CN109789903A - 橡胶履带 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种橡胶履带，其包括发热降低且耐摩耗性优异的导向橡胶和耐擦伤性和耐摩耗性优异的内周橡胶，并且展现了导向橡胶和内周橡胶之间的优异的粘接性。根据本发明的橡胶履带的特征在于包括：通过使导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和通过使内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶，以及特征还在于：导向橡胶组合物包含橡胶组分(A)和炭黑(B)；橡胶组分(A)包含选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一及丁二烯橡胶；橡胶组分(A)包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶，及20～50质量％的丁二烯橡胶；炭黑(B)包含氮吸附比表面积为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B‑1)以及氮吸附比表面积为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B‑2)；炭黑(B‑1)和炭黑(B‑2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)为25～65质量份；内周橡胶组合物包含橡胶组分(a)和炭黑(b)；橡胶组分(a)包含60～100质量％的苯乙烯‑丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯‑丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶；炭黑(b)的含量相对于100质量份橡胶组分(a)为50～70质量份。

Description

橡胶履带
技术领域
本发明涉及橡胶履带。
背景技术
无芯骨式橡胶履带的内周结构由以下构成：位于履带宽度方向的中央且防止导向橡胶和机器主体的驱动轮之间的脱轮的导向橡胶、和支承导向橡胶的内周橡胶。
出于得到不仅耐摩耗性、耐龟裂性和耐臭氧劣化性而且耐切割性都优异的橡胶履带的目的，PTL 1公开了一种橡胶履带，其包含5～40质量％的分子量分布(Mw/Mn)为1.6～3.5并且在1,3-丁二烯单体单元中，通过傅里叶变换红外光谱测量的顺式1,4-键含量为98％以上且乙烯基键含量为0.3％以下的丁二烯系聚合物(A)；和95～60质量％的二烯系橡胶(B)。
引文列表
专利文献
PTL 1：JP-A 2009-298905
发明内容
发明要解决的问题
发现存在如下情况：如果制作使用PTL 1中记载的橡胶组合物的导向橡胶，鉴于机器主体的驱动轮和导向橡胶彼此接触从而由于变形而发热的事实，作为橡胶履带的寿命明显受损。
本发明的目的是提供一种橡胶履带，其具有由于机器主体的驱动轮和滚动轮(rolling wheel)之间的接触和摩耗而引起的发热降低且耐摩耗性优异的导向橡胶、和耐擦伤性和耐摩耗性优异的内周橡胶；并且具有优异的导向橡胶和内周橡胶之间的粘接性。
用于解决问题的方案
作为本发明人进行的广泛和深入的研究的结果，已发现了前述目的可通过包括借助使特定导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和借助使特定内周橡胶组合物交联而得到的内周橡胶的橡胶履带来实现。
具体地，本发明与以下<1>～<8>相关。
<1>一种橡胶履带，其包括通过使导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和通过使内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶，所述导向橡胶组合物包含橡胶组分(A)和炭黑(B)，所述橡胶组分(A)包含丁二烯橡胶以及选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一，并且包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶，以及20～50质量％的丁二烯橡胶，所述炭黑(B)包含氮吸附比表面积为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B-1)以及氮吸附比表面积为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B-2)，并且所述炭黑(B-1)和所述炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份所述橡胶组分(A)为25～65质量份；所述内周橡胶组合物包含橡胶组分(a)和炭黑(b)，所述橡胶组分(a)包含60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶，并且所述炭黑(b)的含量相对于100质量份所述橡胶组分(a)为50～70质量份。
<2>如<1>所述的橡胶履带，其中所述炭黑(b)是氮吸附比表面积为40～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为95mL/100g以上的炭黑。
<3>如<1>或<2>所述的橡胶履带，其中所述导向橡胶组合物还以相对于100质量份所述橡胶组分(A)为0.5～10质量份的量包含脂肪酸酰胺(C)。
<4>如<1>～<3>中任一项所述的橡胶履带，其中所述橡胶组分(a)包含5～40质量％的所述除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶。
<5>如<4>中所述的橡胶履带，其中所述除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶为选自由天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶组成的组中的至少一种。
<6>如<1>～<5>中任一项所述的橡胶履带，其中所述炭黑(B-1)的含量与所述炭黑(B-2)的含量的质量比((B-1)/(B-2))为2/1～1/4。
<7>如<1>～<6>中任一项所述的橡胶履带，其为无芯骨式橡胶履带。
<8>如<1>～<7>中任一项所述的橡胶履带，其为摩擦驱动型。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种橡胶履带，其具有由于机器主体的驱动轮和滚动轮之间的接触和摩擦而引起的发热降低且耐摩耗性优异的导向橡胶、和耐擦伤性和耐摩耗性优异的内周橡胶；并且具有优异的导向橡胶和内周橡胶之间的粘接性。
附图说明
图1为说明在本发明的橡胶履带和机器主体的驱动轮之间的驱动部分的实施方案的截面透视图。
具体实施方式
在下文中基于其实施方案详细地示例和说明本发明。在以下说明中，显示数值范围的"A～B"的描述表示包括A和B作为端点的数值范围，并且在A<B的情况下，它表示"A以上且B以下"，而在A>B的情况下，它表示"A以下且B以上"。
另外，术语"质量份"和"质量％"分别与"重量份"和"重量％"同义。
本发明的橡胶履带包括通过使导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和通过使内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶，所述导向橡胶组合物包含橡胶组分(A)和炭黑(B)，所述橡胶组分(A)包含丁二烯橡胶以及选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一，并且包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶，以及20～50质量％的丁二烯橡胶，所述炭黑(B)包含氮吸附比表面积(N2SA)为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B-1)以及氮吸附比表面积(N2SA)为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B-2)，并且所述炭黑(B-1)和所述炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份所述橡胶组分(A)为25～65质量份；所述内周橡胶组合物包含橡胶组分(a)和炭黑(b)，所述橡胶组分(a)包含60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶，并且所述炭黑(b)的含量相对于100质量份所述橡胶组分(a)为50～70质量份。
本发明的橡胶履带优选为无芯骨式橡胶履带，且还优选为摩擦驱动型的橡胶履带。
本发明的橡胶履带包括位于橡胶履带的宽度方向的中央且防止导向橡胶和机器主体的驱动轮之间的脱轮的导向橡胶、和支承导向橡胶的内周橡胶。
导向橡胶中，发生了诸如由于机器主体的驱动轮和滚动轮之间的接触而引起的导向侧面的摩耗和破损等问题。另一方面，内周橡胶中，发生了诸如由于在内周橡胶和滚动轮之间咬入(biting)石头等引起的割伤以及滚动轮通过面的摩耗等问题。作为针对这样的问题的对策，经常使用如PTL 1中记载的、耐摩耗性和耐擦伤性(耐切割性)优异的、具有相对大的损耗系数(tanδ)的高损耗型橡胶组合物。另外，存在其中导向橡胶和内周橡胶由相同的橡胶组合物形成的情况。损耗系数(tanδ)也称为"损耗角正切"。
在其中机器主体的悬挂系统的队列(alignment)偏离的情况或其他情况下，机器主体的驱动轮和滚动轮与导向橡胶接触，并且导向橡胶由于通过接触引起的摩擦和变形而发热。在使用具有大的损耗系数的导向橡胶的情况下，存在导向橡胶达到接近于100℃的高温的情况，并且存在由于这样的发热而促使导向橡胶或内周橡胶的热劣化的情况，以致作为橡胶履带的寿命明显受损。
另外，由于具有大的损耗系数的橡胶在摩擦系数方面也是高的，因而与具有低的摩擦系数的橡胶相比，即使在相同的输入(input)下其摩耗能量也变大，并且存在促进导向橡胶的摩耗的趋势。
另外，存在前述的导向橡胶的发热进一步促进导向橡胶的摩耗和破损的可能性。
另一方面，当内周橡胶的耐擦伤性恶化时，橡胶履带的寿命受损，因此要求选择具有大的损耗系数的橡胶用于内周橡胶。为了得到大的损耗系数，苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)经常用作橡胶组分。然而，含有大量的SBR作为橡胶组分的橡胶组合物在未反应的橡胶组合物彼此之间的交联粘接性(优选硫化粘接性)方面差。
在前述研究的基础上，本发明人意欲使用具有相对低的损耗系数的橡胶作为导向橡胶并且使用具有相对高的损耗系数的橡胶作为内周橡胶，并且还发现了通过适当地调整导向橡胶和内周橡胶各自形成用的橡胶组合物的组成，导向橡胶和内周橡胶之间的粘接性改善，导致本发明的完成。
尽管尚未阐明得到本发明的效果的详细机理，其部分可以认为是如下。即，可以推测的是，通过规定导向橡胶组合物和内周橡胶组合物各自所包含的橡胶组分，不仅可使各橡胶组合物的损耗系数(tanδ)落入适当的范围内，而且改善了粘接性。另外，可推测的是当导向橡胶组合物除了前述橡胶组分之外还包含特定的炭黑时，粘接性更加改善。
在下文中更详细地描述本发明。
[导向橡胶组合物]
本发明的橡胶履带包括通过使导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶；导向橡胶组合物包含橡胶组分(A)和炭黑(B)，橡胶组分(A)包含丁二烯橡胶以及选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一，并且包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶，以及20～50质量％的丁二烯橡胶；炭黑(B)包含氮吸附比表面积(N2SA)为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B-1)以及氮吸附比表面积(N2SA)为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B-2)；炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)为25～65质量份。
导向橡胶组合物至少包含橡胶组分(A)和炭黑(B)，且可进一步包含如后所述的其他组分。
<橡胶组分(A)>
导向橡胶组合物包含作为橡胶组分(A)的丁二烯橡胶以及选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一，橡胶组分(A)包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及20～50质量％的丁二烯橡胶。
天然橡胶和异戊二烯橡胶各自可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合，并且没有特别受限。
橡胶组分(A)以总计优选55～75质量％且更优选55～70质量％的量包含天然橡胶和异戊二烯橡胶。
当天然橡胶和异戊二烯橡胶的总含量落入前述范围内时，得到耐擦伤性和制造操作性优异的导向橡胶，因此，这样的是优选的。
另外，橡胶组分(A)以20～50质量％，优选25～45质量％，且更优选30～45质量％的量包含丁二烯橡胶。
当丁二烯橡胶的含量落入前述范围内时，得到耐擦伤性和制造操作性优异的导向橡胶，因此，这样的是优选的。
从得到使损耗系数低且具有优异的耐擦伤性的导向橡胶的观点看，丁二烯橡胶优选为高顺式丁二烯橡胶。如本文中所指的高顺式丁二烯橡胶意味着通过FT-IR测量的1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4-键的含量为90％以上且99％以下的高顺式丁二烯橡胶。高顺式丁二烯橡胶的1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4-键的含量优选为95％以上且99％以下。高顺式丁二烯橡胶在其制造方法方面没有特别受限，并且它可以通过公知的方法制造。其实例包括使用钕系催化剂聚合丁二烯的方法。高顺式丁二烯橡胶是商购可得的，其实例包括均由JSR Corporation制造的"BR01"和"T700"；由Ube Industries,Ltd.制造的"UBEPOLBR150L"；等等。
导向橡胶组合物可以包含作为橡胶组分(A)的除天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶以外的其他橡胶组分。橡胶组分(A)中的其他橡胶组分的含量优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下，且还更优选为5质量％以下，并且尤其优选的是不包含这样的其他橡胶组分。
其他橡胶组分的实例包括苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、和氯丁橡胶等。这些可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
<炭黑(B)>
导向橡胶组合物包含炭黑(B)。炭黑(B)包含氮吸附比表面积(N2SA)为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B-1)以及氮吸附比表面积(N2SA)为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B-2)。炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)为25～65质量份。
炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)为25～65质量份。当炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)为小于25质量份时，难以得到认为对于橡胶履带是必要的耐久性；而当其为大于65质量份时，难以得到优选的损耗角正切(tanδ)，并且在混炼时在导向橡胶组合物中的分散性恶化，以致存在操作性受损的情况。
炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为30质量份以上且更优选为35质量份以上，并且优选为60质量份以下且更优选为50质量份以下。
当炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的总含量落入前述范围内时，耐久性更优异，得到更适当的损耗角正切(tanδ)，此外在导向橡胶组合物中的炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的分散性更优异，因此，这样的是优选的。
本发明中，导向橡胶组合物包含作为炭黑(B)的炭黑(B-1)和炭黑(B-2)。尽管炭黑(B-1)具有大的氮吸附比表面积且增强性优异，但是存在它使导向橡胶组合物的粘度增加，由此粘接性恶化的趋势。然后，通过组合使用炭黑(B-1)与炭黑(B-2)，得到耐摩耗性和对内周橡胶的粘接性之间的兼容。
从耐摩耗性的观点看，炭黑(B-1)中，优选的是N2SA为60～125m2/g，且DBP吸附量为60mL/100g以上且小于130mL/100g，并且更优选的是N2SA为70～115m2/g，且DBP吸附量为90～120mL/100g。
另外，从粘接性的观点看，炭黑(B-2)中，优选的是N2SA为25m2/g以上且小于60m2/g，且DBP吸附量为110～140mL/100g，并且更优选的是N2SA为30～50m2/g，且DBP吸附量为115～130mL/100g。
本发明中，炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)为依照JIS K6217-2:2001测量的值；邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸附量为依照JIS K6217-4:2001测量的值。
炭黑(B-1)的含量与炭黑(B-2)的含量的质量比((B-1)/(B-2))优选为2/1～1/4，更优选为1/1～1/3，还更优选为1/1.5～1/3，且再更优选为1/2～1/3。
当((B-1)/(B-2))(质量比)落入前述范围内时，对内周橡胶的粘接性更优异，因此，这样的是优选的。另外，得到耐摩耗性优异同时使损耗角正切(tanδ)低的导向橡胶，因此，这样的是优选的。
炭黑(B)可包括除炭黑(B-1)和炭黑(B-2)以外的炭黑(下文中称为“其他炭黑(B-3)”。其他炭黑(B-3)的含量相对于炭黑(B)的总体为50质量％以下，优选为30质量％以下，更优选为10质量％以下，进一步优选为5质量％以下，最优选地炭黑(B)不包含其他炭黑(B-3)。
炭黑(B)可以是通过诸如炉法、槽法、乙炔法和热解法等任意方法制造的炭黑，且优选为通过炉法制造的炭黑。具体地，炭黑(B)的实例包括含SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF和SRF(全部是橡胶用炉黑)的标准级别，和MT炭黑(热解碳)等。其中，优选前述橡胶用炉黑。炭黑可以在这些材料中适当地选择使用。
<脂肪酸酰胺(C)>
本发明中，优选的是，导向橡胶组合物除了前述橡胶组分(A)和炭黑(B)以外还包含脂肪酸酰胺(C)。
鉴于导向橡胶组合物包含脂肪酸酰胺(C)的事实，得到耐摩耗性更优异的导向橡胶。
作为脂肪酸酰胺，优选使用脂肪族羧酸的酰胺，更优选使用具有12～22个碳原子的脂肪族单羧酸的酰胺。前述脂肪族单羧酸可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。
脂肪酸酰胺的具体实例包括硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸酰胺和山萮酸酰胺等。
脂肪酸酰胺(C)可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
脂肪酸酰胺(C)的含量相对于100质量份前述橡胶组分(A)优选为0.5～10质量份，更优选为0.7～7质量份，且还更优选为1～6质量份。当脂肪酸酰胺(C)的含量落入前述范围内时，不仅耐摩耗性优异，而且得到了有利的粘接性，因此这样的是优选的。
<其他组分>
导向橡胶组合物除了前述组分以外还可包含常规使用的添加剂。具体地，其实例包括增塑剂(油)、树脂(排除橡胶组分)、如硬脂酸等脂肪酸、氧化锌、防老剂、蜡、交联剂(优选为硫化剂)、硫化促进剂、硫化延迟剂(焦烧延迟剂)、二氧化硅、硅烷偶联剂、塑解剂、抗臭氧剂、抗氧化剂、粘土、和碳酸钙等。前述各添加剂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
增塑剂的实例包括：石蜡系、环烷系和芳香族加工油；植物油，如椰子油等；合成油，如烷基苯油等；等等。这些可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。增塑剂的含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为10质量份以下。
树脂(排除橡胶组分)的实例包括聚酯多元醇树脂、二环戊二烯树脂、松香树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、脂肪族/脂环族C5系石油树脂、C5/C9系石油树脂、C9系石油树脂、萜烯树脂、以及其共聚物和改性产物等。树脂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。在使用树脂的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5～20质量份，且更优选为1～10质量份。
在使用脂肪酸的情况下，脂肪酸可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合，且其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5～10质量份，且更优选为1～5质量份。
在使用氧化锌的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5～10质量份，且更优选为1～5质量份。
防老剂可以适当地选自公知的防老剂中，且其实例包括N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6C)、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺(3C)、和2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(RD)等。防老剂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。在使用防老剂的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5～10质量份。
在使用蜡的情况下，蜡可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合，且其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5～10质量份，且更优选为1～5质量份。
交联剂的实例包括硫系交联剂(例如，硫磺、二硫化吗啉等)，有机过氧化物系交联剂(例如，过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基枯基、甲乙酮过氧化物、氢过氧化枯烯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷等)，无机交联剂，多胺(polyamine)交联剂，树脂交联剂，和肟-亚硝胺系交联剂等。交联剂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。其中，优选硫系交联剂，并且更优选硫磺。
在使用硫磺的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)以硫成分计优选为0.1～10质量份，且更优选为1～5质量份。
尽管硫化促进剂不特别受限，但是其实例包括噻唑系硫化促进剂，如2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)等；胍系硫化促进剂，如二苯胍(DPG)等；秋兰姆系硫化促进剂，如二硫化四辛基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆等；和二烷基二硫代磷酸锌；等等。硫化促进剂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。在使用硫化促进剂的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.1～5质量份，且更优选为0.2～3质量份。
硫化延迟剂(焦烧延迟剂)的实例包括有机酸，如邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸等；亚硝基化合物，如N-亚硝基二苯胺等；N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺；等等。这些可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
<导向橡胶组合物的制备>
导向橡胶组合物通过将前述的橡胶组分(A)、炭黑(B)和包括脂肪酸酰胺(C)的其他组分混炼而得到。混炼方法没有特别受限，且可适当地选自公知的方法中。例如，可采用如下的方法：将除了硫磺、硫化促进剂、氧化锌和硫化延迟剂以外的全部组分使用班伯里混合机、布拉本德混合机、混炼机、或高剪切混合机等在100～200℃下混炼(A混炼)，然后添加硫磺、硫化促进剂、氧化锌和硫化延迟剂(B混炼)，接着用混炼辊机等在60～130℃下混炼。
[内周橡胶组合物]
本发明的橡胶履带包括通过使内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶，前述的内周橡胶组合物包含橡胶组分(a)和炭黑(b)，橡胶组分(a)包含60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶，并且炭黑(b)的含量相对于100质量份橡胶组分(a)为50～70质量份。
内周橡胶组合物至少包含橡胶组分(a)和炭黑(b)，且还可以包含如后所述的其他组分。
<橡胶组分(a)>
内周橡胶组合物包含作为橡胶组分(a)的60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶。
苯乙烯-丁二烯橡胶(下文中也称为"SBR")为苯乙烯和丁二烯的共聚物。SBR可以是通过乳液聚合制备的乳液聚合的SBR(E-SBR)或通过溶液聚合制备的溶液聚合的SBR(S-SBR)，且其没有特别受限。另外，SBR可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
橡胶组分(a)包含60～100质量％的SBR。当SBR的含量为小于60质量％时，耐擦伤性恶化。橡胶组分中的SBR的含量优选为65～95质量％，且更优选为70～90质量％。
除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的实例包括天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、和氯丁橡胶等。这些可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
其中，除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶优选为选自由天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶组成的组中的至少一种，且更优选为选自由天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶组成的组中的至少一种。
橡胶组分(a)中的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的含量为0～40质量％，优选为5～35质量％，且更优选为10～30质量％。
在使用丁二烯橡胶作为除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的情况下，丁二烯橡胶优选为前述的高顺式丁二烯橡胶。
本发明中，橡胶组分(a)优选为单独的SBR、SBR和天然橡胶或异戊二烯橡胶的混合物、或者SBR和丁二烯橡胶的混合物。
当使单独的SBR或SBR和丁二烯橡胶的混合物作为含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分时，含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分中的苯乙烯含量优选为15质量％以上，更优选为18质量％以上，且还更优选为20质量％以上。尽管其上限没有特别受限，但是它优选为50质量％以下，更优选为40质量％以下，且还更优选为30质量％以下。
例如，在橡胶组分(a)包含天然橡胶和SBR的情况下，使SBR作为含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分，并且苯乙烯-丁二烯橡胶组分中的苯乙烯含量与SBR中的苯乙烯含量相同。在橡胶组分包括天然橡胶、丁二烯橡胶和SBR的情况下，使丁二烯橡胶和SBR作为含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分，并且苯乙烯-丁二烯橡胶组分中的苯乙烯含量对应于相对于丁二烯橡胶和SBR的总量的苯乙烯含量。
当含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分中的苯乙烯含量落入前述范围内时，得到耐摩耗性更优异的内周橡胶。
内周橡胶组合物还可包含作为橡胶组分(a)的不包括SBR和除SBR外的二烯系橡胶的其他橡胶组分，并且橡胶组分(a)中的其他橡胶组分的含量优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下，且还更优选为5质量％以下，尤其优选不包含这样的其他橡胶组分。
<炭黑(b)>
内周橡胶组合物包含炭黑(b)。鉴于内周橡胶组合物包含炭黑(b)的事实，得到了耐久性优异的内周橡胶。
内周橡胶组合物以相对于100质量份橡胶组分(a)为50～70质量份的量包含炭黑(b)。当内周橡胶组合物以大于70质量份的量包含炭黑(b)时，由于该量比适当的量更多，因而存在造成耐摩耗性恶化的情况。另外，存在混炼操作性恶化并且耐摩耗性由于炭黑的不良分散而更加恶化的可能性。为了在以大于70质量份的量共混炭黑(b)的同时得到炭黑的良好分散，必须延长混炼时间或者增加混炼次数，导致操作性的明显劣化的起因。另一方面，当炭黑(b)的含量为小于50质量份时，未得到有利的耐擦伤性和耐摩耗性。
内周橡胶组合物中的炭黑(b)的含量相对于100质量份橡胶组分(a)优选为55～65质量份。
炭黑(b)可以是通过诸如炉法、槽法、乙炔法和热解法等任意方法制造的炭黑，且优选为通过炉法制造的炭黑。具体地，炭黑(b)的实例包括含SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF和SRF(全部是橡胶用炉黑)的标准级别，和MT炭黑(热解碳)等。其中，优选前述橡胶用炉黑。炭黑可以在这些材料中适当地选择使用。
本发明中，从耐摩耗性的观点看，FEF、HAF、ISAF、或SAF适当用作炭黑(b)。炭黑可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。
炭黑(b)中，优选的是氮吸附比表面积为40～125m2/g，且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为95mL/100g以上；更优选的是氮吸附比表面积为60～125m2/g，且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为95～130mL/100g；还更优选的是氮吸附比表面积为65～115m2/g，且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为95～120mL/100g。
当炭黑(b)的氮吸附比表面积和邻苯二甲酸二丁酯吸附量分别落入前述范围内时，得到耐擦伤性优异且对导向橡胶的粘接性优异的内周橡胶，因此，这样的是优选的。
<其他组分>
内周橡胶组合物除了前述组分以外还可包含常规使用的添加剂。
内周橡胶优选包含树脂(排除橡胶组分)。具体地，其实例包括聚酯多元醇树脂、二环戊二烯树脂、松香树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、脂肪族/脂环族C5系石油树脂、C5/C9系石油树脂、C9系石油树脂、萜烯树脂，以及其共聚物和改性产物。其中，优选松香树脂。树脂可以单独使用，或者可以使用其两种以上的组合。在使用树脂的情况下，其含量相对于100质量份橡胶组分(A)优选为0.5质量份以上且更优选为1质量份以上，并且优选为20质量份以下且更优选为10质量份以下。
作为除了前述组分以外的其他组分，其实例包括在导向橡胶组合物中的其他组分示例的组分。对于各添加剂的优选含量，相对于橡胶组分(A)的含量可以代替为相对于橡胶组分(a)的含量。
<内周橡胶组合物的制备>
内周橡胶组合物通过将前述的橡胶组分(a)、炭黑(b)和其他组分混炼而得到。混炼方法没有特别受限，且可适当地选自公知的方法中。例如，可采用如下的方法：将除了硫磺、硫化促进剂、氧化锌和硫化延迟剂以外的全部组分使用班伯里混合机、布拉本德混合机、混炼机、或高剪切混合机等在100～200℃下混炼(A混炼)，然后添加硫磺、硫化促进剂、氧化锌和硫化延迟剂(B混炼)，接着用混炼辊机等在60～130℃下混炼。
[橡胶履带]
本发明的橡胶履带包括通过使前述导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和通过使前述内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶。本发明的橡胶履带除了导向橡胶和内周橡胶以外还可包括花纹块(lug)等，而没有特别限定。
图1为说明本发明的橡胶履带和机器主体的驱动轮之间的驱动部分的实施方案的截面透视图。
图1中，橡胶履带1为无芯骨式橡胶履带，并且包括形成内周面的内周橡胶2和在内周橡胶的宽度方向的中央沿圆周方向以预定节距设置的导向橡胶3。尽管导向橡胶3的形状没有特别受限，但是在图1中，它以近似截断的四角锥状态形成。导向橡胶3具有防止橡胶履带从机器主体的驱动轮5和滚动轮脱出的功能。
图1中示出的橡胶履带为摩擦驱动型的橡胶履带，且对机器主体的轮的摩擦力是履带的原动力。然而，橡胶履带不限于此，并且它也可以是强制驱动型的橡胶履带。在强制驱动型的橡胶履带的情况下，导向橡胶也供于来自机器主体的驱动轮的驱动力的传递。
将钢丝帘线6沿着圆周方向平行地埋设在橡胶履带1内，例如，将三层增强帘布层7配置在外周侧。另外，作用于路面的凸状花纹块8在橡胶履带的外周面上沿圆周方向以预定间隔形成。
尽管橡胶履带的制造方法没有特别受限，但是橡胶履带可以通过如下来得到：分别制备导向橡胶组合物和内周橡胶组合物，将在未交联状态下的各橡胶组合物成形为期望的形状，将导向橡胶组合物配置在内周橡胶组合物的预定位置处，然后将在未交联(优选未硫化)状态下的橡胶组合物在模具内共同硫化。在前述制造方法中，将内周橡胶和导向橡胶硫化粘结。
本发明的橡胶履带适宜用作农业机械用、建筑工程机械用、和土木工程作业机械用、运输用等的行驶部。
实施例
参考实施例和比较例在下文中更详细地描述本发明，但是它应当被解释为本发明绝不限于以下实施例等。
[实施例1～8和比较例1～8、实施例A～E和比较例A～C]
各橡胶组合物根据以下表1和2各自中示出的配混组成制备，且制作包括通过使橡胶组合物硫化而形成的导向橡胶和内周橡胶的无芯骨式橡胶履带。
关于所得导向橡胶、内周橡胶或橡胶履带，进行以下评价。
表2中的苯乙烯含量意味着含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分中的苯乙烯含量。即，含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分意味着SBR的单一物质或SBR和丁二烯橡胶的混合物，且表2中的苯乙烯含量意味着所述含有苯乙烯-丁二烯橡胶的组分的苯乙烯含量。
[评价]
<履带实际行驶试验>
将使用表1的橡胶组合物作为导向橡胶组合物且使用表2的橡胶组合物作为内周橡胶组合物制作的宽度为425mm的无芯骨式履带作为摩擦驱动型的重型拖拉机的行驶用的橡胶履带而安装，并且在未铺路面上、以10～15km/h的时速、在11m的转弯直径和80m的直线行驶距离下进行椭圆形行驶(oval running)100小时。
(1)导向侧面摩耗指数：
在椭圆形行驶之后，测量由于接触机器主体的驱动轮而产生的导向侧面部的摩耗深度。此外，相对于整个导向橡胶侧面部的伤痕的面积比通过将导向橡胶侧面部的图像二值化来计算。它们各自以在比较例1定义为100时的指数来表示，并且计算其总和以求得平均值。数值越小，耐摩耗性越优异。
(2)导向发热性：
在椭圆形行驶期间短时间中断行驶，并且导向橡胶的温度用接触型温度计测量，由此对比导向橡胶的发热性。
在导向橡胶的发热超过70℃的情况下，造成橡胶组合物的热劣化，以致履带的市场中的寿命恶化。
另外，当导向花纹块橡胶的热传递至内周橡胶中时，造成履带内部的钢丝帘线和橡胶组合物之间的粘接层劣化，以致履带的市场中的寿命恶化。
(3)内周割伤指数：
在椭圆形行驶之后，通过将内周橡胶的图像二值化，计算相对于内周橡胶的伤痕的面积比，并且以在实施例B定义为100时的指数来表示。数值越小，耐擦伤性越优异。
(4)内周摩耗指数：
在椭圆形行驶之后，将内周橡胶的摩耗量定量化，并且以在实施例B定义为100时的指数来表示。数值越小，耐摩耗性越优异。
<损耗系数(tanδ)>
将橡胶组合物在155℃下硫化、固化30分钟，然后制作长度50mm×宽度5mm×厚度2mm的试验片。关于该试验片，其损耗系数(tanδ)用粘弹性分光仪(自动粘弹性分析仪，Ueshima Seisakusho Co.,Ltd.制)依照JIS K6394(2007)在频率15Hz、初始应变15％、振幅2％和温度23℃的条件下测量。实测值示于表1中。证实了损耗系数(tanδ)越高，针对输入的能量损耗越高。另外，证实了损耗系数(tanδ)越高，导向橡胶的在履带行驶时的发热越大。
<对内周橡胶的粘接>
将表1中的各导向橡胶组合物和表2中的作为内周橡胶组合物的实施例A分别在未硫化状态下进行制片成为3mm厚度，并且彼此贴合且成形为6mm的厚度，接着借助于在155℃下硫化、固化30分钟而接合。
将所得物切割为25mm的宽度，然后在50mm/min的剥离速度下剥离，由此验证剥离面的状态。结果，其中以50％以上的比率产生界面剥离的情况定义为"C"；其中以25％以上且小于50％的比率产生界面剥离的情况定义为"B"；且其中以小于25％的比率产生界面剥离的情况定义为"A"。
对于该试验中以50％以上的比率产生界面剥离的履带，存在市场上的履带的实际使用中在导向橡胶和内周橡胶之间的界面处产生剥离的很大可能性，以致存在履带的寿命明显降低的很大可能性。
表1
表2
表1和2中的各组分如下。
*1：天然橡胶：TSR20
*2：苯乙烯-丁二烯橡胶：JSR1500，JSR Corporation制
*3：丁二烯橡胶：UBEPOL BR150L，顺式-1,4-键含量＝98％，Ube Industries,Ltd.制
*4：炭黑N550：炭黑，氮吸附比表面积＝34m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸附量＝小于121mL/100g
*5：炭黑N330：炭黑，氮吸附比表面积＝78m2/g，邻苯二甲酸二丁酯吸附量＝小于102mL/100g
*6：油酸酰胺：DIAMID M309，Nippon Kasei Chemical Co.,Ltd.制
*7：防老剂RD：ANTAGE RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物)，KawaguchiChemical Industry Co.,Ltd.制
*8：防老剂6C：NOCRAC 6C(N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺)，OuchiShinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制
*9：DCPD树脂：QUINTONE 1920，Zeon Corporation制
*10：加工油：A/O MIX，Sankyo Yuka Kogyo K.K.制
*11：硫化促进剂DPG：NOCCELER D(1,3-二苯胍)，Ouchi Shinko ChemicalIndustrial Co.,Ltd.制
*12：硫化促进剂TBBS：SANCELER NS-G(N-(叔丁基)-2-苯并噻唑次磺酰胺)，Sanshin Chemical Industry Co.,Ltd.制
*13：氧化锌：GINREI SR，Toho Zinc Co.,Ltd.制
*14：松香：HIGHROSIN S，Airec K.K.制
从比较例2～4和实施例1～3的结果中，注意到：在导向橡胶组合物中，通过联合使用特定的炭黑且进一步将炭黑相对于橡胶组分的含量调整至特定的范围，得到了其中导向橡胶的摩耗得到抑制、发热性低且对内周橡胶的粘接性优异的导向橡胶。在如比较例2中一样不联合使用炭黑(B-1)和炭黑(B-2)的情况下，即使当炭黑的含量相对于100质量份橡胶组分为25～65质量份时，也造成导向的发热，且tanδ变成相对大的值。另外，即使通过联合使用炭黑(B-1)和炭黑(B-2)，在炭黑的总量相对于100质量份橡胶组分为小于25质量份的比较例3中，导向橡胶也不具有充分的耐摩耗性；另外，在炭黑的总量为大于65质量份的比较例4中，确认导向的发热，且tanδ变成相对大的值。
接下来，从实施例4和7以及比较例5～8的结果中，在其中导向橡胶组合物包含含有总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶以及20～50质量％的丁二烯橡胶的橡胶组分(A)的情况下，展现了耐摩耗性优异，并且导向橡胶的发热得到抑制。在包含80质量份天然橡胶和20质量份丁二烯橡胶作为橡胶组分(A)的实施例4以及包含60质量份天然橡胶和40质量份丁二烯橡胶作为橡胶组分(A)的实施例7中，得到了其中耐摩耗性优异、发热性低且对内周橡胶的粘接性优异的导向橡胶。另一方面，在仅包含苯乙烯-丁二烯橡胶的比较例5和仅包含天然橡胶的比较例6中，耐摩耗性劣化，导向的发热性高，并且对内周橡胶的粘接性劣化。另外，在包含90质量份天然橡胶和10质量份丁二烯橡胶的比较例7以及包含30质量份天然橡胶和70质量份丁二烯橡胶的比较例8中，确认耐摩耗性劣化。
在对比实施例5～8时，展现了通过添加脂肪酸酰胺而改善耐摩耗性。然而，在添加相对于橡胶组分(A)为10质量份脂肪酸酰胺的实施例8中，确认粘接性稍微恶化。
关于内周橡胶组合物，在将实施例A～D与比较例A对比时，在包含60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶的实施例A～D中，注意到，得到了耐擦伤性和耐摩耗性优异的内周橡胶。在苯乙烯含量为18.8质量％的实施例D中，耐摩耗性稍微恶化。
在将实施例A和E与比较例B和C对比时，在炭黑的含量相对于100质量份橡胶组分(a)为50～70质量份的实施例A和E中，得到了耐擦伤性和耐摩耗性优异的内周橡胶；而在炭黑的含量为小于50质量份的比较例B中，确认耐摩耗性和耐擦伤性劣化，且在炭黑的含量为大于70质量份的比较例C中，确认耐摩耗性恶化。
关于粘接性，在使用与实施例A中相同的组成作为导向橡胶组合物的情况下(比较例1)，未得到充分的粘接性。结果，证实了即使通过使用相同种类的橡胶组合物，粘接性也不总是优异的。
另一方面，在实施例1～8的导向橡胶中，得到了有利的对内周橡胶(实施例A)的粘接性。
关于实施例7的导向橡胶组合物，在使用实施例B～E的各内周橡胶组合物来评价粘接性的情况下，粘接性的评价均为"A"。
产业上的可利用性
本发明的橡胶履带中，导向橡胶的耐摩耗性优异且发热性低，并且内周橡胶的耐擦伤性和耐摩耗性优异。另外，证实了本发明的橡胶履带在导向橡胶和内周橡胶之间的粘接性上也是优异的并且具有作为整体橡胶履带的极其优异的性能。
本发明的橡胶履带适宜用作农业机械用、建筑工程机械用、和土木工程作业机械用等的行驶部。
附图标记说明
1：橡胶履带
2：内周橡胶
3：导向橡胶
5：机器主体的驱动轮
6：钢丝帘线
7：增强帘布层
8：花纹块

Claims (8)

1.一种橡胶履带，其包括通过使导向橡胶组合物交联得到的导向橡胶和通过使内周橡胶组合物交联得到的内周橡胶，
所述导向橡胶组合物包含橡胶组分(A)和炭黑(B)，
所述橡胶组分(A)包含丁二烯橡胶以及选自天然橡胶和异戊二烯橡胶的至少之一，并且包含总计50～80质量％的天然橡胶和异戊二烯橡胶，以及20～50质量％的丁二烯橡胶，
所述炭黑(B)包含氮吸附比表面积为60～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为小于130mL/100g的炭黑(B-1)以及氮吸附比表面积为小于60m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为110mL/100g以上的炭黑(B-2)，并且
所述炭黑(B-1)和所述炭黑(B-2)的总含量相对于100质量份所述橡胶组分(A)为25～65质量份；
所述内周橡胶组合物包含橡胶组分(a)和炭黑(b)，
所述橡胶组分(a)包含60～100质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和0～40质量％的除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶，并且
所述炭黑(b)的含量相对于100质量份所述橡胶组分(a)为50～70质量份。
2.根据权利要求1所述的橡胶履带，其中所述炭黑(b)是氮吸附比表面积为40～125m2/g且邻苯二甲酸二丁酯吸附量为95mL/100g以上的炭黑。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶履带，其中所述导向橡胶组合物还以相对于100质量份所述橡胶组分(A)为0.5～10质量份的量包含脂肪酸酰胺(C)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的橡胶履带，其中所述橡胶组分(a)包含5～40质量％的所述除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶。
5.根据权利要求4所述的橡胶履带，其中所述除苯乙烯-丁二烯橡胶以外的二烯系橡胶为选自由天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的橡胶履带，其中所述炭黑(B-1)的含量与所述炭黑(B-2)的含量的质量比((B-1)/(B-2))为2/1～1/4。
7.根据权利要求1～6任一项所述的橡胶履带，其为无芯骨式橡胶履带。
8.根据权利要求1～7任一项所述的橡胶履带，其为摩擦驱动型。
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