胎面用橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供胎面用橡胶组合物，以及由其形成的充气轮胎(尤其用于乘用车和运动型多功能车)，所述橡胶组合物同时具有出色的耐磨性和良好的湿抓地性能并且还提供良好的燃料经济性和断裂伸长率。本发明涉及一种胎面用橡胶组合物，以100质量％橡胶组分为基准，其包含8-40质量％的顺式含量为50质量％以下的用于二氧化硅的改性聚丁二烯橡胶，和25-75质量％丁苯橡胶；相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组合物进一步包含40-120质量份的氮吸附比表面积为160-270m2/g的二氧化硅。
【专利说明】胎面用橡胶组合物及充气轮胎
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种胎面用橡胶组合物及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 乘用车及运动型多功能车的轮胎单位面积的触点压力低，与路面接触的胎面部分 需要同时具备良好的耐磨性，湿抓地性能和燃料经济性，尤其是良好的耐磨性。
[0003] 作为改善耐磨性方法的例子，引入使用氮吸附比表面积大的二氧化硅（微粉二氧 化硅）或氮吸附比表面积大的炭黑（微粉炭黑）的技术手段以改善湿抓地性能、燃料经济 性和耐磨性。（参见，例如，专利文献1)。
[0004] 遗憾地，微粉二氧化硅与微粉炭黑具有较强的聚合倾向，因此很难均匀地分散。关 于这一点，二氧化硅的制造商们试图通过调整二氧化硅的表面活性和颗粒分布来提高其在 橡胶组合物中的分散性。然而，在含改性聚合物的橡胶组合物的制备过程中，例如，这些改 性聚合物在捏合的初始阶段会与二氧化硅结合抑制二氧化硅的分散。因此，微粉二氧化硅 或微粉炭黑很难均匀地分散，而微粉二氧化硅或炭黑的使用更倾向于降低断裂伸长率。
[0005] 另一种熟知的改善耐磨性的方法是使用含硫的交联剂，例如，1，6-双（N，Ν'-二苯 基硫代氨甲酰二硫代）己烷，双（3-三乙氧基甲硅烷丙基）四硫化物或者聚-3, 6-二氧杂 辛烷四硫化物，且减少环状硫（S8)的使用。遗憾的是，这些含硫交联剂价格昂贵而且只能 改善约10%的耐磨性。其它熟知的方法是制备含有二氧化硅（或炭黑）和部分量的聚合物 的母料，以及在丁苯橡胶的链端或主链上添加可与二氧化硅相互作用的改性基团来改善二 氧化硅的分散性。然而，类似地，这些方法均只能改善约10%的耐磨性，因此需要进一步改 善耐磨性。
[0006] 还有另一种熟知的改善耐磨性的技术是在每100质量％橡胶组分中加入约10-35 质量％使用Nd催化剂合成的高顺式聚丁二烯橡胶从而利用聚丁二烯橡胶自身的特性。遗 憾地，这种技术手段会明显地降低乘用车轮胎和运动型多功能车用轮胎胎面（这些轮胎中 每单位面积与路面的触电压力低）的湿抓地性能。基于此原因，每100质量％橡胶组分中 聚丁二烯橡胶的含量被严格地限制为约35质量％。
[0007] 如上所述，我们需要提供一种胎面用橡胶组合物，其在具备良好的耐磨性和湿抓 地性能的同时能够提供良好的燃料经济性和良好的断裂伸长率。
[0008] 引用列表 [0009] 专利文献
[0010] 专利文献 I :JP 2011-132307A
【发明内容】
[0011] 技术问题
[0012] 本发明的目标在于解决上述问题，即提供胎面用橡胶组合物，其在具备出色的耐 磨性和湿抓地性能的同时能够提供良好的燃料经济性和断裂伸长率，同时提供一种由该橡 胶组合物所制得的充气轮胎（尤其针对乘用车和运动型多功能车）。
[0013] 解决问题的技术方案
[0014] 本发明涉及一种胎面用橡胶组合物，以100质量％橡胶组分为基准，其包含，8-40 质量％的顺式含量为50质量％以下的用于二氧化硅的改性聚丁二烯橡胶和25-55质量％ 的丁苯橡胶；以及相对于100质量份的橡胶组分，其进一步包含，40-120质量份氮吸附比表 面积为160-270m2/g的二氧化硅。
[0015] 用于二氧化硅的改性聚丁二烯橡胶优选为选自于由以下化合物构成的组中的至 少一种：由下式（1)所示化合物改性的聚丁二烯橡胶，由在分子内包含缩水甘油氨基的低 分子量化合物改性的聚丁二烯橡胶，以及由在分子内包含缩水甘油氨基的低分子量化合物 与该低分子量化合物的二聚物或高阶低聚物构成的混合物改性的聚丁二烯橡胶，
[0016]
【权利要求】
1. 一种胎面用橡胶组合物， 以100质量％橡胶组分为基准，所述橡胶组合物包含：8-40质量％的顺式含量为50质 量％以下的用于二氧化硅的改性聚丁二烯橡胶，和25-75质量％丁苯橡胶；以及 相对于100质量份橡胶组分，所述橡胶组合物进一步包含40-120质量份的氮吸附比表 面积为160-270m2/g的二氧化硅。
2. 如权利要求1所述的胎面用橡胶组合物， 其中，用于二氧化硅的改性聚丁二烯橡胶为选自于由如下聚丁二烯橡胶构成的组中的 至少一种：由下式（1)所示的化合物改性的聚丁二烯橡胶，由分子内包含缩水甘油氨基的 低分子量化合物改性的聚丁二烯橡胶，和由混合物改性的聚丁二烯橡胶，所述混合物包含 在分子内含有缩水甘油氨基的低分子量化合物和所述低分子量化合物的二聚物或高阶低 聚物，
其中R1，R2和R3彼此相同或不同，且各自代表烷基、烷氧基、甲硅烷氧基、缩醛基、羧基， 巯基或者它们的衍生物；R4和R5彼此相同或不同，且各自代表氢原子或者烷基，R4和R5可 以彼此结合连同氮原子一起形成环结构；以及n为整数。
3. 如权利要求2所述的胎面用橡胶组合物， 其中，所述分子内包含缩水甘油氨基的低分子量化合物为下式所示的化合物：
其中，R11和R12彼此相同或不同，且各自代表C1-10烃基，所述C1-10烃基可选地包含 选自于由醚和叔胺基构成的组中的至少一种；R13和R14彼此相同或不同，且各自代表氢原子 或者C1-20烃基，所述C1-20烃基可选地包含选自于由醚和叔胺基构成的组中的至少一种； R15代表C1-20烃基，所述C1-20烃基可选地包含选自于由醚、叔胺基、环氧基、羰基和卤素 基团构成的组中的至少一种；以及m为1-6的整数。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的胎面用橡胶组合物， 其中，所述丁苯橡胶包含用于二氧化硅的改性丁苯橡胶。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的胎面用橡胶组合物， 其中，相对于100质量份的二氧化硅，所述橡胶组合物包含1-15质量份的选自于由如 下化合物构成的组中的至少一种硅烷偶联剂： 如式⑴所示的化合物：
其中，R1(l1至R1(13各自代表有支链或无支链的C1-12烷基，有支链或无支链的C1-12烷 氧基，或者-〇-(Rm_〇)Z_R112,其中z个R111各自代表有支链或无支链的C1-30二价烃基，z 个R111彼此相同或不同，R112代表有支链或无支链的C1-30烷基、有支链或无支链的C2-30 链烯基、C6-30芳基或C7-30芳烷基，以及z代表1-30的整数，R1(l1至R1(13彼此相同或不同； 以及R1M代表有支链或无支链的C1-6亚烷基， 包含如式（II)所示的连接单元A和如式（III)所示的连接单元B的化合物：
其中，R2(i1代表氢、卤素、有支链或无支链的C1-30烷基、有支链或无支链的C2-30链烯 基、有支链或无支链的C2-30炔基、或末端氢被羟基或羧基取代的烷基，R2°2代表有支链或 无支链的C1-30亚烷基、有支链或无支链的C2-30亚烯基、或有支链或无支链的C2-30亚炔 基，R2(l1和R2(12可以一起形成环结构，以及 如下式所示的化合物：
〇
6.如权利要求1-5中任一项所述的胎面用橡胶组合物， 其中，以100质量％橡胶组分为基准，使用稀土催化剂合成的聚丁二烯橡胶的量为40 质量％以下。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的胎面用橡胶组合物，其中， 所述橡胶组合物包含软化点为-20?45°C的液态树脂， 所述液态树脂为液态香豆酮-茚树脂和液态萜烯树脂中的至少一种。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的胎面用橡胶组合物，其中， 所述橡胶组合物包含选自于由软化点为46?160°C的萜烯树脂、软化点为46?140°C的松香树脂、软化点为46?140°C的C5石油树脂、和软化点为46?140°C的芳香树脂构成 的组中的至少一种树脂。
9. 一种充气轮胎，其由如权利要求1-8中任一项所述的橡胶组合物制得。
10. 如权利要求9所述的充气轮胎，其用于乘用车或运动型多功能车。
【文档编号】C08C19/22GK104487506SQ201380038132
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】宫崎达也 申请人:住友橡胶工业株式会社