橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种改进了包含异戊二烯系橡胶的橡胶组合物的燃料经济性并提供了良好耐久性和良好加工性能或对钢丝帘线的粘附性的橡胶组合物，以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。本发明涉及一种用于胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部或缓冲层隔离胶的橡胶组合物，其包含：特定橡胶组分；特定量的特定炭黑；特定量的硫；以及特定量的如下式（I）所示的化合物。本发明还涉及一种用于钢丝帘线贴胶、毗邻钢丝帘线的条带或结合胶的橡胶组合物，其包含：特定橡胶组分；特定量的特定炭黑；特定量的有机酸钴盐；以及特定量的式（I）所示的化合物。
【专利说明】橡胶组合物及充气轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部、缓冲层隔离胶、钢丝帘线贴胶、Btt邻钢丝帘线的条带、结合胶和胎侧壁的橡胶组合物，以及包括选自于分别由该橡胶组合物形成的胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部、缓冲层隔离胶、钢丝帘线贴胶、田比邻钢丝帘线的条带、结合胶和胎侧壁中的至少一个的充气轮胎。
【背景技术】
[0002]近来，日益增长的对汽车更好燃料经济性的期望需要具有出色燃料经济性的轮胎用橡胶组合物。已知的用于改进燃料经济性的方法是对丁苯橡胶或丁二烯橡胶进行改性以促进填料的分散。例举的用于二氧化硅配方的推荐改性橡胶是具有用包含氮功能团的烷氧基硅烷改性的末端的橡胶，以及例举的用于炭黑配方的推荐改性橡胶是结合了锡的末端改性丁二烯橡胶。此外，已知专利文献I中公开的含巯基的硅烷偶联剂与二氧化硅是高反应性的，从而促进了二氧化硅的分散。
[0003]然而，虽然上述所有用于改进燃料经济性的技术对丁苯橡胶或丁二烯橡胶均是有效的，但该效果对于异戊二烯系橡胶例如天然橡胶、高纯化天然橡胶、异戊二烯橡胶和环氧化天然橡胶是不充分的。
[0004]轮胎用橡胶组合物通常包含异戊二烯系橡胶和丁苯橡胶或丁二烯橡胶。特别地，用于要求具有出色橡胶强度的重型轮胎的橡胶组合物主要包含异戊二烯系橡胶。因此，期待用于改进异戊二烯系橡胶的燃料经济性的有效技术。
[0005]传统上，充气轮胎的胎侧壁由包含在主链上具有较高双键含量的高不饱和度橡胶例如天然橡胶或异戊二烯橡胶的橡胶组合物`形成。这类高不饱度和橡胶分子中的双键趋于与臭氧反应以导致解聚。如果将轮胎留置在暴露于较强紫外灯的地方或留置在空气中具有较高臭氧浓度的气氛中，那么会发生龟裂，所谓的臭氧龟裂。为避免该现象，用于胎侧壁的橡胶组合物包含臭氧龟裂抑制剂例如胺类抗氧化剂或蜡。
[0006]然而，包括由这类包含臭氧龟裂抑制剂的橡胶组合物形成的胎侧壁的充气轮胎具有雾状外观(dusty appearance),这是由于臭氧龟裂抑制剂在保存期间在胎侧壁表面上霜化。此外，胺类抗氧化剂在暴露于空气或阳光时趋于将它们的颜色变为褐色，因此，由于霜化而迁移到胎侧壁表面上的胺类抗氧化剂使胎侧壁褪色，降低轮胎的商业价值。另一方面，如果为了减少褪色而降低抗氧化剂的量，那么裂纹会较早形成从而降低耐久性。
[0007]乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)在分子中具有较少双键，从而不易被氧、臭氧等侵袭。因此，在胎侧壁中使用EPDM提供能避免在轮胎表面上产生裂纹的充气轮胎从而改进耐久性，并且还减少褪色等导致的外观劣化(例如，参见专利文献2)。
[0008]然而，在组合使用EPDM和二烯橡胶的情况中，增强填料例如炭黑或二氧化硅优先分散在二烯橡胶中，从而降低EPDM部分中的增强。此外，由于增强填料集中于二烯橡胶部分，故更多的发热性趋于发生，也就是说，tanS增加，于是燃料经济性(与滚动阻力相关的性能)不利地劣化。因此，需要以平衡方式改进耐候性、抗挠曲裂纹扩展性和燃料经济性。[0009]引用列表
[0010]专利文献
[0011]专利文献I JP-A2012-122015
[0012]专利文献2 JP-A2002-284927
【发明内容】
[0013]技术问题
[0014]本发明致力于解决上述问题并提供用于胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部或缓冲层隔离胶的橡胶组合物，该橡胶组合物改进了包含异戊二烯系橡胶的橡胶组合物的燃料经济性并提供了良好的耐久性和加工性能；以及包括选自于分别由该橡胶组合物形成的胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部和缓冲层隔离胶中的至少一个的充气轮胎。
[0015]另外，本发明致力于解决上述问题并提供用于钢丝帘线贴胶、Btt邻钢丝帘线的条带、或结合胶的橡胶组合物，该橡胶组合物改进了包含异戊二烯系橡胶的橡胶组合物的燃料经济性并提供了良好的耐久性和对钢丝帘线的粘附性；以及包括选自于分别由该橡胶组合物形成的钢丝帘线贴胶、Btt邻钢丝帘线的条带和结合胶中的至少一个的充气轮胎。
[0016]此外，本发明致力于解决上述问题并提供用于胎侧壁的橡胶组合物，该橡胶组合物以平衡方式改进了耐候性、抗挠曲裂纹扩展性和燃料经济性；以及包括由该橡胶组合物形成的胎侧壁的充气轮胎。
[0017]解决问题的方案
[0018]本发明的第一方面涉及一种用于胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部或缓冲层隔离胶的橡胶组合物，其包含:橡胶组分；氮吸附比表面积为20-90m2/g的炭黑；硫；以及如下式(I)所示的化合物，其中以100质量％的橡胶组分为基准,橡胶组分包含60-100质量％的异戊二烯系橡胶，相对于100质量份的橡胶组分，炭黑的量为15-55质量份以及硫的量为1.8-3.0质量份，以及相对于100质量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量为0.1-20质量
份:
[0019]
【权利要求】
1.一种充气轮胎，其包括各自由用于胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部或缓冲层隔离胶的橡胶组合物所形成的选自胎圈三角胶、胎侧壁填充胶、胎面基部和缓冲层隔离胶中的至少一种，所述橡胶组合物包含: 橡胶组分； 氮吸附比表面积为20-90m2/g的炭黑； 硫；以及 如下式(I)所示的化合物，其中， 以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包含60-100质量％的异戊二烯系橡胶，相对于100质量份的橡胶组分,所述炭黑的量为15-55质量份,所述硫的量为1.8-3.0质量份，并且 相对于100质量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量为0.1-20质量份，
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，式(I)所示的化合物为如下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，金属离子为钠、钾或锂离子。
4.如权利要求1-3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，相对于100质量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量为0.5-10质量份，以及以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包含90-100质量％的异戊二烯系橡胶。
5.如权利要求1-4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述充气轮胎用作具有钢丝帘线作为帘布层帘线的全钢子午线轮胎。
6.如权利要求1-5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，相对于100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物中油的量为至多3质量份。
7.如权利要求1-6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，相对于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物中氧化锌的量为3.0-10.0质量份。
8.一种充气轮胎，包括各自由用于钢丝帘线贴胶、Btt邻钢丝帘线的条带或结合胶的橡胶组合物所形成的选自钢丝帘线贴胶、Btt邻钢丝帘线的条带和结合胶中的至少一种，所述橡胶组合物包含: 橡胶组分； 氮吸附比表面积为20-130m2/g的炭黑； 有机酸钴盐；以及 如下式(I)所示的化合物，其中，以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包含60-100质量％的异戊二烯系橡胶， 相对于100质量份的橡胶组分,所述炭黑的量为15-70质量份,并且所述有机酸钴盐的量以钴计算为0.05-0.20质量份，以及 相对于100质量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量为0.1-20质量份，
9.如权利要求8所述的充气轮胎，其特征在于，相对于100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物包含2.5-6.0质量份的硫。
10.如权利要求8或9所述的充气轮胎，其特征在于，式(I)所示的化合物为下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
11.如权利要求8-10中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，金属离子优选为钠、钾或锂离子。
12.如权利要求8-11中任一项所述的充气轮胎，其特征在于， 炭黑具有60-130m2/g的氮吸附比表面积， 相对于100质量份的橡胶组分,所述炭黑的量为50-70质量份，以及 相对于100质量份的炭黑，所述式(I)所示的化合物的量为0.5-5质量份。
13.如权利要求8-12中任一项所述的充气轮胎，其特征在于， 相对于100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物优选包含0.1-5.0质量份的下式(II)所示的化合物，
XO3S-S- (CH2) ,-S-SO3X (II) 其中q代表3-10的整数，X代表锂、钾、钠、镁、钙、钡、锌、镍，或钴。
14.如权利要求8-13中任一项所述的充气轮胎，其特征在于， 橡胶组合物包含选自间苯二酚树脂、改性间苯二酚树脂、甲酚树脂、改性甲酚树脂、酚醛树脂以及改性酚醛树脂中的至少一种可交联树脂；以及选自六甲氧基羟甲基三聚氰胺的部分缩合物和六羟甲基三聚氰胺五甲基醚的部分缩合物中的至少一种亚甲基供体，其中，相对于100质量份的橡胶组分，至少一种可交联树脂的总量为0.5-10质量份，至少一种亚甲基供体的总量为0.5-10质量份。
15.如权利要求8-14中任一项所述的充气轮胎，其特征在于， 相对于100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物包含3-55质量份的氮吸附比表面积为50-250m2/g的二氧化硅。
16.一种充气轮胎，其包括由用于胎侧壁的橡胶组合物形成的胎侧壁，所述橡胶组合物包含: 橡胶组分； 氮吸附比表面积为30-120m2/g的炭黑；以及 如下式(I)所示的化合物，其中， 以100质量％的橡胶组分为基准，所述橡胶组分包含60-75质量％的二烯橡胶和25-40质量％的低不饱和度共聚物， 相对于100质量份的橡胶组分，所述炭黑的量为20-60质量份，以及 相对于100质量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量为0.5-20质量份，
17.如权利要求16所述的充气轮胎，其特征在于，共聚物为异丁烯与对甲基苯乙烯的溴化共聚物和乙烯-丙烯-二烯共聚物中的至少一种。
18.如权利要求16或17所述的充气轮胎，其特征在于，式(I)所示的化合物为下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
19.如权利要求16-18中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，金属离子为钠、钾或锂离子。
【文档编号】C08K3/36GK103804726SQ201310549470
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2012年11月8日
【发明者】宫崎达也, 中村匡伸 申请人:住友橡胶工业株式会社