CN102061016B - 具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎 - Google Patents

具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎 Download PDF

Info

Publication number
CN102061016B
CN102061016B CN2010105417499A CN201010541749A CN102061016B CN 102061016 B CN102061016 B CN 102061016B CN 2010105417499 A CN2010105417499 A CN 2010105417499A CN 201010541749 A CN201010541749 A CN 201010541749A CN 102061016 B CN102061016 B CN 102061016B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carboxymethyl cellulose
rubber
pneumatic tyre
approximately
silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010105417499A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102061016A (zh
Inventor
K·翁泽尔德
A·莱希滕博默
H-B·富克斯
C·E·F·博斯
R·穆鲁克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goodyear Tire and Rubber Co filed Critical Goodyear Tire and Rubber Co
Publication of CN102061016A publication Critical patent/CN102061016A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102061016B publication Critical patent/CN102061016B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/26—Cellulose ethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/26—Cellulose ethers
    • C08L1/28—Alkyl ethers
    • C08L1/286—Alkyl ethers substituted with acid radicals, e.g. carboxymethyl cellulose [CMC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T152/00—Resilient tires and wheels
    • Y10T152/10—Tires, resilient
    • Y10T152/10495—Pneumatic tire or inner tube
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T152/00—Resilient tires and wheels
    • Y10T152/10—Tires, resilient
    • Y10T152/10495—Pneumatic tire or inner tube
    • Y10T152/10513—Tire reinforcement material characterized by short length fibers or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明涉及包括至少一种组分的充气轮胎，该至少一种组分包括橡胶组合物，该橡胶组合物包括：至少一种二烯型弹性体；和增强量的包括羧甲基纤维素以及硅石和炭黑中至少一种的至少两种填料。

Description

具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎
背景技术
炭黑和硅石填料典型地用作轮胎用橡胶复合物(compounds)中的增强材料。尽管是非常有效的增强材料，炭黑和硅石却为轮胎增加重量。因此希望获得备选的增强材料来部分地或完全地替代炭黑和硅石。另外，从环境考虑，可再生材料代替炭黑和硅石作为增强材料用于橡胶复合物中是所希望的。
发明概述
本发明涉及包括至少一种组分的充气轮胎，至少一种组分包括橡胶组合物，该橡胶组合物包括：
至少一种二烯型弹性体；
增强量的包括羧甲基纤维素以及硅石和炭黑的至少一种的至少两种填料。
发明叙述
公开包括至少一种组分的充气轮胎，该至少一种组分包括橡胶组合物，该橡胶组合物包括：
至少一种二烯型弹性体；
增强量的包括羧甲基纤维素以及硅石和炭黑的至少一种的至少两种填料。
该橡胶组合物包括羧甲基纤维素。各种数量的羧甲基键接于构成纤维素骨架的吡喃葡萄糖(glucopyranose)单体的一些羟基上。在一个实施方案中，取代的羧甲基的数量相当于吡喃葡萄糖单体(它构成羧甲基纤维素的纤维素骨架)的羟基的60-90％被羧甲基取代。该羧甲基团能够以游离酸(-CH2-COOH)或盐(例如，-CH2-COO-Na+)存在。在盐形式中该羧甲基基团可以包括任何合适的金属抗衡离子(包括钠、钾、钙、锌或镁盐)，或有机抗衡离子(包括取代的铵或胍
Figure BSA00000343736300011
离子)。在一个实施方案中，该羧甲基基团是钠盐(-CH2-COO-Na+)的形式，作为羧甲基钠(sodium caboxymethyl)基团。
在一个实施方案中，该羧甲基纤维素具有60,000到120,000的分子量。在一个实施方案中，该羧甲基纤维素具有80,000到100,000的分子量。
羧甲基纤维素是以增强量存在于该橡胶组合物中。至于增强量，是指与不包括羧甲基纤维素的其它等同橡胶组合物相比，足以使固化橡胶组合物有提高的拉伸强度和模量的羧甲基纤维素的量。
在一个实施方案中，该橡胶组合物包括5-50phr的羧甲基纤维素。在一个实施方案中，该橡胶组合物包括15-40phr的羧甲基纤维素。在一个实施方案中，该橡胶组合物包括20-30phr的羧甲基纤维素。
该橡胶组合物也包括硅石和炭黑的至少一种。
该橡胶组合物包括至少一种附加的二烯烃型橡胶。代表性的合成聚合物是丁二烯和它的同系物和衍生物例如甲基丁二烯、二甲基丁二烯和戊二烯的的均聚产物，以及共聚物如从丁二烯或它的同系物或衍生物与其它不饱和单体形成的那些。后者(其它不饱和单体)是炔烃类，例如乙烯基乙炔；烯烃类，例如异丁烯，它与异戊二烯共聚合形成丁基橡胶；乙烯基化合物类，例如丙烯酸，丙烯腈(它与丁二烯聚合形成NBR)，甲基丙烯酸和苯乙烯，后者化合物(苯乙烯)与丁二烯聚合形成SBR，以及乙烯基酯类和各种不饱和醛类、酮类和醚类，例如，丙烯醛，甲基异丙烯基酮(methyl isopropenyl ketone)和乙烯基乙基醚。合成橡胶的特定例子包括氯丁二烯橡胶(neoprene)(聚氯丁二烯)，聚丁二烯(包括顺式-1，4-聚丁二烯)，聚异戊二烯(包括顺式-1，4-聚异戊二烯)，丁基橡胶，卤代丁基橡胶如氯丁基橡胶或溴丁基橡胶，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶，1，3-丁二烯或异戊二烯与单体如苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，以及乙烯/丙烯三元共聚物，也已知为乙烯/丙烯/二烯烃单体(EPDM)，和尤其，乙烯/丙烯/双环戊二烯三元共聚物。可使用的橡胶的附加例子包括烷氧基-甲硅烷基末端官能化的溶液聚合的聚合物(SBR，PBR，IBR和SIBR)，硅偶合和锡偶合的星形支化聚合物。优选的橡胶或弹性体是天然橡胶，合成聚异戊二烯，聚丁二烯和SBR。
在一个方面，橡胶优选是至少两种的二烯烃型橡胶。例如，两种或多种橡胶的结合物是优选的，如顺式1，4-聚异戊二烯橡胶(天然或合成的，虽然天然橡胶是优选的)，3，4-聚异戊二烯橡胶，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶，乳液和溶液聚合得到的苯乙烯/丁二烯橡胶，顺式-1，4-聚丁二烯橡胶和乳液聚合制备的丁二烯/丙烯腈共聚物。
在本发明的一个方面，具有约20-约28％键接苯乙烯的相对普通的苯乙烯含量的乳液聚合得到的苯乙烯/丁二烯(E-SBR)也许可以使用或，对于一些应用，可使用具有中等-较高键接苯乙烯含量，即约30-约45％的键接苯乙烯含量的E-SBR。
至于乳液聚合得到的E-SBR，它是指苯乙烯和1，3-丁二烯作为水性乳液进行共聚合的。它是本领域中那些技术人员已知的。键接苯乙烯含量能够例如从约5％到约50％发生变化。在一个方面，该E-SBR也可含有丙烯腈以形成三元共聚物橡胶如E-SBAR，丙烯腈含量例如是在三元共聚物中有约2-约30wt％键接丙烯腈。
乳液聚合制备的、在共聚物中含有约2-约40wt％键接丙烯腈的苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物橡胶也设想作为可用于本发明中的二烯烃型橡胶。
溶液聚合反应制备的SBR(S-SBR)典型地具有约5-约50％，优选约9-约36％的键接苯乙烯含量。该S-SBR能够适宜地通过例如在有机烃熔剂存在下的有机锂催化来制备。
在一个实施方案中，可使用顺式1，4-聚丁二烯橡胶(BR)。此类BR能够例如通过1，3-丁二烯的有机溶液聚合反应来制备。该BR适宜地体现特征于例如具有至少90％顺式1，4-含量。
该顺式1，4-聚异戊二烯和顺式1，4-聚异戊二烯天然橡胶是橡胶技术领域中的那些技术人员公知的。
在一个实施方案中，使用顺式1，4-聚丁二烯橡胶(BR)。合适的聚丁二烯橡胶可以制备通过例如1，3-丁二烯的有机溶液聚合反应来制备。该BR可以适宜地通过例如具有至少90％顺式1，4-含量和-95℃至-105℃的玻璃化转变温度Tg来表征。合适的聚丁二烯橡胶是可商购的，例如从Goodyear商购的1207，等等。
在一个实施方案中，可使用合成或天然的聚异戊二烯橡胶。
这里提及的弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变温度或Tg表示在未固化状态下或对于弹性体组合物而言可能在固化状态下的各自弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变温度。Tg能够适宜地由差示扫描量热计(DSC)在10℃/每分钟的升温速率下作为峰中点来测定。
在这里使用的和根据通常情况的术语“phr”是指“各自材料的重量份/每100重量份的橡胶或弹性体”。
在一个实施方案中，羧甲基纤维素与至少一种二烯型弹性体在如下的混合程序中进行掺混。羧甲基纤维素能够以1g的羧甲基纤维素钠/每10g的水到1g的羧甲基纤维素钠/每1000g的水范围内的浓度被添加到水中。所得到的羧甲基纤维素钠的水溶液然后与至少一种二烯型弹性体的胶乳(latex)进行混合。混合物然后干燥得到羧甲基纤维素和弹性体的橡胶组合物。另外地，含水的羧甲基纤维素和胶乳的混合物使用1％氯化钙溶液来凝聚，随后用水洗涤凝聚的固体物，并干燥，获得羧甲基纤维素和弹性体的橡胶组合物。
该橡胶组合物也可包括至多70phr的加工油。加工油可以作为典型用于填充弹性体的增量油而包含在橡胶组合物中。通过在橡胶配混过程中直接添加加工油，加工油也可包含在橡胶组合物中。所使用的加工油可以包括在弹性体中存在的增量油，和在配混过程中添加的加工油。合适的加工油包括本领域中已知的各种油，其中包括芳族烃油，链烷烃油，环烷烃油，植物油，和低PCA油，如MES、TDAE、SRAE和重质环烷烃油。合适的低PCA油包括由IP346方法所测定，具有低于3wt％的多环芳族烃含量的那些油。IP346方法的程序可在Standard Methods for Analysis &Testing of Petroleum and Related Products andBritish Standard 2000Parts，2003，62nd edition，published by the Instituteof Petroleum，United Kingdom中找到。
该橡胶组合物可以包括约10-约100phr的硅石。可用于橡胶混合物中的常用硅质颜料包括普通的热解的和沉淀硅质颜料(硅石)。在一个实施方案中，使用沉淀硅石。用于本发明中的普通硅质颜料是沉淀硅石，例如，通过可溶性硅酸盐例如硅酸钠的酸化所获得的那些。
此类普通的硅石可以通过例如具有某BET表面积(使用氮气来测量)来表征。在一个实施方案中，该BET表面积可以是在约40-约600米2/克之间。在另一个实施方案中，该BET表面积可以是在约80-约300米2/克的范围内。测量表面积的BET法已描述在Journal of the American Chemical Society，Volume 60，Page 304(1930)。
普通的硅石也可通过具有在约100-约400，可选的约150-约300的范围内的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值来表征。
普通硅石预期具有例如在0.01-0.05微米(由电子显微镜测定)范围内的平均终极颗粒尺寸，虽然硅石微粒可以具有甚至更小或可能更大的尺寸。
各种从市场上买得到的硅石都可以使用，例如，这里仅仅为了举例并且没有限制，从PPG Industries公司以带有名称210、243等的Hi-Sil商标商购的硅石；从Rhodia公司以例如Z 1165MP和Z 165GR的名称商购的硅石以及从Degussa AG公司以例如名称VN2和VN3商购的硅石，等等。
常用的炭黑能够以10-100phr的量用作普通填料。此类炭黑的代表性实例包括N110，N121，N134，N220，N231，N234，N242，N293，N299，N315，N326，N330，N332，N339，N343，N347，N351，N358，N375，N539，N550，N582，N630，N642，N650，N683，N754，N762，N765，N774，N787，N907，N908，N990和N991。这些炭黑具有9-145g/kg的碘吸收值和34-150cm3/100g的DBP值。
其它填料可以用于该橡胶组合物中，它包括但不限于，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的颗粒填料，交联的颗粒聚合物凝胶剂(包括但不限于公开在美国专利No 6,242,534；6,207,757；6,133,364；6,372,857；5,395,891；或6,127,488中的那些)，以及增塑的淀粉复合填料(包括但不限于公开在美国专利No.5,672,639中的填料)。此类其它填料能够以1-30phr范围内的量使用。
在一个实施方案中该橡胶组合物可以含有普通的含硫有机硅化合物。合适的含硫有机硅化合物的例子具有以下通式：
Z-Alk-Sn-Alk-Z    I
其中Z选自
Figure BSA00000343736300051
其中R1是具有1-4个碳原子的烷基，环己基或苯基；R2是具有1-8个碳原子的烷氧基，或5-8个碳原子的环烷氧基；Alk是具有1-18个碳原子的二价烃基和n是2-8的整数。
在一个实施方案中，含硫的有机硅化合物是3，3′-双(三甲氧基甲硅烷基丙基或三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。在一个实施方案中，含硫的有机硅化合物是3，3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和/或3，3′-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。因此，至于通式I，Z可以是
Figure BSA00000343736300061
其中R2是具有2-4个碳原子的烷氧基，或可选的2个碳原子的烷氧基；alk是具有2-4个碳原子的二价烃基，或可选的具有3个碳原子的烃基；和n是2到5的整数，可选地是2或4。
在另一个实施方案中，合适的含硫的有机硅化合物包括公开在美国专利No.6,608,125中的化合物。在一个实施方案中，含硫的有机硅化合物包括3-(辛酰基硫基)-1-丙基三乙氧基硅烷，CH3(CH2)6C(＝O)-S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3，它以NXTTM从Momentive PerformanceMaterials商购获得。
在另一个实施方案中，合适的含硫的有机硅化合物包括公开在美国专利公开No.2003/0130535中的那些。在一个实施方案中，含硫的有机硅化合物是从Degussa商购的Si-363。
在橡胶组合物中含硫的有机硅化合物的量将根据所使用的其它添加剂的水平来变化。一般而言，该化合物的量是0.5-20phr。在一个实施方案中，该量是1-10phr。
本领域中那些技术人员容易地理解，橡胶组合物将通过在橡胶配混技术领域中一般已知的方法来配混，如将各种硫可硫化(sulfur-vulcanizable)的组成橡胶与各种常用的添加剂材料混合，该添加剂例如是硫给体，硫化助剂(curing aids)如活化剂和延迟剂和加工助剂，如油，树脂(包括增粘树脂)和增塑剂，填料，颜料，脂肪酸，氧化锌，蜡，抗氧化剂和抗臭氧剂和胶溶剂。本领域中的那些技术人员已知，根据硫可硫化和硫硫化的材料(橡胶)的预期用途，上述添加剂进行选择并通常以常规量使用。硫给体的代表性例子包括元素硫(elementalsulfur)(单体硫)，胺二硫化物，聚合多硫化物和硫烯烃加合物。在一个实施方案中，该硫硫化剂是元素硫。硫硫化剂是以0.5-8phr，可选的1.5-6phr的量使用。如果使用的话，增粘剂树脂的典型量包括约0.5-约10phr，通常约1-约5phr。加工助剂的典型量包括约1-约50phr。抗氧化剂的典型量包括约1-约5phr。代表性抗氧化剂可以是例如二苯基-对苯二胺以及其它化合物，例如公开在The Vanderbilt RubberHandbook(1978)，344-346页中的那些。抗臭氧剂的典型量包括约1-5phr。如果使用，脂肪酸的典型量能够包括约0.5-约3phr的硬脂酸。蜡的典型量包括约1-约5phr。常常使用微晶蜡。胶溶剂的典型量包括约0.1-约1phr。典型的胶溶剂可以是例如五氯硫酚和二苯甲酰氨基二苯基二硫化物。
促进剂用来控制硫化所需要的时间和/或温度和改进硫化产品的性能。在一个实施方案中，可以使用单种促进剂(accelerator)体系，即，主促进剂。主促进剂能够以约0.5-约4phr，可选地约0.8-约1.5phr的总量使用。在另一个实施方案中，主要和辅助促进剂的结合物也可使用，辅助促进剂以较少的量如约0.05-约3phr使用，以便活化和改进硫化产品的性能。这些促进剂的结合物预期将对于最终性能产生协同效应并且多少都好于单独使用任何一种促进剂所产生的那些效果。另外，可以使用延迟作用促进剂，它不受正常加工温度影响，但是在常规的硫化温度下产生令人满意的固化。硫化延迟剂也可使用。可用于本发明中的合适类型的促进剂是胺类，二硫化物，胍类，硫脲类，噻唑类，秋兰姆，亚磺酰胺，二硫代氨基甲酸酯类和黄原酸酯类。在一个实施方案中，主促进剂是亚磺酰胺。如果使用辅助促进剂，则辅助促进剂可以是胍，二硫代氨基甲酸酯或秋兰姆化合物。合适的胍包括二苯基胍等等。合适的秋兰姆包括四甲基秋兰姆化二硫化物，四乙基秋兰姆二硫化物，和四苄基秋兰姆二硫化物。
橡胶组合物的混合可通过橡胶混合技术领域中的那些技术人员已知的方法来进行。例如，各种成分典型地在至少两个阶段中混合，即，先是至少一种非生产性阶段，然后是生产性混合阶段。包括硫硫化剂的最终硫化剂典型地在通常称作“生产性”混合阶段的最后阶段中混合，其中该混合典型地在低于先前非生产性混合阶段的混合温度的某温度或最终温度下进行。该术语“非生产性”和”生产性”混合阶段是橡胶混合技术领域中的那些技术人员熟知的。橡胶组合物可以经历热机混合步骤。该热机混合步骤一般包括在混合器或挤出机中机械加工一段合适时间，以便产生在140℃和190℃之间的橡胶温度。热机加工的合适持续时间将随着操作条件，以及组分的体积和性质而变。例如，热机加工时间可以是1到20分钟。
该橡胶组合物可以引入轮胎的各种橡胶组分中。例如，该橡胶组分可以是外胎面(tread)(包括胎面冠部(tread cap)和胎面底层(treadbase))，胎侧壁(sidewall)，三角胶条(apex)，胎圈包布(chafer)，侧壁插件(sidewall insert)，帘线涂层(wirecoat)或内部衬层。在一个实施方案中，该组分是外胎面。
本发明的充气轮胎可以是赛车轮胎，客车轮胎，飞机轮胎，农用车轮胎，挖土机轮胎，工程机械轮胎(offthe-road)，载重汽车轮胎，等等。在一个实施方案中，该轮胎是客车轮胎或载重汽车轮胎。该轮胎也可以是子午线轮胎(radial)或斜交轮胎(bias)。
本发明的充气轮胎的硫化一般是在约100℃到200℃的普通温度下进行的。在一个实施方案中，该硫化是在约110℃到180℃范围的温度下进行的。普通硫化工序中的任何一种都可以使用，如在压制机或模具中的加热，用过热蒸汽或热空气的加热。此类轮胎能够通过已知的并且对于本领域技术人员来说显而易见的各种方法来构造、成形、模塑和硫化。
本发明可以进一步通过下列非限制性实施例来举例说明。
实施例1
在本实施例中，举例说明含有各种量的羧甲基纤维素钠的橡胶组合物的制备和试验。
为了制备各样品，以1g羧甲基纤维素钠/每30g的去离子水的浓度来制备羧甲基纤维素钠(MW＝90,000)的含水溶液。羧甲基纤维素钠溶液然后与含有21.5wt％固体的苯乙烯-丁二烯橡胶胶乳混合。羧甲基纤维素钠溶液与橡胶胶乳的比例将根据所得橡胶组合物的所需最终羧甲基纤维素钠含量来变化。胶乳和羧甲基纤维素钠的混合物在烘箱中在70℃下干燥。
SBR和羧甲基纤维素钠的干燥固体在实验室用混合机中与硫化体系混合，该硫化体系包括1.4phr的硫，1.4phr的环己基-2-苯并噻唑磺酰胺，1.7phr的二苯胍，3phr的氧化锌，和2phr的硬脂酸。样品(为了粘弹性和应力-应变测量)在170℃下固化十分钟并测试物理性能，如表1中所示。使用
Figure BSA00000343736300091
动态机械分析仪在10Hz和2％DSA下测量粘弹性质。使用Instron Corporation的自动测试系统仪器来测量应力应变特性。此类仪器可以测定极限拉伸，极限伸长率，模量，等等。报道在表中的数据是通过运行环拉伸试验站(它是Instron 4201荷载框架)来产生。使用Monsanto振动圆盘流变仪(MDR)来测定硫化性能，它在150℃的温度和11赫兹的频率下操作。振动圆盘流变仪的描述能够见于由Robert O.Ohm(Norwalk，Conn.，R.T.Vanderbilt Company，Inc.，1990，554-557页)编辑的The Vanderbilt Rubber Handbook。该硫化仪的使用和从曲线读出的标准化数值在ASTM D-2084中进行描述。在振动圆盘流变仪上获得的典型硫化曲线示于The Vanderbilt RubberHandbook的1990版本的555页。
表1
Figure BSA00000343736300092
从表1的数据可以看出，羧甲基纤维素钠的添加导致橡胶复合物的增强。尤其，与不包含羧甲基纤维素钠的对照样品1相比，对于样品2至5看出拉伸强度和模量显著地提高。
尽管为了举例说明本发明已经给出了某些代表性的实施方案和细节，但是对于本领域中那些技术人员来说显而易见的是在不脱离本发明的精神或范围的前提下能够作各种变化和改进。

Claims (6)

1.包含至少一种组分的充气轮胎，该至少一种组分包括橡胶组合物，该橡胶组合物包括：
至少一种二烯型弹性体；
增强量的包括羧甲基纤维素以及硅石和炭黑中的至少一种的至少两种填料，
其中所述羧甲基纤维素与所述至少一种二烯型弹性体在如下的混合程序中进行掺混：将所述羧甲基纤维素以1g的羧甲基纤维素钠/每10g的水到1g的羧甲基纤维素钠/每1000g的水范围内的浓度添加到水中，所得到的羧甲基纤维素钠的水溶液然后与所述至少一种二烯型弹性体的胶乳进行混合，混合物然后使用1％氯化钙溶液来凝聚，随后用水洗涤凝聚的固体物，并干燥。
2.权利要求1的充气轮胎，其特征在于该至少两种填料包括5-50phr的羧甲基纤维素和10-100phr的硅石和炭黑中的至少一种。
3.权利要求2的充气轮胎，其特征在于该至少两种填料包括15-40phr的羧甲基纤维素。
4.权利要求3的充气轮胎，其特征在于该至少两种填料包括20-30phr的羧甲基纤维素。
5.权利要求1的充气轮胎，其特征在于该羧甲基纤维素包括在60-90％的构成羧甲基纤维素的纤维素骨架的吡喃葡萄糖单体的羟基上取代的羧甲基基团。
6.权利要求1的充气轮胎，其特征在于该羧甲基纤维素具有60,000到120,000的分子量。
CN2010105417499A 2009-11-18 2010-11-08 具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎 Expired - Fee Related CN102061016B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/620,877 2009-11-18
US12/620,877 US8336591B2 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Pneumatic tire with rubber component containing carboxymethylcellulose
US12/620877 2009-11-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102061016A CN102061016A (zh) 2011-05-18
CN102061016B true CN102061016B (zh) 2013-11-13

Family

ID=43663723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105417499A Expired - Fee Related CN102061016B (zh) 2009-11-18 2010-11-08 具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8336591B2 (zh)
EP (1) EP2325026B1 (zh)
CN (1) CN102061016B (zh)
BR (1) BRPI1004235A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5694010B2 (ja) * 2011-03-09 2015-04-01 東洋ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5638041B2 (ja) * 2012-07-25 2014-12-10 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物、タイヤ部材、及び空気入りタイヤ
US20200181370A1 (en) * 2016-10-28 2020-06-11 E I Du Pont De Nemours And Company Rubber compositions comprising polysaccharides
WO2019005927A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company POLYSACCHARIDE-ELASTOMER MIXTURE COMPOSITIONS
CN109679360A (zh) * 2019-02-20 2019-04-26 南通迅达橡塑制造有限公司 一种耐腐蚀橡胶

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298654A (en) * 1980-04-28 1981-11-03 The B. F. Goodrich Company Powdered elastomers and process therefor
US5804645A (en) * 1992-11-26 1998-09-08 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber compositions of tire tread

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375497A (en) * 1981-08-27 1983-03-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Free flowing SBR black masterbatch powder
JPS6454043A (en) * 1987-08-26 1989-03-01 Bridgestone Corp Rubber composition for tire
JP2894748B2 (ja) * 1989-11-17 1999-05-24 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ
DE4220563A1 (de) 1992-06-24 1994-01-13 Bayer Ag Kautschukmischungen enthaltend Polybutadien-Gel
US5672639A (en) 1996-03-12 1997-09-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Starch composite reinforced rubber composition and tire with at least one component thereof
DE19701488A1 (de) 1997-01-17 1998-07-23 Bayer Ag SBR-Kautschukgele enthaltende Kautschukmischungen
EP0958298B2 (en) 1997-08-21 2008-10-22 Momentive Performance Materials Inc. Blocked mercaptosilane coupling agents for filled rubbers
DE19834802A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19834803A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19834804A1 (de) 1998-08-01 2000-02-03 Continental Ag Kautschukmischung
DE19942620A1 (de) 1999-09-07 2001-03-08 Bayer Ag Mikrogelhaltige Kautschukmischungen mit verkappten bifunktionellen Mercaptanen und hieraus hergestellte Vulkanisate
EP1285926B1 (de) 2001-08-06 2004-05-12 Degussa AG Organosiliciumverbindungen
JP3826081B2 (ja) * 2001-09-04 2006-09-27 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ及びその製造方法
US7468153B2 (en) * 2004-12-30 2008-12-23 The Goodyear Tire & Rubber Co. Degradable blading for tire curing molds
US7581575B2 (en) * 2005-10-05 2009-09-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire with tread having degradable tread filler
FR2910904B1 (fr) * 2006-12-27 2009-03-06 Michelin Soc Tech Bande de roulement dont la composition comporte une poudre de gomme de xanthane
US20100081730A1 (en) 2008-09-26 2010-04-01 Klaus Unseld Process for production of clay nanocomposite

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298654A (en) * 1980-04-28 1981-11-03 The B. F. Goodrich Company Powdered elastomers and process therefor
US5804645A (en) * 1992-11-26 1998-09-08 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber compositions of tire tread

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平3159803A 1991.07.09

Also Published As

Publication number Publication date
CN102061016A (zh) 2011-05-18
US8336591B2 (en) 2012-12-25
EP2325026B1 (en) 2012-08-22
BRPI1004235A2 (pt) 2013-03-12
US20110114241A1 (en) 2011-05-19
EP2325026A1 (en) 2011-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102101919B (zh) 具有含碳纳米管的构件的轮胎
JP5437608B2 (ja) 黒色のサイドウォールを有するタイヤの製造方法、および、その方法によって製造されたタイヤ
US10570275B2 (en) Pneumatic tire having tread with alkoxysilane-terminated polybutadiene
US20110136939A1 (en) Tire with component containing cellulose
US7671128B1 (en) Tire with a component made of a rubber composition comprised of rubbers having pendant hydroxyl groups
CN102101921B (zh) 具有包含环氧化棕榈油的橡胶组分的充气轮胎
EP2889327B1 (en) Rubber composition for use in a tread of a pneumatic tire
EP3825147A1 (en) Rubber composition comprising a surface-functionalized carbon allotrope and tire
CN102234386B (zh) 充气轮胎和含有双聚合结构的橡胶组合物
CN102443204A (zh) 具有胎面的充气轮胎
BR102017027728A2 (pt) composição de borracha e pneumático
CN103304864A (zh) 充气轮胎
CN102061016B (zh) 具有含羧甲基纤维素的橡胶组分的充气轮胎
JP2009046677A (ja) 組合せ可塑剤を含む部品を有するタイヤ
CN105315517B (zh) 橡胶组合物和充气轮胎
CN102070803A (zh) 具有胎面的充气轮胎
US20240294739A1 (en) Pneumatic tire and rubber composition including carbon dioxide-generated carbon reinforcing filler
CN102206369A (zh) 带有含烷基烷氧基硅烷和有机硅树脂的橡胶组件的充气轮胎
JP2009144157A (ja) 高分子ナノ繊維を含む部品を有するタイヤ
US20110275751A1 (en) Pneumatic tire with tread
US20090062435A1 (en) Tire with Component Containing Asphaltene
US20170259620A1 (en) Pneumatic tire
US20140336330A1 (en) Pneumatic tire with tread
US11884823B2 (en) Pneumatic tire
BR102022019630A2 (pt) Composição de borracha e pneu

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131113

Termination date: 20171108

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee