毫米厚的薄片从安全轮胎的内衬带层上切下，并且根据JIS K6251进行TB(MPa)的测试。(E”/(E*)2)使用Iwamoto公司制造的粘弹性分光计，在70℃、初始应变为10％、动态应变为±1％、以及频率为10Hz的条件下，进行损耗弹性模量E”和复弹性模量E*的测定，并且计算得出E”/(E*)2。(漏气行驶性能)使用胎内压力为0kPa的轮胎，在滚筒上以80km/h的速度运转，直到轮胎损坏，并比较运转的距离。以对照例1的距离为100做基准，将测得的距离分别以系数的方式表示。系数越大，防爆耐久度越出色。
测试结果如表1所示。
表1
根据本发明，能够提供一种安全轮胎用橡胶组合物，通过向含有橡胶组分和炭黑的橡胶组合物中加入特定的化合物，其在具有高硬度的同时兼具了低发热性。并且，通过使用该橡胶组合物作为安全轮胎的加强层，能够提高安全轮胎的耐久度。
权利要求
1.一种安全轮胎用橡胶组合物，其特征在于，以100重量份的橡胶组分为基准，包含10～100重量份的炭黑，和至少3重量份的满足下式的化合物-(R-Sx)n-，其中，R为(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x为3～6的整数，n为10～400的整数，并且m为2～5的整数。
2.具有含有如权利要求1所述的安全轮胎用橡胶组合物的加强层的安全轮胎。
3.如权利要求2所述的安全轮胎，其特征在于，在所述安全轮胎的加强层中，损耗弹性模量E”、复弹性模量E*和断裂强度TB满足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1；TB≥10Mpa。
全文摘要
本发明提供了一种安全轮胎用橡胶组合物，其在具有高硬度的同时能够兼具有低发热性，并且提高了安全轮胎的耐久度，以及一种包含该橡胶组合物的安全轮胎。本发明涉及一种安全轮胎用橡胶组合物，它以100重量份的橡胶组分为基准，包含10～100重量份的炭黑和至少3重量份的满足下式的化合物－(R－S
文档编号C08K5/372GK1765966SQ200510113539
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年10月27日
发明者保地和郎 申请人:住友橡胶工业株式会社