CN101747546A - 胎面用橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过添加利用轮胎旋转时所产生的热来产生彩烟的耐热颜料和染料从而可适用于各种滑胎赛(Drift Race)及试演会或比赛的胎面用橡胶组合物，其除了具备操纵性(handling)、耐磨性、防滑性(Dry Grip)等基本的轮胎性能之外，还能够产生大量烟雾及提高彩烟的形成能力，从而能够适用于各种滑胎赛和试演会或比赛。

Description

胎面用橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种胎面用橡胶组合物，涉及通过添加利用轮胎旋转时所产生的热来产生彩烟的耐热颜料和染料从而可适用于各种滑胎赛(Drift Race)及试演会或比赛的胎面用橡胶组合物。
背景技术
近年来，对于胎面制造时所使用的橡胶组合物，力求表现出轮胎的外观及消费者个性的要求日渐高涨。作为针对这种要求的改进方法，众所周知，作为轮胎用胎面的配合物，取代已有的强化填料炭黑，而使用二氧化硅和染料对胎面的特定部位进行着色。但是，通过与路面的摩擦不能产生出彩烟。最近，利用滑动车辆的后轮从而转弯这一技术的滑胎赛在日本和美国等非常活跃，但是对于在这样的赛事中使用的轮胎的胎面组合物，除了具备基本的操纵性、防滑性、耐磨性等通常的轮胎性能外，还要求其具备产生大量烟雾及形成彩烟的能力等新技术。
为了实现通过胎面部与路面摩擦从而产生彩烟的目的，在橡胶组合物中使用染料的方法被提出来。但是，一般的染料在140-180℃以上的温度下虽然会产生烟雾，但是由于高速旋转和负载，在220℃以上的高温下，其会与橡胶一起燃烧，从而存在形成彩烟的能力降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除了具备操纵性(handling)、防滑性(DryGrip)、耐磨性等基本的轮胎性能之外，还能够产生大量烟雾及提高彩烟形成能力，从而能够适用于各种滑胎赛(Drift Race)及试演会或比赛的胎面用橡胶组合物。
但是，本发明的技术课题并不仅限于上述课题，上述课题以外的技术课题，通过如下记载，如果是本领域普通技术人员的话，即能够明确理解。
为了达到上述目的，本发明提供一种胎面用橡胶组合物，其特征在于：相对于原料橡胶100重量份，含有第1炭黑：20-65重量份、第2炭黑：30-95重量份、耐热染料：5-40重量份、耐热颜料：5-40重量份，所述第1炭黑的氮吸附表面积为60-130m2/g，DBP吸油量为90-160cc/100g，所述第2炭黑的氮吸附表面积为90-160m2/g，DBP吸油量为60-140cc/100g。
附图说明
图1是使用本发明的实施例2制备的试验片的烟雾产生照片。
图2是使用本发明的实施例4制备的试验片的烟雾产生照片。
图3是使用本发明的比较例1制备的试验片的烟雾产生照片。
具体实施方式
本发明涉及一种用于轿车及赛车的胎面用橡胶组合物，该橡胶组合物通过在胎面中将耐热性优异的颜料与染料一同使用，能够保持烟雾产生颜色的鲜明度，同时提高在高温下的热稳定性，大量使用与二氧化硅相比发热性高的炭黑作为填料，由此具备能够更快速度产生烟雾的长处。
以下，对本发明进行更为详细的说明。
本发明提供包含原料橡胶、第1炭黑、第2炭黑、耐热染料及耐热颜料的胎面用橡胶组合物。
所述原料橡胶可使用苯乙烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化橡胶、乙烯-丙烯橡胶等。
所述第1炭黑，优选氮吸附表面积为60-130m2/g，DBP吸油量为90-160cc/100g。
所述第1炭黑，相对于所述原料橡胶100重量份，含量为20-65重量份。所述第1炭黑的含量不到20重量份的话，会出现补强性降低，拉伸物性降低的问题，而超过65重量份的话，会出现加工性降低，硬度和发热程度上升的问题。
所述第2炭黑，优选氮吸附表面积为90-160m2/g，DBP吸油量为60-140cc/100g。
所述第2炭黑，相对于所述原料橡胶100重量份，含量为30-95重量份。所述第2炭黑的含量不到30重量份的话，会出现补强性降低，拉伸物性降低的问题，而超过95重量份的话，会出现加工性降低，硬度和发热程度上升的问题。
本发明如上所述，根据上述条件，使用具有特定范围的氮吸附表面积及DBP吸油量的所述第1炭黑和第2炭黑制成橡胶组合物。通过使用发热性大的炭黑，能够得到更快产生烟雾，并且提高加工性，降低制造成本的效果。
所述耐热染料(heat resistance dye)优选使用Blue  2N(anthraquinone)、Red RR(Disazo)等。
在本发明中，所述Blue 2N为明亮的绿色粉末，熔点为118～119℃、pH为6.0～8.0，溶解度(in water/solent)具备不溶性/可溶性的特性。另外，所述Red RR为淡蓝的红色粉末，熔点为183～185℃、pH为6.5～8.5、溶解度(in water/solent)具备不溶性/可溶性的特性。
所述耐热染料，相对于所述原料橡胶100重量份，含量为5-40重量份。所述耐热染料的含量不到5重量份的话，在产生烟雾时形成的烟雾会出现色彩鲜明度降低的问题，而超过40重量份的话，则存在橡胶物性降低的问题。
所述耐热颜料优选使用群青蓝(Ultramarine Blue)(Metal Oxide)、RED120EDS(Metal Oxide)等。
在本发明中，所述群青蓝为蓝色粉末，熔点为1000℃以上、pH为6.5～7.5，溶解度(in water/solent)具备不溶性/不溶性的特性。另外，所述RED 120EDS是由氧化铁制备的红色(iron red)粉末，熔点为1000℃以上，pH为5.3～7，溶解度(in water/solent)具备不溶性/可溶性的特性。此外，所述耐热颜料在220℃以上的温度下具备保持所述耐热颜料的颜色的特征。在进行轮胎测试时，难以测定由于摩擦引起的上升温度的上限值。但是，本发明的耐热颜料，在测试的最高温度320℃附近能够保持颜色，一直到耐热颜料的熔点(1000℃)为止都能够保持颜色。
所述耐热颜料，相对于所述原料橡胶100重量份，含量为5-40重量份。所述耐热颜料的含量不到5重量份的话，耐热性降低，在温度上升时会出现烟雾的色彩鲜明度降低的问题，而超过40重量份的话，存在橡胶的比重增加，拉伸物性降低的问题。
染料与颜料不同，其具有溶解在水或者溶剂中，以单分子形式被分散后，被结合并着色到纤维或橡胶等上，从而具备各种各样鲜明颜色的优点。另一方面，染料的大部分耐热稳定性低，在着色物的温度上升时，存在颜色保持性降低的问题。颜料属于不溶于水和大部分有机溶剂的粉末状着色剂，用于涂料、印刷油墨、绘图工具等，给物体的表面上色或者直接混入到橡胶或合成树脂等当中进行上色等，其用途多种多样，其耐热稳定性远远高出普通的染料，在高温下的颜色保持性优异。
在本发明中使用的染料为双偶氮和蒽醌系染料，其与现有技术中的染料相比，属于熔点高、耐热稳定性高的着色染料。本发明中使用的颜料，通过使用无机颜料，在耐光性及耐热性方面优异。
因此，在本发明中，通过在含有大量的炭黑作为填料的橡胶组合物中，添加上述耐热染料及耐热颜料，能够提高其烟雾产生效率，同时能够得到在220℃以上，优选在220℃-320℃的摩擦热的情况下也不会出现显色性降低的效果。
如上所述，本发明的橡胶组合物，能够得到通过与路面的摩擦产生1种以上的彩烟，即便在高温条件下烟雾的鲜明度也高的胎面组合物。
并且，根据本发明制备的橡胶组合物，能够产生大量烟雾及提高彩烟的形成能力，因此能够适用于安装在轿车及赛车上的轮胎。
另一方面，本发明的胎面用橡胶组合物，可进一步含有添加剂。作为所述添加剂，通常可以举出在胎面用橡胶组合物中添加的硫化剂的硫、硫化活性剂的氧化锌、软化剂的芳香油和作为加工调节剂、硫化促进剂的N-环己基-2-苯并噻唑磺酰胺(N-cyclohexyl-2-benzothiazoyl sulfonamide：CBS)以及抗老化剂等。
所述添加剂的含量可以根据物性容易地进行任意调整。
以下给出本发明的优选实施例和比较例。但是，下述实施例仅仅是本发明的优选的实施例，本发明不仅限于下述实施例。
实施例1-4及比较例1
相对于苯乙烯-丁二烯橡胶100重量份，实施例1、2中的染料(Blue 2N)和颜料(群青蓝)的配合量，分别称量20重量份和30重量份，实施例3和4中的染料(Red RR)和颜料(RED 120EDS)的配合量，分别称量20重量份和30重量份之后，利用班布里混合机(Banbury Mixer)和开炼机(Open Mill)制备出橡胶组合物的试验片。上述制备的橡胶组合物的组成如下述表1所示。
【表1】(单位：重量份)
Figure G2009102499155D00061
根据ASTM相关规定，对实施例1-4及比较例1的橡胶试验片进行物性测定，其结果如下述表2所示。
(1)焦烧时间(Scorch time)用门尼粘度计测定。测定焦烧时间从门尼最小值到上升5个点所用的时间，时间越长表明焦烧稳定性提高。
(2)模数测定是将试验片切削成哑铃形，利用インストロン公司制造的拉伸试验机进行。所谓300％模数是指将试验片拉伸300％时作用于试验片的压力。
【表2】
Figure G2009102499155D00071
如上述表2所示，准备本发明的实施例1-4和比较例1，将这样配合而成的配合物在160℃下硫化20分钟，得到试验片。使用这样的试验片，在沥青路面上进行烟雾产生试验。
上述烟雾产生试验是在上述实施例1-4和比较例1中，将配合橡胶硫化成试验片，使用气动砂轮机在沥青路面上进行。上述气动砂轮机的旋转速度，是在考虑实际滑胎用车辆的最终减速比(3.2～3.5∶1)和滑胎时的发动机运行旋转数(4000～6000rpm)的基础上，设定为1000rpm进行试验的。
图1为实施例2的烟雾产生照片，图2为实施例4的烟雾产生照片，图3为比较例1的烟雾产生照片，照片中显示出由于与沥青路面之间的摩擦而产生的有色烟雾。
如图1和图2所示，在实施例2和4的试验片上能够得到红色和蓝色的烟雾。由实施例1和实施例3也能得到同样的红色和蓝色。但是，如图3所示，由比较例1的试验片没有得到红色和蓝色的烟雾。
本发明的胎面用橡胶组合物，除了具备操纵性、耐磨性、防滑性等基本的轮胎性能之外，还能够产生大量烟雾及提高彩烟的形成能力，能够适用于各种滑胎赛和试演会或比赛。
本发明的单纯变形或变化，只要具备该领域的一般知识的话，就能够容易地实施，这些变形或变化视为包含在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种胎面用橡胶组合物，其特征在于：
相对于原料橡胶100重量份，含有第1炭黑：20-65重量份、第2炭黑：30-95重量份、耐热染料：5-40重量份、耐热颜料：5-40重量份，
所述第1炭黑的氮吸附表面积为60-130m2/g，DBP吸油量为90-160cc/100g，
所述第2炭黑的氮吸附表面积为90-160m2/g，DBP吸油量为60-140cc/100g。
2.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述原料橡胶包含从苯乙烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化橡胶及乙烯-丙烯橡胶中选出的一种以上。
3.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述耐热染料包含从Blue 2N及Red RR中选出的1种以上。
4.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述耐热颜料包含从群青蓝及RED 120EDS中选出的1种以上。
5.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述耐热颜料在220-320℃的温度下保持所述耐热颜料的颜色。
6.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述橡胶组合物通过与路面的摩擦产生1种以上的彩烟。
7.权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其特征在于：所述橡胶组合物用于安装于轿车及赛车的轮胎。
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