CN105189145A - 具有改善的耐磨性的轮胎面 - Google Patents

具有改善的耐磨性的轮胎面 Download PDF

Info

Publication number
CN105189145A
CN105189145A CN201480024819.XA CN201480024819A CN105189145A CN 105189145 A CN105189145 A CN 105189145A CN 201480024819 A CN201480024819 A CN 201480024819A CN 105189145 A CN105189145 A CN 105189145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tire
rubber composition
tyre
rubber
tyre surface
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.)
Granted
Application number
CN201480024819.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105189145B (zh
Inventor
X·圣蒂尼
O·皮法尔
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.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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 Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of CN105189145A publication Critical patent/CN105189145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105189145B publication Critical patent/CN105189145B/zh
Active 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
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • 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
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/06—Sulfur
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • 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
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/18—Amines; Quaternary ammonium compounds with aromatically bound amino groups
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/548—Silicon-containing compounds containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02—Copolymers of mineral oil hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明包括轮胎面和具有此类轮胎面的轮胎，此类胎面用主要(如果不是完全)包括顺-1,4键含量是至少95％的聚丁二烯橡胶的橡胶组合物制造。橡胶组合物另外包括60phr至95phr的Tg是至少25℃的塑化树脂和0phr至15phr的液体塑化剂。另外，橡胶组合物用至少90phr的二氧化硅增强填料增强。或者，在一些实施例中，橡胶组合物可以用有机填料、无机填料或其组合增强。在这些实施例中的一些中，橡胶组合物包括至少90phr的此类增强填料。

Description

具有改善的耐磨性的轮胎面
技术领域
本发明大体上涉及橡胶组合物并且更确切地说，涉及适用于制造轮胎的橡胶组合物。
背景技术
轮胎设计者力求通过寻求例如关于当道路干燥、潮湿或覆盖冰和/或雪时轮胎能够抓地的程度的改善而改善轮胎在道路上运行和操纵的方式。他们也可以寻求关于驾驶员和乘客乘坐的舒适程度(包括例如噪声级和乘坐的平稳性)的改善。轮胎设计者也可以在影响与轮胎运行相关联的成本的那些领域(包括轮胎耐磨性和滚动阻力)寻求改善，因为具有高磨损率的轮胎将必须更早更换并且具有高滚动阻力的轮胎将导致燃料消耗增加。
虽然轮胎设计者将希望在所有这些领域中实现改善，但是也已知他们必须通常损害与他们设计的轮胎相关联的某些特征。常常改变轮胎设计来改善轮胎的一个特征将常常导致损害；即，另一个轮胎特征的抵消衰退。一种此类损害存在于轮胎耐磨性与湿式制动之间。已知例如轮胎耐磨性可以通过增加掺合到胎面橡胶组合物中的聚丁二烯的量来改善，但通常导致结果降低湿式制动性能的损害，所述损害已知通过降低轮胎面的聚丁二烯含量来改善。
轮胎设计者和在轮胎行业中进行研究的那些人探索可以突破一些已知损害的材料和轮胎结构。希望提供突破其它已知损害的新轮胎设计。
发明内容
本发明的特定实施例包括由橡胶组合物制成的轮胎面，所述橡胶组合物基于可交联橡胶组合物，每100重量份橡胶(phr)的橡胶包括100phr顺-1,4键含量是至少95％的聚丁二烯橡胶。所述橡胶组合物另外包括60phr至95phr的Tg是至少25℃的塑化树脂和0phr至15phr的液体塑化剂。另外，所述橡胶组合物用至少90phr的二氧化硅增强填料增强。
或者，在一些实施例中，所述橡胶组合物可以用有机填料、无机填料或其组合增强。在这些实施例中的一些中，所述橡胶组合物包括至少90phr的此类增强填料。
在一些实施例中，所述橡胶组合物的玻璃转化温度在-35℃与0℃之间。
具体实施方式
本发明的特定实施例包括具有改善的牵引特性同时仍意外地维持良好磨损率的轮胎面和其制造方法。这一在轮胎的牵引特性和耐磨特性两方面的改善提供轮胎设计者所面对的典型损害的真实突破。损害的这一突破是通过由尤其包括塑化树脂和完全或几乎完全由具有高顺-1,4键含量的聚丁二烯橡胶制得的橡胶组分的橡胶组合物制造胎面来实现。
虽然本文中所公开的橡胶组合物可以适用于宽范围的轮胎面，但是其特别适用于本发明的特定实施例作为全天候轮胎和/或夏季轮胎轿车和轻型卡车。
如本文所用，“phr”是“以重量计每百份橡胶中的份数”并且是所属领域中的常见量度，其中橡胶组合物的组分相对于组合物中橡胶的总重量测量，即，组合物中每100重量份的总橡胶中组分的重量份。
如本文所用，弹性体和橡胶是同义术语。
如本文所用，“基于”是认识到本发明的实施例由在组装时未固化的经硫化或固化橡胶组合物制成的术语。因此，经固化橡胶组合物“基于”未固化橡胶组合物。换句话说，交联橡胶组合物基于包含可交联橡胶组合物的成分。
众所周知，轮胎面是汽车轮胎的道路接触部分，围绕轮胎周向延伸。其经设计以提供汽车所需的操纵特征；例如牵引、干式制动、湿式制动、转弯等，全部都优选地考虑到产生最少量的噪声并且在低滚动阻力下。
本文中所公开类型的胎面包括作为接触地面的胎面的结构特征的胎面要素。此类结构特征可以具有任何类型或形状，其实例包括胎面花纹块和胎面花纹条。胎面花纹块具有由在胎面中形成分离结构的一或多个凹槽界定的周边，而花纹条实质上在纵向(圆周)方向上运转并且不被在实质上横向方向上运转的任何凹槽或向其中倾斜的任何其它凹槽中断。
这些胎面要素的径向最外面构成轮胎面的接触面，即随着轮胎旋转适合于与道路接触的轮胎面的实际表面积。轮胎面的总接触面因此是适合于与道路接触的胎面要素的全部径向最外面的总表面积。
如上文所指出，适用于本发明的特定实施例的橡胶组合物包括完全或几乎完全由具有高顺-1,4键含量的聚丁二烯制得的橡胶组分。聚丁二烯橡胶是一种众所周知的橡胶，通过在溶液聚合法中使用如所属领域的技术人员已知的合适催化剂聚合1,3-丁二烯单体(通常均聚合)来制得。由于存在于丁二烯单体中的两个双键，所得聚丁二烯可以包括三种不同形式：顺-1,4、反-1,4和乙烯基-1,2聚丁二烯。顺-1,4和反-1,4弹性体通过单体端到端连接而形成，而乙烯基-1,2弹性体通过单体在单体两端之间连接而形成。催化剂选择和方法温度已知为通常用于控制聚丁二烯的顺-1,4键含量的变量。
在本发明的特定实施例中，聚丁二烯是使用钕催化剂产生并且所得聚丁二烯的特征可以是顺-1,4键含量是至少95％并且在其它实施例中，至少96％、至少98％、96％至99.5％、96％至99％或96％至99.5％。也可以使用其它催化剂(如钴和镍)，并且制造此类聚丁二烯的方法并非本发明的一部分，因为此类材料是行业中众所周知的。适合与本文中所公开的橡胶组合物一起使用的可接受的聚丁二烯包括例如由朗盛公司(Lanxess)销售的CB22。
虽然本发明的实施例包括使用具有100phr此类高顺-1,4键含量聚丁二烯的橡胶组合物，但是特定实施例可以包括至多5phr次要橡胶组分或者1phr至5phr或1phr至3phr的次要橡胶组分。
此类次要橡胶组分可以包括例如一或多种高度不饱和的二烯弹性体(二烯来源(共轭二烯)的单元含量大于50mol.％的二烯弹性体)，如合成聚异戊二烯(IR)、天然橡胶(NR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。此类共聚物包括丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)以及异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)。在特定实施例中，次要橡胶组分是天然橡胶。
除了橡胶以外，本文中所公开的橡胶组合物还可以另外包括增强填料。将增强填料添加到橡胶组合物中以尤其改善其拉伸强度和耐磨性。本发明的特定实施例包括由包括极高负载量无机增强填料(如通常与偶合剂缔合的二氧化硅)的橡胶组合物制成的胎面。特定实施例还可以包括由包括碳黑、无机填料或其组合的橡胶组合物制成的胎面。
碳黑，虽然在许多轮胎应用中是适用的增强填料，但是从本文中所公开的橡胶组合物的一些实施例明确排除，除了一些实施例可以包括极小数量以向轮胎组合物提供着色(黑色)和/或UV保护。此类益处可以通过添加至少0.5phr但不超过20phr的碳黑或者低于10phr、低于5phr或0.5phr至10phr的碳黑或0.5至5phr来获得。
无机增强填料包括任何无机或矿物填料，无论其颜色或来源(天然或合成)如何，其能够在不使用任何其它方式(除中间物偶合剂以外)的情况下增强欲用于制造轮胎的橡胶组合物。此类无机增强填料可以完全或部分代替欲用于制造轮胎的橡胶组合物中的常规轮胎级碳黑。通常，此类填料的特征可以是其表面上存在羟基(-OH)。
无机增强填料可以采取多种适用形式，包括例如粉末、微珠、颗粒、球和/或任何其它适合形式以及其混合物。适合的无机增强填料的实例包括硅质型矿物填料，如二氧化硅(SiO2)，铝质型矿物填料，如氧化铝(AlO3)，或其组合。
所属领域中已知的适用二氧化硅增强填料包括煅制、沉淀和/或高度可分散二氧化硅(称为“HD”型二氧化硅)。高度可分散二氧化硅的实例包括来自德固赛公司(Degussa)的超硅(Ultrasil)7000和超硅7005、来自罗地亚公司(Rhodia)的二氧化硅索尔维(Zeosil)1165MP、1135MP和1115MP、来自PPG公司的二氧化硅Hi-SilEZ150G以及来自胡贝尔公司(Huber)的二氧化硅索尔博(Zeopol)8715、8745和8755。在特定实施例中，二氧化硅的BET表面积可以是例如60m2/g至250m2/g，或者80m2/g至230m2/g。
适用的增强氧化铝的实例是来自贝科夫斯基公司(Baikowski)的氧化铝贝科斯(Baikalox)A125或CR125、来自康迪雅公司(Condea)的APA-100RDX、来自德固赛公司的阿鲁赛得(Aluminoxid)C或来自住友化学公司(SumitomoChemicals)的AKP-G015。
为使无机增强填料与二烯弹性体偶合，至少双官能的偶合剂在无机增强填料与二烯弹性体之间提供足够化学和/或物理连接。此类偶合剂的实例包括双官能有机硅烷或聚有机硅氧烷。此类偶合剂和其用途在所属领域中是众所周知的。如所已知，偶合剂可以任选地预先接枝到二烯弹性体上或无机增强填料上。另外，其可以以其游离或非接枝状态混合到橡胶组合物中。一种适用的偶合剂是X50-S，即Si69(活性成分)与N330碳黑以重量计50-50的掺合物(可购自赢创德固赛公司(EvonikDegussa))。
在根据本发明的橡胶组合物中，可以包括任何适用于给定应用的量的偶合剂，其实例是2phr至15phr或者2phr至12phr或3phr至10phr。一般需要将其使用减到最少。在特定实施例中，偶合剂的量可以表示相对于二氧化硅填料总重量的0.5至15重量％。就例如客运汽车的轮胎面来说，偶合剂可以是相对于二氧化硅填料总重量的低于12重量％或甚至低于10重量％或8重量％。
对于在橡胶组合物中包括数量大于上文所提及的极小数量的碳黑的那些具体实例，可以已知适用于胎面应用的任何碳黑将为合适的。在此类实施例中，碳黑可以用作唯一的填料或可以与其它增强填料(如二氧化硅和/或其它无机增强填料)混合。
适合的碳黑包括例如轮胎中常规使用的HAF、ISAF和SAF型的碳黑。ASTM等级系列100、200和/或300的增强碳黑是合适的，如例如碳黑N115、N134、N234、N330、N339、N347、N375或者根据预期应用而定，较高ASTM等级系列的碳黑，如N660、N683和N772。
在特定实施例中，增强填料以对于此类胎面应用来说极高的负载量包括在本文中所公开的橡胶组合物中，因为高负载量而与使用的高顺-1,4键含量聚丁二烯和塑化树脂偶合，提供本发明的胎面和轮胎的所需特征。实际上，添加到橡胶组合物中的增强填料(其为有机填料、无机填料或其组合)的量可以包括90phr至150phr的填料或者90phr至130phr、95phr至130phr、95phr至150phr或100phr至120phr的填料。在特定实施例中，增强填料可以限制于二氧化硅，尤其在特定实施例中，限制于高度可分散二氧化硅。
如上文所指出，本发明的特定实施例另外包括一种塑化系统，所述塑化系统包括高Tg树脂和除了所述树脂之外任选地塑化液体。塑化系统可以提供橡胶混合可加工性的改善和/或调节橡胶组合物的玻璃转化温度和/或其刚性的方式。在特定实施例中，塑化系统的有效量可以是例如50phr至120phr或者60phr至110phr或70phr至120phr。
适合的塑化液体可以包括已知其与二烯弹性体的塑化特性的任何液体。在室温(23℃)下，具有不同粘度的这些液体塑化剂或这些油是液体，与作为固体的树脂相反。实例包括来源于石油原料的那些液体、具有植物碱的那些液体和其组合。基于石油的油的实例包括工业中已知的芳香族油、链烷烃油、环烷烃油、MES油、TDAE油等。液体二烯聚合物、聚烯烃油、醚塑化剂、酯塑化剂、磷酸酯塑化剂、磺酸酯塑化剂和液体塑化剂的组合同样是已知的。
适合的植物油的实例包括葵花油、大豆油、红花油、玉米油、亚麻籽油以及棉籽油。这些油和其它此类植物油可以单独使用或组合使用。在一些实施例中，具有高油酸含量(至少70重量％或者至少80重量％)的葵花油是适用的，其实例是艾格瑞-纯(AGRI-PURE)80(可购自嘉吉公司位于明尼苏达州明尼阿波利斯市的办事处(CargillwithofficesMinneapolis,MN))。在本发明的特定实施例中，适合的塑化液体的选择局限于具有高油酸含量的植物油。
适用于本发明的任何特定实施例的塑化液体的量取决于特定情况和所需结果。一般来说，塑化液体可以例如以0phr至20phr或者0phr至15phr、0phr至10phr、5phr至10phr或5phr至15phr的塑化液体的量存在于橡胶组合物中。应注意，在一些实施例中，使用任何塑化液体可以减少由此类橡胶组合物形成的橡胶制品的所需特性，并因此在一些实施例中，不使用塑化液体。
塑化烃树脂是在环境温度(例如23℃)下呈固体的烃化合物，与液体塑化化合物(如塑化油)相反。另外，塑化烃树脂与橡胶组合物可相容(即可混溶)，其中所述树脂以使得所述树脂可充当真正塑化剂的浓度，例如以通常至少5phr(以重量计每百份橡胶中的份数)的浓度混合。
塑化烃树脂是可以为脂肪族、芳香族或这些类型的组合的聚合物，意指树脂的聚合物基质可以由脂肪族和/或芳香族单体形成。这些树脂可以是天然或合成材料并且可以基于石油，在此情况下树脂可以称为石油塑化树脂，或基于植物材料。在特定实施例中，尽管不限制本发明，但这些树脂可能基本上仅含有氢和碳原子。
适用于本发明的特定实施例的塑化烃树脂包括是环戊二烯(CPD)或二环戊二烯(DCPD)的均聚物或共聚物、萜烯的均聚物或共聚物、C5馏分的均聚物或共聚物和其混合物的塑化烃树脂。
如上文通常所论述的此类共聚物塑化烃树脂可以包括例如由以下单体的共聚物制成的树脂：(D)CPD/乙烯基-芳香族物、(D)CPD/萜烯、(D)CPD/C5馏分、萜烯/乙烯基-芳香族物、C5馏分/乙烯基-芳香族物和其组合。
适用于萜烯均聚物和共聚物树脂的萜烯单体包括α-蒎烯、β-蒎烯和柠檬烯。特定实施例包括柠檬烯单体的聚合物，所述柠檬烯单体包括三种异构体：L-柠檬烯(左旋对映异构体)、D-柠檬烯(右旋对映异构体)或甚至二戊烯，即右旋与左旋对映异构体的外消旋混合物。
乙烯基芳香族单体的实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基-甲苯、对叔丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氯-苯乙烯、乙烯基-均三甲苯、二乙烯基苯、乙烯基萘、来自C9馏分(或更一般地说，来自C8至C10馏分)的任何乙烯基-芳香族单体。包括乙烯基-芳香族共聚物的特定实施例在共聚物中包括少数乙烯基-芳香族单体，其以摩尔分数表示。
本发明的特定实施例包括(D)CPD均聚物树脂、(D)CPD/苯乙烯共聚物树脂、聚柠檬烯树脂、柠檬烯/苯乙烯共聚物树脂、柠檬烯/D(CPD)共聚物树脂、C5馏分/苯乙烯共聚物树脂、C5馏分/C9馏分共聚物树脂以及其混合物作为塑化烃树脂。
包括适用于本发明的萜烯树脂的市售塑化树脂包括由特拉华州威明顿市的埃库莱斯公司(HerculesInc.ofWilmington,DE)以名称树脂(Resin)R2495出售的聚α蒎烯树脂。树脂R2495的分子量为约932，软化点为约135℃并且玻璃转化温度为约91℃。可以用于本发明的另一种市售产品包括由法国DRT公司出售的德科莱(DERCOLYTE)L120。德科莱L120多萜-柠檬烯树脂的数目平均分子量为约625，重量平均分子量为约1010，Ip为约1.6，软化点为约119℃并且玻璃转化温度为约72℃。可以用于本发明的再另一种市售萜烯树脂包括由佛罗里达州杰克逊维尔市的亚利桑那化学公司(ArizonaChemicalCompanyofJacksonville,FL)出售的思瓦拉(SYLVARES)TR7125和/或思瓦拉TR5147聚柠檬烯树脂。思瓦拉7125聚柠檬烯树脂的分子量为约1090，软化点为约125℃，并且玻璃转化温度为约73℃，而思瓦拉TR5147的分子量为约945，软化点为约120℃，并且玻璃转化温度为约71℃。
其它适合的市售塑化烃树脂包括C5馏分/乙烯基-芳香族苯乙烯共聚物，尤其以名称超内瓦克(SUPERNEVTAC)78、超内瓦克85和超内瓦克99来自内维尔化学公司(NevilleChemicalCompany)；以名称超文塔克(WINGTACKEXTRA)来自固特异化学公司(GoodyearChemicals)；以名称海科瑞(HIKOREZ)T1095和海科瑞T1100来自科隆公司(Kolon)；和以名称艾科瑞(ESCOREZ)2101和ECR373来自埃克森公司(Exxon)的C5馏分/苯乙烯或C5馏分/C9馏分。另一种适合的C5/C9树脂是奥普拉(Oppera)373，也可购自埃克森公司，玻璃转化温度为45℃。
作为市售柠檬烯/苯乙烯共聚物树脂的又其它适合的塑化烃树脂包括来自法国DRT公司的德科莱TS105；和以名称ZT115LT和ZT5100来自亚利桑那化学公司的产品。
可以注意到塑化树脂的玻璃转化温度可以通过差示扫描热量测定(DCS)根据ASTMD3418(1999)测量。在特定实施例中，适用树脂的玻璃转化温度可以是至少25℃或者至少40℃或至少60℃或25℃至95℃、40℃至85℃或60℃至80℃。
适用于本发明的任何特定实施例的塑化烃树脂的量取决于特定情况和所需结果。在特定实施例中，塑化树脂可以50phr至120phr或者60phr至110phr或70phr至120phr的量存在。
在特定实施例中，橡胶组合物的玻璃转化温度可以是例如-35℃至0℃或者-35℃至-25℃。
本文中所公开的橡胶组合物可以用任何适合的固化系统固化，所述固化系统包括过氧化物固化系统或硫固化系统。特定实施例用硫固化系统固化，所述硫固化系统包括游离硫并且可以另外包括例如促进剂、硬脂酸和氧化锌中的一或多个。适合的游离硫包括例如经粉碎的硫、橡胶制造商的硫、市售硫以及不溶性硫。橡胶组合物中所包括的游离硫的量不受限制，并且可以在例如0.5phr至10phr或者0.5phr至5phr或0.5phr至3phr范围内。特定实施例可以不包括添加在固化系统中的游离硫，而是包括硫供体。
可以用过氧化物固化系统固化的那些实施例可以包括有机过氧化物作为过氧化物固化剂，其实例可以包括二茴香基过氧化物；叔丁基茴香基过氧化物；2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己炔-3；双(叔丁基过氧基异丙基)苯；4,4'-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯；1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；双-(叔丁基过氧基)-二异丙基苯；过苯甲酸叔丁酯；二叔丁基过氧化物；2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷和其组合。适用于特定实施例的过氧化物固化剂的量不受限制并且可以在例如0.1phr至10phr范围内。特定实施例可以利用0.1phr至5phr或者0.5至3.5phr的过氧化物。
使用促进剂来控制硫化所需的时间和/或温度并改善经固化橡胶组合物的特性。本发明的特定实施例包括一或多种促进剂。适用于本发明的适合的第一促进剂的一个实例是亚磺酰胺。适合的亚磺酰胺促进剂的实例包括正环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(TBBS)、N-氧基二乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(MBS)以及N'-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(DCBS)。促进剂的组合通常可用于改善经固化橡胶组合物的特性，并且特定实施例包括添加第二促进剂。
特定实施例可以包括使用中度快速的促进剂作为第二促进剂，如二苯基胍(DPG)、三苯基胍(TPG)、二邻甲苯基胍(DOTG)、邻甲苯基双胍(OTBG)或六亚甲基四胺(HMTA)。此类促进剂可以按高达4phr、0.5phr至3phr、0.5phr至2.5phr或1phr至2phr的量添加。特定实施例可以排除使用快速促进剂和/或超快速促进剂，如快速促进剂：二硫化物和苯并噻唑；以及超促进剂：秋兰姆(thiuram)、黄原酸酯、二硫代氨基甲酸盐和二硫代磷酸盐。
如所属领域中已知，其它添加剂可以添加到本文中所公开的橡胶组合物中。此类添加剂可以包括例如以下添加剂中的一些或全部：抗降解剂、抗氧化剂、脂肪酸、蜡、硬脂酸以及氧化锌。抗降解剂和抗氧化剂的实例包括6PPD、77PD、IPPD和TMQ，并且可以按例如0.5phr至5phr的量添加到橡胶组合物中。氧化锌可以按例如1phr至6phr或者1.5phr至4phr的量添加。蜡可以按例如1phr至5phr的量添加。
作为本发明实施例的橡胶组合物可以在适合混合器中以所属领域的一般技术人员已知的方式通常使用两个连续制备阶段制备，第一阶段是在高温下的热机械操作，接着第二阶段是在低温下的机械操作。
第一阶段热机械操作(有时称为“非生产”阶段)意欲通过捏合充分混合组合物的各种成分，但硫化系统除外。其在适合的捏合装置(如内部混合器或挤压机)中进行直到在施加于混合物的机械操作和高剪切力的作用下达到一般在120℃与190℃之间、更严格来说130℃与170℃之间的最大温度为止。
在冷却混合物之后，在较低温度下实施第二阶段的机械操作。有时称为“生产”阶段，此精整阶段由在适合装置(例如敞开式研磨机)中通过混合并入硫化(或交联)系统(硫或其它硫化剂和促进剂)组成。其在低于混合物的硫化温度的足够低温度下执行适当时间(通常是1至30分钟，例如2至10分钟)，以防止过早硫化。
橡胶组合物可以形成为适用的物品，包括用于车辆轮胎上的胎面。胎面可以形成为胎面带形式，接着随后制造轮胎的一部分，或其通过例如挤压直接形成至轮胎胎体上，接着在模具中固化。因此，胎面带可以在置于轮胎胎体上之前固化或其可以在置于轮胎胎体上之后固化。通常，轮胎面以已知方式在模具中固化，将胎面要素模塑至胎面中，包括例如将轮胎沟槽模塑到胎面花纹块中。
应认识到，胎面可以仅由一种橡胶组合物形成或可以两个或更多个不同橡胶组合物的层形式形成，例如盖构造和基底构造。在盖构造和基底构造中，胎面的盖部分由一种橡胶组合物制成，其经设计以用于与道路接触。盖由胎面的基底部分支撑，基底部分由不同橡胶组合物制成。在本发明的特定实施例中，整个胎面可以由本文所公开的橡胶组合物制成，而在其它实施例中，仅胎面的盖部分可以由此类橡胶组合物制成。
虽然本文中所公开的轮胎面适用于许多类型的车辆，包括重型卡车，但是特定实施例包括适用于如轿车和/或轻型卡车的车辆的轮胎面。此类轮胎面亦适用于全天候轮胎和/或雪地轮胎。
本发明由以下实例进一步说明，所述实例仅被视为说明性的，并且不以任何方式对本发明进行限定。实例中所公开的组合物的特性如下文所述进行评估，并且这些所用方法适用于测量本发明所要求的特性。
实例中所公开的组合物的特性如下文所述进行评估，并且这些所用方法适用于测量本发明所要求的特性。
伸长模量(MPa)是基于ASTM标准D412在10％(MA10)下在23℃的温度下对哑铃测试片进行测量。测量在第二伸长中；即，在调节周期之后进行。基于测试片的原始横截面，这些测量值是以MPa为单位的正割模量。
在麦特韦伯公司VA400型粘弹分析仪测试系统上根据ASTMD5992-96测量橡胶组合物的动态特性(Tg和G*)。硫化材料的样品(双剪切力几何结构，其中两个10mm直径圆柱形样品中的每一个为2mm厚)的反应记录为其在10Hz的频率下在-60℃到100℃的温度扫描范围内经受恒定的0.7MPa的交替单一正弦剪切应力，其中温度以1.5℃/min逐渐增加。采集60℃下的剪切模量G*，并将最大tanδ出现的温度记录为玻璃转化温度Tg。
安装在装配有ABS制动系统的机动车上的轮胎的湿式制动是通过测量在潮湿地面(沥青混凝土)上突然制动时从50MPH变成0MPH所必需的距离来测定。值大于任意设定成100的对照值，表明改善的结果，也就是说湿式制动距离较短。
安装在机动车上的轮胎的耐磨性是通过对轮胎进行实际道路行驶并且测量其在行驶10,000至12,000英里时的磨损率(每1000英里损失胎面的克数)。值大于任意设定成100的对照值，表明改善的结果，也就是说磨损率较小。
实例1
此实例提供本文中所公开的橡胶组合物的物理特性。使用表1中所示的组分制备橡胶组合物。所示的构成橡胶组合物的每种组分的量以按重量计每百份橡胶中的份数(phr)提供。聚丁二烯是从朗盛公司取得的CB22。此聚丁二烯的顺-1.4含量为98.4％，数目平均分子量为160,000并且重量平均分子量为350,000，多分散指数(Mw/Mn)为2.2并且门尼粘度(Mooneyviscosity)为63。SBR的乙烯基含量为57％，顺-1,4含量为22％，反-1,4含量为21％并且苯乙烯含量为26.5％。SBR是充油橡胶，因此实际SBR含量是56phr，剩余材料是MES油。
二氧化硅是索尔维(ZEOSIL)160，一种可购自罗地亚公司的高度可分散二氧化硅，BET为160m2/g。树脂是来自埃克森公司的奥普拉373，一种Tg是45℃的C5/C9石油树脂。
添加剂包是包括6PPD、氧化锌、硬脂酸和TMQ的典型包。固化包包括促进剂和不溶性硫。
在班伯里混合器(Banburymixer)中通过在混合器中混合表1中所给的除固化包外的组分，直到所有组分都充分分散并且达到130℃170℃之间的温度，来制备橡胶组合物。在第二阶段中在磨机上添加固化包。在150℃下实现固化四十分钟。然后制备用于测试的橡胶组合物，并且测试以测量其物理性质，其结果显示于表1中。
表1-橡胶配制品和物理特性
配制品 W1 W2 F1
SBR 62
BR，高顺-1.4 44 100 100
碳黑，N234 42 8.6 8.6
二氧化硅 47 100 100
硅烷偶合剂 3.7 8 8
油 15 35 0
树脂 18 29 73
添加剂 7 6.9 6.9
固化包 3.6 6.4 6.4
物理特性
在23℃下的MA10 4.5 5.1 5.2
在23℃下的MA100 1.5 1.6 1.7
在23℃下的MA300 1.4 1.7 1.8
在60℃下的剪切模量G*，MPa 1.3 1.09 1.05
Tg，℃ -21.3 -32
实例2
表2-轮胎测试结果
配制品 W1 W2 F1
轮胎测试
耐磨性 100 130 157
湿式制动 100 81 103
此实例表明具有本发明的一个实施例的胎面的轮胎在耐磨性与湿式制动之间损害的突破。轮胎构建有由表1中所示的橡胶组合物配制的胎面。轮胎接着根据上文所述的测试程序测试。轮胎测试的结果显示于表2中，归一化成用由橡胶配制品W1制成的轮胎所获得的结果。
如在本文的权利要求书和说明书中所使用的术语“包含”、“包括”和“具有”应视为表明可能包括未指定的其它要素的开放群组。如在本文的权利要求书和说明书中所使用的术语“基本上由……组成”应视为表明可以包括未指定的其它要素的部分开放群组，只要那些其它要素并不显著地改变所要求的发明的基本和新颖特征。术语“一”和词的单数形式应理解为包括相同词的复数形式，以使得所述术语意味着提供一或多个某物。术语“至少一”和“一或多”可以互换使用。术语“一”或“单”应用于表明意欲为一个并且仅一个某物。类似地，其它具体整数值(如“二”)在意欲为具体数目的事物时使用。术语“优选地”、“优选”、“偏好”、“任选地”、“可能”以及类似术语用于指示所提及的项、条件或步骤是本发明任选(非必需)的特征。描述为“在a与b之间”的范围包括“a”和“b”的值。
由前述描述应理解，可以在不脱离本发明真正精神的情况下对本发明的实施例进行各种修改和变化。仅出于说明的目的提供前述描述，并且不应以限制意义对其加以解释。仅由以下权利要求书的语言限制本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于轮胎的胎面，所述胎面包含基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物，所述可交联弹性体每100重量份橡胶(phr)包含：
100phr的顺-1,4键含量是至少95％的聚丁二烯橡胶；
60phr至95phr的Tg是至少25℃的塑化树脂；
0phr至15phr的液体塑化剂；以及
至少90phr的二氧化硅增强填料。
2.根据权利要求1所述的胎面，其中所述橡胶组合物的玻璃转化温度是-35℃至0℃。
3.根据权利要求1所述的胎面，其中所述塑化树脂的玻璃转化温度是40℃至85℃。
4.根据权利要求1所述的胎面，其中所述塑化树脂是C5-C9石油树脂。
5.根据权利要求1所述的胎面，其中所述轮胎是机动车轮胎。
6.根据权利要求1所述的胎面，其中所述轮胎是轻型卡车轮胎。
7.一种用于轮胎的胎面，所述胎面包含基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物，所述可交联弹性体每100重量份橡胶(phr)包含：
100phr的顺-1,4键含量是至少95％的聚丁二烯橡胶；
60phr至95phr的Tg是至少25℃的塑化树脂；
0phr至15phr的液体塑化剂；以及
选自有机填料、无机填料或其组合的增强填料。
8.根据权利要求7所述的胎面，其中所述弹性体包含至少90phr的所述增强填料。
9.根据权利要求7所述的胎面，其中所述增强填料是二氧化硅。
10.根据权利要求7所述的胎面，其中所述橡胶组合物的玻璃转化温度是-35℃至0℃。
11.根据权利要求7所述的胎面，其中所述塑化树脂的玻璃转化温度是40℃至85℃。
12.根据权利要求7所述的胎面，其中所述塑化树脂是C5-C9石油树脂。
13.根据权利要求7所述的胎面，其中所述轮胎是机动车轮胎。
14.根据权利要求7所述的胎面，其中所述轮胎是轻型卡车轮胎。
CN201480024819.XA 2013-05-03 2014-05-05 具有改善的耐磨性的轮胎面 Active CN105189145B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361819323P 2013-05-03 2013-05-03
US61/819,323 2013-05-03
PCT/US2014/036834 WO2014179806A1 (en) 2013-05-03 2014-05-05 Tire tread with improved wear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105189145A true CN105189145A (zh) 2015-12-23
CN105189145B CN105189145B (zh) 2018-04-20

Family

ID=51844018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480024819.XA Active CN105189145B (zh) 2013-05-03 2014-05-05 具有改善的耐磨性的轮胎面

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9657161B2 (zh)
EP (1) EP2991841B1 (zh)
CN (1) CN105189145B (zh)
WO (1) WO2014179806A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110505964A (zh) * 2017-04-14 2019-11-26 米其林集团总公司 包括特定烃类树脂的橡胶组合物
CN113165425A (zh) * 2018-10-31 2021-07-23 米其林集团总公司 纳米颗粒的非橡胶母料
CN113667194A (zh) * 2020-05-13 2021-11-19 固特异轮胎和橡胶公司 充气轮胎
CN114616275A (zh) * 2020-04-27 2022-06-10 住友橡胶工业株式会社 轮胎

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015203869A1 (de) 2014-10-06 2016-04-07 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schwefelvernetzbare Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
WO2016069007A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tread for a tire formed from rubber composition cured with peroxide
WO2017074423A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Silica tread with peroxide curing
WO2017095381A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Peroxide cured tread
WO2017218002A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Truck tire tread
US10301459B2 (en) 2016-07-19 2019-05-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with rubber tread containing a combination of styrene/butadiene elastomers and traction resins and pre-hydrophobated precipitated silica reinforcement
KR101878260B1 (ko) * 2016-09-22 2018-07-13 금호타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물
KR101829555B1 (ko) * 2016-11-23 2018-03-29 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
US10654995B2 (en) 2017-08-30 2020-05-19 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US10947368B2 (en) 2019-03-04 2021-03-16 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire
US11492426B2 (en) * 2020-08-07 2022-11-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Functionalized polymer, rubber composition and pneumatic tire

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110190416A1 (en) * 2008-07-24 2011-08-04 Societe Technologie Michelin Rubber Composition for a Winter Tire Tread
US20110263750A1 (en) * 2008-07-04 2011-10-27 Michelin Recherche Et Technique S.A. Tire with a Tread Comprising an SNBR Elastomer
WO2013040425A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tread with ultra efficient vulcanization system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014006179A2 (pt) * 2011-09-14 2017-04-11 Michelin & Cie banda de rodagem de pneu
BR112014005815A2 (pt) * 2011-09-14 2017-03-28 Michelin & Cie baixa rigidez da banda de rodagem de pneu

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110263750A1 (en) * 2008-07-04 2011-10-27 Michelin Recherche Et Technique S.A. Tire with a Tread Comprising an SNBR Elastomer
US20110190416A1 (en) * 2008-07-24 2011-08-04 Societe Technologie Michelin Rubber Composition for a Winter Tire Tread
WO2013040425A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tread with ultra efficient vulcanization system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110505964A (zh) * 2017-04-14 2019-11-26 米其林集团总公司 包括特定烃类树脂的橡胶组合物
CN110505964B (zh) * 2017-04-14 2021-11-12 米其林集团总公司 包括特定烃类树脂的橡胶组合物
CN113165425A (zh) * 2018-10-31 2021-07-23 米其林集团总公司 纳米颗粒的非橡胶母料
CN113165425B (zh) * 2018-10-31 2023-03-17 米其林集团总公司 纳米颗粒的非橡胶母料
CN114616275A (zh) * 2020-04-27 2022-06-10 住友橡胶工业株式会社 轮胎
CN113667194A (zh) * 2020-05-13 2021-11-19 固特异轮胎和橡胶公司 充气轮胎
CN113667194B (zh) * 2020-05-13 2023-05-12 固特异轮胎和橡胶公司 充气轮胎

Also Published As

Publication number Publication date
US20160130427A1 (en) 2016-05-12
EP2991841A4 (en) 2016-12-21
US9657161B2 (en) 2017-05-23
EP2991841B1 (en) 2022-07-06
EP2991841A1 (en) 2016-03-09
WO2014179806A1 (en) 2014-11-06
CN105189145B (zh) 2018-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105189145B (zh) 具有改善的耐磨性的轮胎面
CN103889736B (zh) 轮胎胎面
CN103826870B (zh) 具有改进的雪地/干燥牵引的轮胎胎面
CN102666706B (zh) 具有提供有包含热塑性弹性体的底层的胎冠区域的轮胎
CN102076506B (zh) 具有包含snbr弹性体的胎面的轮胎
CN102803370B (zh) 胎面包含饱和热塑性弹性体的轮胎
CN104220506B (zh) 用于改进的磨损性质的轮胎胎面
CN105745086B (zh) 用于改良磨损的官能化聚合物掺合物
CN105050831A (zh) 具有不相容橡胶的轮胎面
CN102770284A (zh) 胎面包含氢化热塑性弹性体的轮胎
CN102686661A (zh) 具有提供有包含热塑性弹性体的子层的胎冠区域的轮胎
CN108698442B (zh) 具有低tg橡胶的轮胎面
CN102227320B (zh) 具有带防水层的胎冠区域的充气轮胎
CN102356126A (zh) 包含不饱和热塑性苯乙烯共聚物的用于胎面的橡胶组合物
CN102869522A (zh) 其胎面包含含有聚乙烯基酯树脂的橡胶组合物的轮胎
CN107001714A (zh) 具有包含橡胶组合物的胎面的雪地轮胎
US20140371346A1 (en) Low rigidity tire tread
WO2020068128A1 (en) Tire tread with low tg functionalized sbr
EP3471970B1 (en) Truck tire tread
CN109790329A (zh) 具有改进的二氧化硅分散体的橡胶组合物
CN113748027A (zh) 具有改进的滚动阻力和磨损的轮胎胎面

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170802

Address after: French Clermont Ferrand

Applicant after: Compagnie General Des Etablissements Michelin

Address before: Clermont Ferrand

Applicant before: Compagnie General Des Etablissements Michelin

Applicant before: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant