专利名称：轮胎用橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物以及一种使用该橡胶组合物生产的充气轮胎。
背景技术：
在用于胎面、胎侧壁、胎面基部等的轮胎用橡胶组合物中，为了给予补强，炭黑已 经被广泛用作填料，但是由于近来对燃料经济性的需要和对石油资源枯竭的担忧，逐渐使 用了二氧化硅。然而，因为二氧化硅在其表面上具有亲水性硅醇基，故二氧化硅具有比炭 黑低的对橡胶(特别是是对天然橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶等常用于轮胎的橡胶)的亲 和性，并且，二氧化硅在耐磨性和机械强度(拉伸强度、断裂伸长、抗裂性、抗挠曲裂纹生长 性、撕裂强度等性能)上经常比炭黑差。例如，包含炭黑与通过混合如下橡胶获得的橡胶组分的橡胶组合物通常被用于轮 胎的胎侧壁和胎面基部呈现出出色的拉伸强度和撕裂强度的天然橡胶、改善了抗挠曲裂 纹生长性的丁二烯橡胶等橡胶。如果大部分或所有炭黑替换为二氧化硅，那么存在抗裂性 和抗挠曲裂纹生长性降低的问题。这大概是因为，例如，与炭黑相比，二氧化硅的分散性趋 向于较低，并且不太可能充分保证断裂能(拉伸强度X断裂伸长)。如果是胎面用橡胶组 合物，那么当二氧化硅用于替代炭黑时，会出现耐磨性降低这样的问题。为了解决这些问题，考虑用硅烷偶联剂或具有高补强作用的微细二氧化硅 (finely-divided silica)的方法。然而，微细二氧化硅通常很难分散在橡胶组合物中。因 此，二氧化硅分散不良，存在团块，于是耐磨性和机械强度不能大幅改善或者可能进一步下 降。广泛用于传统的轮胎用橡胶组合物的硅烷偶联剂比如二(3-三乙氧基甲硅烷基 丙基)二硫化物和二(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物，大幅改善了二氧化硅的分散 性，并给予橡胶组合物良好的机械性能。然而，微细二氧化硅的分散需要大量的硅烷偶联 剂，导致了成本的大幅增加，并且即使充分增加硅烷偶联剂，也不能获得良好的二氧化硅的 分散性。此外，如果在使得微细二氧化硅与该类偶联剂充分反应的高温下捏合橡胶组合物， 那么橡胶组合物趋向于凝胶化或焦烧。建议使用含有巯基的硅烷偶联剂作为偶联剂，该偶联剂比通常使用的偶联剂具有 更高的反应性。该硅烷偶联剂是高反应性的，并且因此呈现出高性能。然而，焦烧时间非常 短，并且硅烷偶联剂难以在轮胎工业中实际使用，并且现在也很少使用。专利文献1公开了一种包含二氧化硅的轮胎用橡胶组合物，该组合物在没有劣化 滚动阻力和耐磨性的情况下改进了湿抓地性能。专利文献2和3公开了一种胎侧壁用橡胶 组合物，该组合物包含二氧化硅并具有良好的抗挠曲裂纹生长性和撕裂强度。然而，进一步 要求这些橡胶组合物以良好平衡方式改善滚动阻力、耐磨性、以及湿抓地性能，并以良好平 衡方式改进滚动阻力、抗挠曲裂纹生长性、撕裂强度、以及抗裂性。专利文献1 JP 2008-31244A专利文献2 JP 2006-70093A
专利文献3 JP 2007-56205A
发明内容
本发明的目的在于提供一种在性能例如二氧化硅可分散性和加工性能上出色的 轮胎用橡胶组合物，以便解决上述问题。更具体地说，本发明目的在于提供一种胎面用橡 胶组合物，其中良好的滚动阻力与耐磨性高度兼容，并且湿抓地性能和干抓地性能优越；以 及一种用于胎侧壁或胎面基部的橡胶组合物，该组合物以良好平衡方式改进了滚动阻力、 撕裂强度、抗挠曲裂纹生长性、以及抗裂性。本发明的目的还在于提供一种使用上述橡胶组 合物生产的充气轮胎。本发明人发现在趋向于引起耐磨性、抗裂性、抗挠曲裂纹生长性等性能问题的含 有二氧化硅的橡胶组合物中，具有预定值以上的CTAB比表面积和预定值以上的BET比表面 积的二氧化硅和特定的含有巯基的硅烷偶联剂的组合使用同时提供了微细二氧化硅的良 好可分散性以及良好的抗焦烧性能，从而导致了本发明的完成。本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包含橡胶组分；二氧化硅；以及硅烷偶联 剂，其中所述二氧化硅具有180m2/g以上的CTAB比表面积和185m2/g以上的BET比表面积， 并且所述硅烷偶联剂是含有通式(1)所示单元A和通式( 所示单元B的共聚物，并且单 元B的比例是单元A和单元B的总摩尔量的1至70mOl%
权利要求
1. 一种轮胎用橡胶组合物，其包含 橡胶组分； 二氧化硅；以及 硅烷偶联剂，其中所述二氧化硅具有180m2/g以上的CTAB比表面积和185m2/g以上的BET比表面 积，以及所述硅烷偶联剂是含有通式(1)所示单元A和通式( 所示单元B的共聚物，并且单 元B占单元A和单元B的总摩尔量的比例是1至70mOl%
2.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于， 所述二氧化硅具有30nm以上的团粒尺寸。
3.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于， 在100质量％的所述橡胶组分中，丁二烯橡胶的含量为30质量％以上。
4.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物用于胎面、胎 侧壁、或胎面基部。
5. 一种使用如权利要求1所述的橡胶组合物生产的充气轮胎。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种在性能例如二氧化硅可分散性和加工性能上出色的轮胎用橡胶组合物。本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包含橡胶组分；二氧化硅；和硅烷偶联剂，其中所述二氧化硅具有180m2/g以上的CTAB比表面积和185m2/g以上的BET比表面积，并且所述硅烷偶联剂是含有通式(1)所示单元A和通式(2)所示单元B的共聚物，并且单元B的比例是单元A和单元B的总摩尔量的1至70mol％。
文档编号B60C1/00GK102093602SQ201010573630
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年12月9日
发明者上坂宪市, 平山道夫, 服部高幸, 松浦亚衣 申请人:住友橡胶工业株式会社