CN102108139A - 大型运输车轮胎再生用胎面橡胶组合物及采用它的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，该橡胶组合物包括：100重量份的原料橡胶，含有57至63重量份的天然橡胶和37至43重量份的丁二烯橡胶；53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面积是118至122m2/g、DBP吸油量是124至128cc/100g、色调值是119至122；以及3至5重量份的增强性树脂，含有萜和C9石油树脂。上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物能够满足耐磨性和耐久性，同时利于耐破损性，耐发热性也很优良。

Description

大型运输车轮胎再生用胎面橡胶组合物及采用它的轮胎
技术领域
本发明涉及大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物及采用该组合物再生的轮胎，更详细地说，涉及耐磨性、耐破损性和耐发热性都很优异的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物及采用该组合物再生的轮胎。
背景技术
近年来，随着对汽车轮胎经济性的要求提高，特别是对载货汽车或大型客车所使用的大型轮胎，在胎面已磨损的轮胎上重新贴上新胎面而使用，即对所谓再生轮胎的性能要求逐渐变高。这种再生轮胎用的胎面橡胶组合物同时要求耐磨性和耐发热性优良，但很难同时满足该要求。
再生轮胎的情况下，同新轮胎的胎面相比具有胎面厚度更厚的倾向，所以更难以发热。另外，对于不仅在良好路段行驶、而且经常在险路段行驶的大型运输车的轮胎特性来说，不仅要求良好的耐磨性和耐发热性，还要求良好的耐破损性。
以前申请的日本特许平6-192480号公开了一种橡胶组合物，在含有20至50重量份的天然橡胶、50至70重量份的丁二烯橡胶和10至30重量份的苯乙烯-丁二烯橡胶而构成的100重量份原料橡胶中，使用氮吸附比表面积很高、且酞酸二丁酯(DBP)吸油量的范围很宽的炭黑，从而提高它的耐磨性和耐发热性。但是，当以较高含量含有像丁二烯和苯乙烯-丁二烯橡胶这样的合成橡胶的情况下，虽然提高了耐磨性，但不利于耐发热性；在使用氮吸附比表面积很大的炭黑的情况下，利于其耐磨性和耐破损性，但不利于耐发热性，从而具有耐久性降低的倾向。
另外，另一专利日本特许公开第2000-219778号中，公开了在含有40重量份以上的天然橡胶、10至45重量份的丁二烯橡胶以及5至35重量份的苯乙烯-丁二烯橡胶而构成的100重量份原料橡胶中，按0.4至1.2的比例，加入CTAB吸附比表面积为125m2/g、C-DBP吸油量为100cc/100g且色调值为120的高色调级的SAF级炭黑和CTAB吸附比表面积为60至85m2/g、C-DBP吸油量为80至115cc/100g、且色调值小于110的低色调的HAF级炭黑，均衡地实现其耐磨性、耐发热性和耐破损性的特性。但是，上述发明存在不利于耐发热性且耐磨性降低的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性、耐破损性和耐发热性都优良的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物。
本发明的另外一个目的在于，提供采用上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物进行再生的轮胎。
为了实现上述目的，本发明的一实施例涉及的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，包括：100重量份的原料橡胶，含有57至63重量份的天然橡胶和37至43重量份的丁二烯橡胶；53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面积是118至122m2/g、DBP吸油量是124至128cc/100g、色调值是119至122；和3至5重量份的增强性树脂，含有萜(Terpene)和C9石油树脂。
优选的是，上述丁二烯橡胶可以是顺式-1，4丁二烯的含量是96重量％以上、玻璃化转变温度Tg是-104至-107℃、且100℃下的莫尼粘度是43至47的高顺式丁二烯橡胶。
优选的是，上述增强性树脂可以按10至30∶30至70的重量比含有上述萜和上述C9石油树脂。
本发明的另一目的是提供采用上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物进行再生的轮胎。
下面，详细说明本发明。
上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物包含原料橡胶、炭黑和增强性树脂。
上述原料橡胶含有57至63重量份的天然橡胶和37至43重量份的丁二烯橡胶，优选的是含有58至62重量份的天然橡胶和38至42重量份的丁二烯橡胶，更优选的是含有60重量份的天然橡胶和40重量份的丁二烯橡胶。
为了实现优良的耐破损性和耐发热性，可以使用57至63重量份的上述天然橡胶，为了提高耐磨性能，可以使用37至43重量份的上述丁二烯橡胶。当上述丁二烯橡胶的含量超过43重量份时，耐破损性和耐发热性会降低，当上述丁二烯橡胶的含量小于37重量份时，耐磨性会降低。
上述原料橡胶含有苯乙烯-丁二烯橡胶的情况下，具有对耐发热性不利的效果，所以上述原料橡胶优选不含有上述苯乙烯-丁二烯橡胶。
上述天然橡胶可以是一般的天然橡胶或是改性天然橡胶。上述一般天然橡胶不限制原产地，只要是天然橡胶就都可以使用。
上述丁二烯橡胶可以是顺式-1，4丁二烯的含量为96重量％以上、玻璃化转变温度(Tg)为-104至-107℃、且100℃时的莫尼粘度为43至47的高顺式丁二烯橡胶。在使用上述高顺式丁二烯橡胶的情况下，对耐磨性能和动态应力(dynamic stress)下的热积聚(heat build up)控制方面具有有利效果。
上述炭黑在100重量份的上述原料橡胶中含有53至57重量份。上述炭黑的含量不足53重量份时，耐磨性会降低；超过57重量份时，耐发热性会降低。
上述炭黑可以使用氮吸附比表面积为118至122m2/g、DBP(邻苯二甲酸二正丁酯，n-dibutyl phthalate)吸油量为124至128cc/100g、色调(TITN)值为119至122的具备胶体特性的炭黑。
如果上述炭黑的氮吸附比表面积超过122m2/g，则对耐磨性和耐破损性有利，但发热会增加使耐久性降低。如果小于118m2/g，则不利于耐磨性和耐破损性。当上述炭黑的DBP吸油量超过128cc/100g时，有利于耐发热性，但耐破损性能会降低，当小于124cc/100g时，耐发热性能会降低。
上述含有萜和C9石油树脂的增强性树脂，可以在100重量份的上述原料橡胶中含有3至5重量份。如果上述增强性树脂的含量小于3重量份，则使用增强性树脂引起的耐破损性能的提高不明显，如果超过5重量份，会降低耐发热性。
上述增强性树脂可以按10至30∶30至70的重量比含有上述萜和C9石油树脂。在使用按10至30∶30至70的重量比包含上述萜和C9石油树脂的增强性树脂的情况下，对天然橡胶的增强性优良，还有利于热老化的稳定性，因此具有有利效果。上述增强性树脂的软化点可以是95至100℃。上述软化点为95至100℃的增强性树脂，在轮胎的行驶温度为95℃以下时能够维持轮胎胎面的模量(modulus)，使之具有利于耐破损性能的效果。
上述轮胎胎面用的橡胶组合物还可以包含选择性地追加的硫化剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、抗老化剂、软化剂等各种添加剂。对于上述各种添加剂而言，只要是本发明所属技术领域中通常使用的添加剂就都可以使用，其含量可以按照在通常的轮胎胎面用橡胶组合物中使用的配比来决定，在此不进行特别限定。
上述硫化剂可以使用硫磺类硫化剂、有机过氧化物、树脂硫化剂、氧化镁等金属氧化物，优选使用硫磺类硫化剂。
上述硫化剂在上述100重量份的原料橡胶中含量为0.5至2.5重量份时具有较佳的硫化效果，原料橡胶对热不敏感，化学性能也很稳定。
上述硫化促进剂指的是促进硫化速度或者在初始硫化阶段促进延缓作用的促进剂。
上述硫化促进剂，可以使用从由次磺酰胺类、噻唑类、硫代氨基甲酰类、硫脲类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、醛氨类、咪唑啉类、黄原酸盐类及其组合构成的组中选择的任意一种。
上述硫化促进剂优选使用次磺酰胺类的N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)，为了使通过促进硫化速度而实现生产率的提高和橡胶物理特性的增强最大化，在100重量份的上述原料橡胶中可以包含0.5至3.0重量份。
上述硫化促进助剂是与上述硫化促进剂并用而使促进效果更完全所使用的配合剂，可以使用从由无机类硫化促进助剂、有机类硫化促进助剂及其组合构成的组中选择的任意一种。
尤其是，作为上述硫化促进助剂，可以同时使用上述氧化锌和上述硬脂酸，在这种情况下，上述氧化锌溶在上述硬脂酸中，与上述硫化促进剂形成有效的复合物(complex)，在硫化反应中生成游离的硫磺，从而容易进行与橡胶的交联反应。
上述氧化锌和上述硬脂酸同时使用时，为了使其能够实现较佳的硫化促进助剂的作用，在100重量份的原料橡胶中可以分别使用1至5重量份和0.5至3重量份。
上述软化剂是指，为了对橡胶赋予可塑性使其容易加工或者降低硫化橡胶的硬度而添加到橡胶组合物中的添加剂，在混合橡胶或者制造橡胶时所使用的其它油类材料。作为上述软化剂，可以使用从由矿物油、植物油及其组合构成的组中选择的任意一种，但本发明并不限于此。
作为上述矿物油，可以使用从由石蜡、环烷油、芳香族类油及其组合构成的组中选择的任意一种。
但是，随着近年来环保意识的提高，上述芳香族油中所含有的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，以下称作“PAHs”)的含量为3重量％以上时，诱发癌症的可能性加大，故优选使用TDAE(环保芳烃油，treated distillate aromatic extract)油、MES(适度萃取溶剂合物，mild extraction solvate)油、RAE(残留芳香提取物，residual aromatic extract)油、或者重质环烷油。
从原料橡胶的加工性方面考虑，优选在上100重量份的述原料橡胶中使用0至150重量份的上述软化剂。
上述抗老化剂是为了中止由氧气引起的轮胎自动氧化的连锁反应而使用的添加剂。作为上述抗老化剂，可以使用从由胺类、苯酚类、咪唑类、氨基甲酸的金属盐及其组合构成的组中选择的任意一种。
作为上述抗老化剂，可以优选使用从由N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二二胺(N-(1，3-Dimethybutyl)-N-phenyl-p-phenylenediamine，6PPD)、N-苯基-N-异丙基对苯二胺(N-phenyl-N-isopropyl-p-phenylenediamine，3PPD)、(2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物(Poly(2，2，4-trimethyl-1，2-dihydroquinoline，RD)及其组合构成的组中选择的化合物。
上述抗老化剂除了具有抗老化作用之外，需要对于橡胶的溶解度较大，挥发性小，相对于橡胶是非活性，且不阻碍硫化等，如果考虑这些条件，在100重量份的上述原料橡胶中可以含有1至10重量份。
本发明的另一实施例涉及的轮胎是使用上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物制造得到的。关于使用上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物制造轮胎的方法，只要是目前用于再生轮胎的方法，都可适用。
具体而言，利用上述大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物来制造再生轮胎的方法有热硫化(Hot cure)和冷硫化(Cold cure)两种方法，但不限定于此方法，可以使用以往在胎面已磨损的轮胎上重新粘贴新的胎面橡胶或是加硫后紧密粘贴的方法，只要是目前用于再生轮胎的方法，都可适用。
上述轮胎可以使用于大型运输车用胎面轮胎，但不限定于此，也可以用在小汽车轮胎、赛车轮胎、飞机轮胎、农用机械轮胎、越野车轮胎。特别是，可以用于大型运输车或者中型货车的胎面轮胎。
发明效果
本发明的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，能够同时满足耐磨性和耐久性，其耐磨性，耐破损性和耐发热性等性能都很优良。
具体实施方法
下面，详细说明本发明的实施例，使得本发明所属技术领域的技术人员能够容易去实现它。但是，本发明可以表现为各种不同形态，并不限定于在这里说明的实施例。
[制造例：橡胶组合物的制造]
利用如下述表1所示的组成，制造了下述实施例和比较例涉及的轮胎胎面用橡胶组合物。轮胎胎面用橡胶组合物的制造方法，采用目前常用的轮胎胎面橡胶的制造方法。下述表1中，比较例1是炭黑的种类，比较例2是改变聚合物(原料橡胶)的使用比例但没有使用增强性树脂的情况。
【表1】(单位：重量份)
  比较例1   比较例2   实施例
  天然橡胶   60   50   60
  丁二烯橡胶(1)   40   50   40
  炭黑(2)   53   -   -
  炭黑(3)   -   53   53
  氧化锌   3.5   3.5   3.5
  硬脂酸   2   2   2
  增强性树脂(4)   -   -   3
  抗老化剂   2   2   2
  硫磺   1.8   1.8   1.8
  硫化促进剂(5)   1.5   1.5   1.5
(单位：重量份)
(1)丁二烯橡胶：顺式-1，4丁二烯的含量为96重量％以上、玻璃化转变温度(Tg)为-104至-107℃、且100℃时的莫尼粘度为43至47的丁二烯橡胶。
(2)炭黑：氮吸附比表面积为140至170m2/g、DBP吸油量为130至135cc/100g、且色调(TITN)值为125至135的炭黑。
(3)炭黑：氮吸附比表面积为118至122m2/g、DBP吸油量为124至128cc/100g、且色调(TITN)值为119至122的炭黑。
(4)增强性树脂：萜∶C9石油树脂＝30∶70，软化点为95至100℃的增强性树脂。
(5)促进剂：次磺酰胺类硫化促进剂，有N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)硫化促进剂。
以12R22.5和11R22.5标准用热硫化的方法制得具有上述配比的橡胶组合物后，添加到实际的大型货车或客车上的轮胎上来评价其耐磨性，耐发热性和耐破损性是在室内利用耐久性试验机而测得的。以比较例1为基准将上述测量结果进行指数化示于下列表2，该数值越大，性能则越优良。
【表2】
  性能   比较例1   比较例2   实施例
  耐磨性   100   98   105
  耐破损性   100   95   110
  耐发热性   100   103   105
参照上述表2，实施例同比较例1和比较例2相比，可以确认到具有相反特性的耐磨性、耐破损性和耐发热性都同时提高。
以上，详细说明了本发明的优选实施例，但本发明要求保护的权利范围并不限于此，利用了本发明的基本概念，所属技术领域的技术人员进行的各种变形以及改善，仍属于本发明请求的权利范围。

Claims (4)

1.一种大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，其特征在于，包括：
100重量份的原料橡胶，含有57至63重量份的天然橡胶和37至43重量份的丁二烯橡胶；
53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面积是118至122m2/g、DBP吸油量是124至128cc/100g、色调值是119至122；和
3至5重量份的增强性树脂，含有萜和C9石油树脂。
2.根据权利要求1所述的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，其特征在于，
所述丁二烯橡胶是顺式-1，4丁二烯的含量是96重量％以上、玻璃化转变温度Tg是-104至-107℃、且100℃下的莫尼粘度是43至47的高顺式丁二烯橡胶。
3.根据权利要求1所述的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物，其特征在于，
所述增强性树脂按10至30∶30至70的重量比含有所述萜和所述C9石油树脂。
4.一种采用权利要求1至3中任一项所述的大型运输车轮胎再生用的胎面橡胶组合物再生的轮胎。
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