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：
本发明涉及轮胎用橡胶组合物以及使用其的充气轮胎。
背景技术：
在将通常用于轮胎用橡胶组合物(比如用于缓冲层贴胶(breaker topping)、胎面基部、搭接部、胎侧壁以及轮胎插件(inserts))的硫溶于聚合物的情况中，由于硫具有S8结构并且还具有与乙二醇近似相同程度的极性，故通常难以将硫均匀地分散于各自具有较低极性的天然橡胶、丁二烯橡胶或丁苯橡胶中。为了解决该问题，人们提出了一些降低S8含量的方法，例如，使用含硫的混合交联剂(1，6_ 二(N，N’ - 二苯甲基硫代氨基甲酰基二硫)己烷)或烷基酚-氯化硫缩合物。然而，含硫的混合交联剂通常是昂贵的，并且烷基酚-氯化硫缩合物本身具有较差的分散 性，由此降低断裂伸长率和耐磨性。在包覆钢帘线的橡胶组合物中，为粘附帘线，混入相对较大量的硫，然而，由于大多数的硫以分散不良的团块存在并且未参与交联，故聚合物之间的交联密度变得不均匀，作为结果，断裂伸长率趋于显著降低。因此，存在将硫均匀分散于混合橡胶中的需要以获得出色的断裂伸长率。希望所有的轮胎部件都具有良好性能比如操纵稳定性以及燃料经济性。例如，为了在保持操纵稳定性的同时改进燃料经济性，已建议使用与填料具有较强结合力的锡改性丁二烯橡胶。然而，通过上述技术实现的断裂伸长率和燃料经济性的改进仍有期望改进的地方。人们寻求进一步的改进以在保持操纵稳定性的同时显著改进这两个性能。例如，专利文献I公开了使用特定的丁苯橡胶和苯并呋喃-茚树脂来改进性能比如抓地性能，但其没有研究燃料经济性和断裂伸长率的改进。专利文献I JP 2006-124601A。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种轮胎用橡胶组合物，该橡胶组合物解决了上述问题并兼顾获得了较好的燃料经济性和较好的断裂伸长率。本发明的另一目的是提供使用该橡胶组合物的充气轮胎。因此，本发明提供了一种轮胎用橡胶组合物，其包含含有异戊二烯系橡胶的橡胶组分；硫；以及具有_20°C 45°C的软化点的苯并呋喃-茚树脂，其中相对于100质量份的橡胶组分，苯并呋喃-茚树脂的含量为0. 5 20质量份。相对于100质量份的橡胶组分,优选硫的含量为0. 5 7质量份。相对于100质量份的橡胶组分，优选苯并呋喃-茚树脂的含量为0. 5 10质量份并且硫的含量为I. 3 7质量份。橡胶组合物优选是用于缓冲层贴胶、胎面基部、胎侧壁、搭接部、结合胶层(tiegum)、胎圈三角胶或胎侧壁补强层的橡胶组合物。本发明还提供使用上述橡胶组合物制造的充气轮胎。本发明的轮胎用橡胶组合物包括异戊二烯系橡胶、硫和给定量的具有特定软化点的苯并呋喃-茚树脂，从而可兼顾获得较好的燃料经济性和较好的断裂伸长率。
具体实施例方式除了异戊二烯系橡胶和硫之外，本发明的轮胎用橡胶组合物还包含给定量的软化点为_20°C 45°C的苯并呋喃-茚树脂。该组合物在保持操纵稳定性的同时显著地改进了断裂伸长率和燃料经济性，从而可以改进这些性能、同时实现它们彼此之间的较好平衡。其原因还不完全清楚，但可能是如下原因。虽然将硫均匀分散在低极性异戊二烯系橡胶中是困难的，但通过包含具有特定软化点的苯并呋喃-茚树脂，该树脂与硫(特别是苯并呋喃-茚树脂中包含的氧原子与硫)经由范德瓦尔斯力彼此吸引，使得硫的表面被树脂覆盖，从而降低了硫的表面能(降低粘·附力)。结果是，硫的表面与异戊二烯系橡胶之间的溶解度参数(SP)的差异变小，从而促进了硫的分散。此外，由于树脂本身的良好分散性以及给予聚合物链的滑性(slipperiness)，故硫在混合步骤中均匀地分散在整个橡胶组合物中。因此，由于聚合物之间的交联在硫化步骤中变得均一，故除了获得了出色的耐久性之外，燃料经济性和断裂伸长率均被改进，同时保持了较好的操纵稳定性。此外，其它性能比如与钢帘线的粘附性和耐磨性也变得较好。异戊二烯系橡胶的例子包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)和液体异戊二烯橡胶(L-IR)。对NR没有特别的限制，可以使用轮胎工业中常用的NR，比如SIR20、RSS#3以及TSR20。对IR也没有任何限制，可以使用轮胎工业中常用的IR。其中，考虑到获得较好的燃料经济性和较好的断裂伸长率，优选使用NR。在轮胎用橡胶组合物中，在100质量％的橡胶组分中，异戊二烯系橡胶的含量优选为10质量％ 100质量％。在该范围内可获得较好的燃料经济性和较好的断裂伸长率。在橡胶组合物用于缓冲层贴胶的情况中，在100质量％的橡胶组分中，异戊二烯系橡胶的含量优选为至少70质量％、更优选至少90质量％，更进一步优选100质量％。在其含量小于70质量％时，不能获得充足的断裂伸长率。在橡胶组合物用于胎面基部的情况中，在100质量％的橡胶组分中，异戊二烯系橡胶的含量优选为至少20质量％,更优选至少50质量％。在其含量小于20质量％时,不能获得充足的断裂伸长率。异戊二烯系橡胶的含量优选不超过90质量％，更优选不超过70质量％。在其含量超过90质量％时，趋于不能获得充足的燃料经济性。在橡胶组合物用于胎侧壁或胎侧壁补强层(胎侧壁内层补强层)的情况中，在100质量％的橡胶组分中，异戊二烯系橡胶的含量优选为至少10质量％，更优选至少30质量％。在其含量低于10质量％时，不能获得充足的橡胶强度。异戊二烯系橡胶的含量优选不超过70质量更优选不超过60质量％。在其含量超过70质量％时,趋于不能获得充足的耐挠裂生长性。 除了可包含在本发明的橡胶组分中的异戊二烯系橡胶之外，其它橡胶的示例性而非限制性的例子包括二烯橡胶比如丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)以及苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物橡胶(SIBR)。其中，考虑到以平衡方式获得较好的燃料经济性、断裂伸长率、操纵稳定性以及耐久性，在橡胶组合物用于胎面基部或胎侧壁内层补强层的情况中，优选SBR和BR，而在橡胶组合物用于胎侧壁的情况中，优选BR。SBR没有任何特别限制，但为了获得高水平的燃料经济性以及较高的断裂伸长率，优选使用由JP2010-111753A中所述的如下通式(I)所示的化合物进行改性的SBR。
权利要求
1.轮胎用橡胶组合物，其包含 含有异戊二烯系橡胶的橡胶组分； 硫；以及 软化点为_20°C 45°C的苯并呋喃-茚树脂， 其中，以100质量份的所述橡胶组分为基准，所述苯并呋喃-茚树脂的含量为0. 5 20质量份。
2.如权利要求I所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，以100质量份的所述橡胶组分为基准，所述硫的含量为0. 5 7质量份。
3.如权利要求I所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，以100质量份的所述橡胶组分为基准，所述苯并呋喃-茚树脂的含量为0. 5 10质量份，并且所述硫的含量为I. 3 7质量份。
4.如权利要求I所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物为用于缓冲层贴胶、胎面基部、胎侧壁、搭接部、结合胶层、胎圈三角胶或胎侧壁补强层的橡胶组合物。
5.充气轮胎，其使用如权利要求1-4中任一项所述的橡胶组合物制造。
全文摘要
本发明提供一种可同时实现良好燃料经济性和良好断裂伸长率的轮胎用橡胶组合物以及充气轮胎。根据本发明的轮胎用橡胶组合物包括含有异戊二烯系橡胶的橡胶组分；硫；以及软化点为-20℃～45℃的苯并呋喃-茚树脂，其中以100质量份的所述橡胶组分为基准，所述苯并呋喃-茚树脂的含量为0.5～20质量份。
文档编号B60C1/00GK102746538SQ201210031069
公开日2012年10月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年4月22日
发明者宫崎达也 申请人:住友橡胶工业株式会社