CN104513411B - 含有反式异戊二烯‑丁二烯共聚物的橡胶共混物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含橡胶组合物的轮胎部件，所述橡胶组合物包含：（1）约2phr至约45phr的具有约4wt%至约16wt%的丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元的反式‑1,4‑异戊二烯‑丁二烯共聚物，其中所述反式‑1,4‑异戊二烯‑丁二烯共聚物具有在约35至约80范围内的门尼ML 1+4粘度；和（2）约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体，优选基于二烯的弹性体。最优选的轮胎部件是包含帘线加强性并且需要足够的生胶强度以提高轮胎建造和成型过程从而维持在最终的固化轮胎中帘线的完整性的那些。
Description
技术领域
本发明涉及包含橡胶组合物的轮胎部件，所述橡胶组合物包含：（1）约2phr至约45phr的具有约4wt%至约16wt%的丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在约35至约80范围内的门尼ML 1+4粘度；和（2）约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体，优选基于二烯的弹性体。最优选的轮胎部件是包含帘线加强性并且需要足够的生胶强度以提高轮胎建造和成型过程从而维持在最终的固化轮胎中帘线的完整性的那些。
发明背景
未硫化橡胶的强度通常被称为“生胶强度”。它是未固化橡胶配制物的拉伸强度或拉伸模量。其通常依据所关注的纯的橡胶或橡胶配制物的应力-应变特征来定量。生胶强度也可以被认为是指应力伸长率、拉伸强度和蠕变。ASTM D6746为生胶强度定量提供了测试方法。测量生胶强度的标准测试也描述在国际标准ISO 9026中。在任何情况下，具有足够的生胶强度在将橡胶和橡胶配制物加工成有用的产品中很重要。生胶强度是橡胶状聚合物的性质，这允许其被构建成多种部件制品，而在组装之后和在引发固化操作之前几乎没有或没有组装部件的松动(release)或相对运动。
为了获得良好的橡胶加工特性，高水平的生胶强度通常是合意的。对于所有其中伸长占主导地位的加工操作，其是特别重要的特征。例如，橡胶配制物需要足够的生胶强度以在挤出、压延和轮胎建造操作中表现良好。换句话说，对于橡胶混合物而言，具有构建成橡胶复合材料（例如轮胎）的足够的生胶强度是重要的。对于构建大型轮胎中使用的橡胶和橡胶混合物而言特别重要的是具有高水平的生胶强度以使得轮胎的橡胶层在轮胎建造过程期间粘合在一起。这在建造子午线轮胎的第二阶段和建造用于卡车、工业设备和推土机的大型轮胎中是特别重要的。在其中使用显示出差的生胶强度的橡胶混合物来建造生胎的情况下，轮胎在固化前在轮胎建造过程的第二阶段中的膨胀期间可能无法保持空气。
天然橡胶固有地显示出相对高水平的生胶强度。因此，其通常在建造用于卡车、工业设备、采矿设备和推土机的大型轮胎中。然而，在一些应用中，进一步提高天然橡胶的生胶强度以更容易地促进轮胎建造过程将是合乎人意的。多年以来，已经考虑了许多提高橡胶配制物的生胶强度的方法。然而在商业应用中提高天然橡胶的生胶强度已经被证明是艰巨的任务。
美国专利4,094,831表明合成弹性体的生胶强度可以通过由各种形成合成弹性体的单体中的至少一类与含环氧基的单体形成互聚物而得以改善。在本发明的实践中所采用的形成弹性体的单体包括至少一种具有4-10个碳原子的共轭二烯、具有2-14个碳原子的烯烃和具有4-6个碳原子的二烯，和它们的组合。美国专利4,094,831描述的互聚物优选与合成弹性体或天然橡胶（顺式-1,4-聚异戊二烯）共混并且用于各种工业应用中，例如用于包括子午线卡车轮胎胎体在内的轮胎胎体中。美国专利4,094,831表明如果采用少量的环氧交联剂，生胶强度可以进一步得以改善。合适的交联剂的实例包括单胺和多胺、单酸酐和多酸酐(polyanhydrides)，以及一元羧酸和多元羧酸。
美国专利4,103,077和美国专利4,124,750公开了通过使用二酰肼化合物交联合成弹性体来改善它们的生胶强度的技术。美国专利4,103,077更具体地公开了改善合成弹性体的生胶强度的方法，包括将合成弹性体与少量具有式NH2-NH-CO-R-CO-NH-NH2的二酰肼化合物混合以形成混合物，其中R是具有2-10个碳原子的烷基，所述合成弹性体是由包含含有4-10个碳原子的二烯的单体、含有4-10个碳原子的二烯的共聚单体(以形成共聚物)，和含有4-10个碳原子的二烯的共聚单体与含有2至约14个碳原子的烯烃单体(以形成共聚物)的溶液聚合制成的；通过部分交联所述弹性体而产生实现小于硫化的弹性体的改善的生胶强度的弹性体；并且在约125 ºF (52ºC)至约300 ºF (149ºC)的温度下加热所述弹性体二酰肼混合物。这些专利进一步公开了一种具有改善的生胶强度的合成弹性体组合物，其包含部分交联和非硫化的合成弹性体；每100份所述弹性体约0.25至约2.0重量份的具有式NH2-NH-CO-R-CO-NH-NH2的二酰肼化合物，其中R是具有2-10个碳原子的烷基，所述合成弹性体由选自具有4-10个碳原子的二烯的单体、具有4-10个碳原子的二烯的共聚单体(以形成共聚物)，和具有4-10个碳原子的二烯的共聚单体与具有2至约14个碳原子的烯烃单体(以形成共聚物)制成。
美国专利4,124,546公开了由选自至少一种具有4-10个碳原子的共轭二烯、具有2-14个碳原子的烯烃连同具有4-6个碳原子的二烯，和其组合的单体制备的弹性体的改善的生胶强度可以通过添加一定量的聚二甲基丁二烯化合物以形成具有约0℃至约100℃的玻璃化转变温度的共混物实现。所述聚二甲基丁二烯化合物可以是仅二甲基丁二烯的均聚物、二甲基丁二烯与单体（例如丁二烯、异戊二烯、间戊二烯、丙烯腈、偏氯乙烯、乙烯基吡啶、甲基丙烯酸和乙烯基取代的芳族化合物）的各种组合的共聚物、三元聚合物或四元聚合物。
美国专利4,198,324和美国专利4,243,561公开了弹性体的生胶强度可以通过添加半结晶的丁烯聚合物得以改善，所述半结晶的丁烯聚合物例如为聚丁烯和由1-丁烯单体和至少一种选自α-烯烃、非共轭的二烯和非共轭的多烯的单体制成的互聚物。所述半结晶的丁烯聚合物与期望的弹性体（例如天然或合成顺式-1,4-聚异丙烯）或由选自具有4-10个碳原子的共轭二烯的单体制成的合成弹性体、所述二烯它们之间的互聚物或与具有8-12个碳原子的乙烯基取代的芳族烃化合物的互聚物、或聚亚烯基(polyalkenylenes)混合。丁烯聚合物与弹性体的混合或共混可以通过常规的方法，例如胶泥搅拌(cement mixing)或塑炼进行。
美国专利4,254,013表明天然或合成顺式-1,4-聚异戊二烯和合成弹性体的弹性体共混物的生胶强度可以通过向合成弹性体的链中加入可离子化的化合物得以改善。所述可离子化的化合物可以通过与形成合成弹性体的单体的常规聚合而被并入到合成弹性体的链中，并且所述化合物的可离子化基团将是弹性体链或主链的侧链。所述可离子化基团与容易离子化的金属碱(metal base)或盐结合。该结合获得了具有大大改善的生胶强度的共混物。
发明内容
本发明是基于以下发现，即某种反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物可以并入天然橡胶或合成弹性体中以改善其生胶强度。在本发明的实践中使用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物包含约4wt%至约16wt%的1,3-丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元。在本发明的实践中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物还通常具有在约35至约80范围内的门尼ML1+4粘度并且通常具有在30℃至65℃范围内的熔点。
本发明更具体地涉及一种橡胶组合物，其包含：（1）约2phr至约45phr的具有约4wt%至约16wt%的1,3-丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在约35至约80范围内的门尼ML 1+4粘度；和（2）约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体。
本发明还公开了一种轮胎，其包括通常环形的胎体、周向带束(belt)、覆盖层(overlay)，和外周胎面、两个间隔的胎圈、由胎圈至胎圈延伸的至少一个帘布层(ply)、胎圈包布(chafer)、三角胶(apex)、内衬和由所述胎面至所述胎圈径向延伸并且连接所述胎面和所述胎圈的侧壁，其中这些轮胎部件的至少一个包含橡胶共混物，所述橡胶共混物包含：（1）约2phr至约45phr的具有约4wt%至约16wt%的1,3-丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在约35至约80范围内的门尼ML 1+4粘度；和（2）约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体。该橡胶共混物的优选的部件为带束、帘布层和覆盖层混合物，其包含各种类型的增强连续帘线。
具体地， 本发明涉及以下方面：
1. 一种橡胶组合物，其包含：(1) 约2phr至约45phr的具有约4wt%至约16wt%的1,3-丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在约35至约80范围内的门尼ML1+4粘度；和（2）约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体。
2. 如方面1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体包含衍生自异戊二烯的重复单元。
3. 如方面1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体包含衍生自1,3-丁二烯的重复单元。
4. 如方面1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体选自天然橡胶、合成聚异戊二烯均聚物橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶。
5. 如方面1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体是天然橡胶。
6. 如方面1中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物含有5wt%至20wt%的1,3-丁二烯重复单元和80wt%至95wt%的异戊二烯重复单元。
7. 如方面6中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在40至75范围内的门尼ML 1+4粘度。
8. 如方面7中所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物包含3phr至30phr的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物和70phr至97phr的其它弹性体。
9. 如方面8中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在 30至65℃范围内的熔点。
10. 如方面9中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物含有5wt%至10wt%的1,3-丁二烯重复单元和90wt%至95wt%的异戊二烯重复单元。
11. 如方面10中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在45至70范围内的门尼ML1+4粘度。
12. 如方面11中所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物包含5phr至20phr的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物和80phr至95phr的其它弹性体。
13. 如方面12中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在55至65范围内的门尼ML1+4粘度。
14. 如方面12所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物进一步包含补强填充剂。
15. 如方面14中所述的橡胶组合物，其中所述补强填充剂是炭黑。
16. 如方面14中所述的橡胶组合物，其中所述补强填充剂是二氧化硅。
17. 一种轮胎，包括通常环形的胎体，其具有外周胎面、两个间隔的胎圈、由胎圈至胎圈延伸的至少一个帘布层和由所述胎面至所述胎圈径向延伸并且连接所述胎面和所述胎圈的侧壁，其中所述外周胎面适于地面接触，其中所述外周胎面包含方面1中所述的橡胶组合物。
18. 一种轮胎，包括通常环形的胎体，其具有外周胎面、两个间隔的胎圈、由胎圈至胎圈延伸的至少一个帘布层和由所述胎面至所述胎圈径向延伸并且连接所述胎面和所述胎圈的侧壁，其中所述外周胎面适于地面接触，其中所述侧壁包含方面1中所述的橡胶组合物。
19. 如方面17中所述的轮胎，其中所述轮胎是充气轮胎。
20. 如方面17中所述的轮胎，其中所述轮胎是非充气轮胎。
具体实施方式
通过简单地将约2phr（每100重量份的橡胶的份数）至约45phr的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物与约55phr至约98phr的至少一种其它弹性体（优选的弹性体是基于二烯的并且由合成或天然高顺式-1,4-聚异戊二烯构成）共混制备本发明的橡胶组合物。对于所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物而言重要的是包含约4wt%至约16wt%的1,3-丁二烯重复单元和约84wt%至约96wt%的异戊二烯重复单元。对于所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物而言同样重要的是具有在约35至约80范围内的门尼ML 1+4粘度。
在本发明的实践中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物将更典型地包含6wt%至14wt%的1,3-丁二烯重复单元和约86wt%至约94wt%的异戊二烯重复单元。所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物将优选包含8wt%至12wt%的1,3-丁二烯重复单元和88wt%至约92wt%的异戊二烯重复单元。在大多数情况下，所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物将具有在40至75范围内的门尼ML 1+4粘度并且将典型地具有在约45至约70范围内的门尼ML 1+4粘度。所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物将优选具有在约50至约60范围内的门尼ML1+4粘度。在本发明的实践中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物还可以特征在于其具有在约30℃至约65℃范围内的熔点。
所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物可以被并入到各种各样的橡胶聚合物中以改善其生胶强度。例如，可以使用所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物改善几乎任何含有烯属不饱和度的橡胶或弹性体的生胶强度。短语“含有烯属不饱和度的橡胶或弹性体”或“基于二烯的弹性体”旨在包括天然橡胶和其各种原始和再生形式二者，以及各种合成橡胶。在本说明书中，术语“橡胶”和“弹性体”可以互换使用，除非另有指明。术语“橡胶组合物”、“混合橡胶”、“橡胶混合物”和“橡胶配制物”可互换使用以表示已经与各种成分和材料共混或混合的橡胶，并且这些术语对于橡胶混合或橡胶配混领域的技术人员是公知的。
可以并入反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物以改善其生胶强度的合成聚合物的一些代表性实例包括丁二烯和其同系物和衍生物（例如甲基丁二烯、二甲基丁二烯和戊二烯）的均聚产物，以及共聚物，例如由丁二烯或其同系物或衍生物与其它不饱和单体形成的那些。后者可以包括炔烃（即乙烯基乙炔）、烯烃（即，异丁烯，其与异戊二烯共聚以形成丁基橡胶）、乙烯基化合物（即，丙烯酸或丙烯腈，其与丁二烯聚合以形成NBR）、甲基丙烯酸、和苯乙烯（其与丁二烯聚合形成SBR）、以及乙烯基酯和各种不饱和的醛、酮和醚，例如丙烯醛、甲基异丙烯基酮和乙烯基乙基醚。
可以用于制备本发明的橡胶组合物的合成橡胶的具体实例包括氯丁橡胶（聚氯丁烯）、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（例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，也被称为乙烯/丙烯/二烯单体（EPDM），和具体地乙烯/丙烯/二环戊二烯三元共聚物。本发明的技术在改善天然橡胶、合成聚异戊二烯均聚物橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶的生胶强度上通常具有最大的益处。这些聚合物可以是星型支化的聚合物，其与硅卤化物或锡卤化物结合，例如四氯化硅或四氯化锡。
本发明的橡胶组合物通过使用任何可用于获得相对均匀的共混物的常规设备简单地将反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物混入其它弹性体中制得。例如，可以使用已知的混合技术将反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物在粉碎混合器上或在Banbury混合器中混入到其它弹性体中。
本发明的橡胶组合物还可以包含常规的补强填充剂，例如炭黑或二氧化硅。炭黑通常以10phr至150phr的量用作填充剂。所述炭黑可以具有9至145g/kg的碘吸收和34至150cm3/100g的DBP值。在橡胶组合物中可以使用其它填充剂，包括但不限于微粒填充剂，包括超高分子量聚乙烯（UHMWPE），交联的微粒聚合物凝胶，和增塑的淀粉复合填充剂。这些其它填充剂可以以1至30phr的量使用。
所述橡胶组合物还可以包含最多70phr的加工油 。加工油可以包括在橡胶组合物中作为通常用于扩充弹性体的增量油。加工油还可以通过在橡胶混合期间直接加入该油而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混合期间添加的加工油二者。适合的加工油包括本领域已知的各种油，包括芳香油、链烷油、环烷油、植物油和低PCA油，如MES、TDAE、SRAE和重环烷油。
所述橡胶组合物可以进一步包含约10至约150phr的二氧化硅。可以在橡胶混合物中使用的硅质颜料包括常规的火成和沉淀硅质颜料（二氧化硅）。这些常规的二氧化硅可以例如通过具有如使用氮气测量的BET表面积来表征。所述BET表面积可以在约40至约600平方米/克的范围。常规二氧化硅还可以通过具有在约100至约400范围，或者在约150至约300范围的邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸收值来表征。
本领域技术人员可以容易地理解所述橡胶组合物将通过在橡胶混合领域中通常已知的方法混合，例如将各种硫磺可硫化的组成橡胶与各种通常使用的添加剂材料(例如为硫给体)、固化助剂(例如活化剂和延迟剂)和加工助剂(例如油，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以及胶溶剂)混合。如本领域技术人员已知的，取决于硫磺可硫化和硫磺硫化的材料（橡胶）的预期用途，选择上述添加剂并且以常规的量使用。硫给体的代表性实例包括元素硫（游离的硫）、二硫化胺、聚合多硫化物和硫-烯烃加合物。在一个实施方案中，硫磺硫化剂是元素硫。硫磺硫化剂可以以0.5至8phr范围，或者是1.5至6phr的范围的量使用。如果使用，增粘剂树脂的典型的量占约0.5至约10phr，通常为约1至约5phr。加工助剂的典型的量占约1至约50phr。抗氧化剂的典型的量占约1至约5phr。代表性的抗氧化剂例如可以为二苯基-对-亚苯基二胺和其它。抗臭氧剂的典型的量占约1至5phr。如果使用，脂肪酸（可以包括硬脂酸）的典型的量占约0.5至约3phr。氧化锌的典型的量占约2至约5phr。蜡的典型的量占约1至约5phr。在许多情况下，使用微晶蜡。胶溶剂的典型的量占约0.1至约1phr。典型的胶溶剂可以为例如五氯苯硫酚和二苯甲酰胺基二苯基二硫醚。
可以使用促进剂来控制硫化所需的时间和/或温度和改善硫化产品的性能。可以使用单一的促进剂体系，即主促进剂。所述主促进剂可以以约0.5至约4phr范围的总量使用。可以使用主促进剂和辅助促进剂的组合，其中辅助促进剂以较少的量使用，例如约0.05至约3phr，以活化和改善硫化产品的性能。这些促进剂的组合可以预期在最终性能上产生协同效应并且比通过单独使用任一促进剂制备的那些多少更好。
此外，可以使用延迟作用促进剂，其不受一般的加工温度所影响，但是在普通硫化温度下产生令人满意的固化。也可以使用硫化延迟剂。可以使用的合适类型的促进剂为胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑类、秋兰姆、次磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黄原酸酯。
包含反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物的本发明的橡胶配制物可以利用热机械混合技术混合。覆盖层橡胶配制物的混合可以通过橡胶混合领域的技术人员已知的方法实现。例如，成分通常在至少两个阶段中混合，即，至少一个非生产性阶段后接生产性混合阶段。包括硫磺硫化剂的最终固化剂通常在最终阶段中混入，其通常被称为“生产性”混合阶段，其中混合通常在比先前非生产性混合阶段的混合温度低的温度或最终温度下发生。将橡胶、二氧化硅和含硫的有机硅以及炭黑（如果使用）在一个或多个非生产性混合阶段中混合。术语“非生产性”和“生产性”混合阶段对橡胶混合领域的技术人员来说是公知的。包含含硫有机硅化合物、可硫化的橡胶和通常至少部分二氧化硅的硫磺可硫化橡胶组合物应当经受热机械混合步骤。热机械混合步骤通常包括在混合器或挤出机中机械加工一段合适的时间以产生140℃至190℃的橡胶温度。热机械加工的合适的持续时间随着操作条件以及组分的体积和性质的变化而变化。例如，热机械加工可以进行在约2分钟至约20分钟范围内的持续时间。通常优选的将是使橡胶达到在约145℃至约180℃范围内的温度并且在所述温度下保持约3分钟至约12分钟范围内的一段时间。通常更优选的将是使橡胶达到约155℃至约170℃范围内的温度并且在所述温度下保持约5分钟至约10分钟范围内的一段时间。
采用本发明的充气轮胎的实例可以是竞赛轮胎、客车轮胎、安全轮胎、飞机轮胎、农用轮胎、推土机轮胎、非公路用轮胎、中型卡车轮胎或任何充气或非充气轮胎。在一个实例中，所述轮胎是客车轮胎或卡车轮胎。所述轮胎还可以是子午线轮胎或斜交轮胎。
在已经用本发明的橡胶配制物构建轮胎之后，其可以使用普通轮胎固化周期来硫化。根据本发明制备的轮胎可以在宽的温度范围内固化。然而，本发明的轮胎通常优选的是在约132°C(270°F)至约166°C(330°F)范围的温度下固化。本发明的轮胎更典型的是在约143°C(290°F)至约154°C(310°F)范围的温度下固化。可以使用任何通常的硫化方法，例如在压机或模具中加热和/或用过热蒸汽或热空气加热。这些轮胎可以通过各种对于本领域技术人员已知并且显而易见的方法构建、成形、模制和固化。
本发明通过以下实施例示例，这些实施例仅用于示例的目的或其可以被实践的方式而不被认为是限制本发明的范围。除非另有具体指明，否则份数和百分数按重量计。
对比例1和实施例2-4
在该系列实验中，通过将反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物与天然橡胶混合制备橡胶配制物。还制备了不包含任何反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物的对照物并且以对比的目的评价。通过将以下成分混合至天然橡胶对照物（实施例1）或包含90phr的天然橡胶和10phr的各种反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物的共混物中制备非生产性的橡胶混合物：
炭黑 50phr
氧化锌 3phr
脂肪酸 1phr
抗降解剂 1phr
加工油 4phr
随后测试所述未固化的橡胶配制物以测定共混物的物理性能。随后将所述橡胶配制物与1.6phr的硫、1.2phr的促进剂和0.1phr的延迟剂混合以制备生产性配制物，其随后被固化并且测试物理性能。固化和未固化的橡胶配制物的物理性能在表1中报道。
如可以从表1中看到的，通过将反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物(TIBR)并入到天然橡胶中实现了生胶强度的显著改善。使用在实施例4中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物（其具有55的门尼粘度）获得了最佳的生胶强度改善。因此，在本发明的橡胶组合物中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物优选具有高于37并且优选高于50（通常在约50至约60范围内）的门尼ML 1+4粘度。其它测量的性能不受添加TIBR显著影响。
对比例5-6
在该系列的实验中，通过使用在对比例1和实施例2-4中采用的相同的步骤和配制物将反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物与天然橡胶混合制备了橡胶配制物。然而，异戊二烯-丁二烯共聚物中结合的丁二烯的水平在对比例5和对比例6中分别增加至15.7%和19.0%，而异戊二烯-丁二烯共聚物的门尼ML 1+4粘度被保持在约55。随后测试未固化橡胶配制物以确定共混物的物理性能并且随后利用在对比例1和实施例2-4中使用的固化剂和步骤将橡胶配制物混合、固化并且测试物理性能。固化的和未固化的橡胶配制物的物理性能在表2中报道，其还包括对比例1和实施例4获得的结果。
由表1可以看出，采用包含10.7%结合的丁二烯的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物实现了生胶强度的最佳改善。事实上，随着在1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物中结合的丁二烯水平提高到高于约10%的水平，混合橡胶配制物的生胶强度受到负面地影响。因此，在本发明的橡胶组合物中采用的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物优选包含5wt%至20wt%的1,3-丁二烯重复单元和88wt%至约95wt%的异戊二烯重复单元，最优选1,3-丁二烯重复单元的水平在5-15wt%的范围。
虽然已经为了示例本发明的目的而显示了某些代表性的实施方案和细节，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是可以在不脱离本发明的范围的情况下在其中做出多种变化和改变。
Claims (18)
1.一种橡胶组合物，其包含：(1) 2phr至45phr的具有4wt%至16wt%的1,3-丁二烯重复单元和84wt%至96wt%的异戊二烯重复单元的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在50至60范围内的门尼ML 1+4粘度；和（2）55phr至98phr的至少一种其它弹性体。
2.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体包含衍生自异戊二烯的重复单元。
3.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体包含衍生自1,3-丁二烯的重复单元。
4.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体选自天然橡胶、合成聚异戊二烯均聚物橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶和苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶。
5.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述其它弹性体是天然橡胶。
6.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物含有8wt%至12wt%的1,3-丁二烯重复单元和88wt%至92wt%的异戊二烯重复单元。
7.如权利要求6中所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物包含3phr至30phr的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物和70phr至97phr的其它弹性体。
8.如权利要求7中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在 30至65℃范围内的熔点。
9.如权利要求1中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物含有5wt%至10wt%的1,3-丁二烯重复单元和90wt%至95wt%的异戊二烯重复单元。
10.如权利要求9中所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物包含5phr至20phr的反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物和80phr至95phr的其它弹性体。
11.如权利要求8中所述的橡胶组合物，其中所述反式-1,4-异戊二烯-丁二烯共聚物具有在55至60范围内的门尼ML1+4粘度。
12.如权利要求11所述的橡胶组合物，其中所述橡胶组合物进一步包含补强填充剂。
13.如权利要求12中所述的橡胶组合物，其中所述补强填充剂是炭黑。
14.如权利要求12中所述的橡胶组合物，其中所述补强填充剂是二氧化硅。
15.一种轮胎，包括环形的胎体，其具有外周胎面、两个间隔的胎圈、由胎圈至胎圈延伸的至少一个帘布层和由所述胎面至所述胎圈径向延伸并且连接所述胎面和所述胎圈的侧壁，其中所述外周胎面适于地面接触，其中所述外周胎面包含权利要求1中所述的橡胶组合物。
16.一种轮胎，包括环形的胎体，其具有外周胎面、两个间隔的胎圈、由胎圈至胎圈延伸的至少一个帘布层和由所述胎面至所述胎圈径向延伸并且连接所述胎面和所述胎圈的侧壁，其中所述外周胎面适于地面接触，其中所述侧壁包含权利要求1中所述的橡胶组合物。
17.如权利要求15中所述的轮胎，其中所述轮胎是充气轮胎。
18.如权利要求15中所述的轮胎，其中所述轮胎是非充气轮胎。
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