CN110023100B

CN110023100B - 实心橡胶轮胎

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Publication number: CN110023100B
Application number: CN201780072231.5A
Authority: CN
Inventors: 马蒂亚斯-斯蒂芬·米勒; 康斯坦·叶菲莫夫; 沙里亚斯·奈克; 卡斯滕·明斯; 斯特芬·霍尔曼; 尼古拉斯·海因里希
Original assignee: Continental Tire Germany Co ltd
Current assignee: Continental Tire Germany Co ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: ES2969444T3; WO2018099629A1; EP3548306B1; CN110023100A; EP3548306A1; DE102016223591A1

Abstract

本发明涉及一种实心橡胶轮胎。根据本发明的实心橡胶轮胎在至少一个部件中具有1至200phr的至少一种热解炭黑。

Description

实心橡胶轮胎

技术领域

本发明涉及一种实心橡胶轮胎。

背景技术

实心橡胶轮胎是从现有技术中已知的。在此，与充气轮胎不同，至少一种橡胶混合物被实施成使得：可以在不设置空气中间区域的情况下将该橡胶混合物施加到支撑体(像轮辋或带有球轴承的基体)上。

实心橡胶轮胎尤其在用于运输重物的车辆(像叉车)中使用。实心橡胶轮胎大多被设计用于在低行驶速度下工作，并且主要在相对短的路段上使用。实心橡胶轮胎通常具有底部复合结构，该底部复合结构与轮辋或带有球轴承的基体相接触，轮胎可装配到该轮毂或带有球轴承的基体上。

该底部复合结构大多具有硬的橡胶混合物。此外，大多数情况下多个沿周向方向环绕的抗拉强度支撑层(大多为钢丝帘线芯)被硫化到底部复合结构中。在底部复合结构的径向上方经常安排有由软橡胶混合物组成的减震层，在该减震层的径向上方安排有胎面部件，该胎面部件由对胎面而言典型的橡胶混合物组成，并且在该胎面部件处在滚动时与地面接触的区域可以设置有花纹。

实心橡胶轮胎的一种可能的结构例如在DE 102007055036 A1中描述。

实心橡胶轮胎提供良好的稳定特性，并且必须提供一定的驾驶舒适度，因为车辆不具备弹性和减震的底盘。此外，由于大的材料使用量以及轮胎坯件在热压机中时间密集的硫化以形成可行驶的轮胎导致轮胎的制造成本较高。

来自现有技术的实心橡胶轮胎的橡胶混合物中包含工业炭黑作为主要填充剂，以便确保在对实心橡胶轮胎的要求方面所需的强度。但是，工业炭黑包含高比例的多环芳烃(PAK)。多环芳烃对健康有害。在GS法规-根据《德国产品安全法》(ProdSG)第21条第1款编号3的法规-中，例如针对相关的接触/抓握和操作表面的材料所需遵守的PAK最大含量进行了分类。

发明内容

本发明的基本目的在于，提供一种实心橡胶轮胎，该实心橡胶轮胎与现有技术相比对健康的危害更低或者其部件具有尽可能低直至完全不含PAK的物质。

根据本发明，这一目的是由以下方式来实现的，该实心橡胶轮胎在至少一个部件中具有1至200phr的至少一种热解炭黑。

令人惊讶地，在实心橡胶轮胎中可以使用热解炭黑代替“常规的”工业炭黑，而不使实心橡胶轮胎的特性、尤其滚动阻力行为劣化。

在本文中使用的数值phr(每百份橡胶的质量份数)在此是橡胶工业中常用的用于混合物配方的量值。各个物质的重量份数的计量在此总是相对于100重量份的在混合物中存在的所有橡胶的总量。

热解炭黑是本领域技术人员已知的。例如，在Rubber Chemistry and Technology(橡胶化学和技术)，第85卷，第3期，第408至449页(2012)、尤其在第438和440以及442页描述，通过在550至800℃的温度下在排除氧气的情况下对有机材料进行热分解或者在500℃范围内的相对低的温度下借助真空热解获得热解炭黑。

在本发明范围内，有机材料优选指旧轮胎和/或轮胎制造过程中的经硫化的生产废料和/或硫化软管，即所产生的必须进行处置的废料产物。由此，热解和从中获得热解炭黑的过程形成一种循环过程，该热解炭黑根据本发明重新掺入轮胎混合物。

此外，此类的热解炭黑和已知的炭黑(像工业炭黑、尤其ASTM炭黑像N660)的区别在于更高的灰分含量以及同时更低的多环芳烃(PAK)含量，例如从BlackBear Carbon BV公司网站主页http://www.blackbearcarbon.com/rfp-international/可以得知的。

由此，本发明的一个重要优点在于，热解炭黑是工业炭黑的有利于健康和环境的替代物。

优选地，热解炭黑借助旧轮胎和/或轮胎制造过程中的经硫化的生产废料和/或硫化软管热解来制造。

特别优选地，热解炭黑由旧轮胎和/或软管来制造、非常特别优选地由旧轮胎来制造。

轮胎制造过程中的经硫化的生产废料可以是指所有可以设想的用于车辆轮胎的经硫化的橡胶混合物，包括与强度支撑体复合的橡胶混合物。

在本发明范围内，表述“借助旧轮胎和/或轮胎制造过程中的经硫化的生产废料和/或硫化软管热解来制造的热解炭黑”是指本领域技术人员已知的由旧轮胎和/或轮胎制造过程中的经硫化的生产废料和/或硫化软管来制造的所有热解炭黑，其中，所详述的实施方式是优选的。

可以从例如BBC公司的商品名BBC500下或Pyrolyx AG公司的商品名CB e 603下获得合适的热解炭黑。

在本发明范围内，术语“工业炭黑”是指用于轮胎混合物非热解炭黑的已知炭黑，根据

在线

2016 Georg Thieme Verlag KG(2016年1月8日版)，该炭黑通常具有低于1重量％的灰分含量并且尤其是所谓的炉法炭黑、气体法炭黑或火焰法炭黑。

根据本发明包含的热解炭黑优选地具有5至30重量％、特别优选地10至30重量％、非常特别优选地10至20重量％的灰分含量。根据本发明的一种优选的实施方式，灰分含量为15至20重量％。

灰分含量仅涉及热解炭黑，并且借助根据ASTM D1506对热解炭黑的热重分析(TGA)进行测定。

通过这样的灰分含量尤其实现的目的在于，不使根据本发明的实心橡胶轮胎的特性(像尤其滚动行为)劣化，并且同时提供一种有利于环境和健康的替代物。

此外，根据本发明包含的热解炭黑优选地具有大于1重量％、特别优选地大于2重量％、非常特别优选地2至6重量％、进一步非常特别优选地2至4重量％以及进一步非常特别优选地2.2至4重量％的硫含量。

通过这样的硫含量尤其实现的目的在于，不使根据本发明的实心橡胶轮胎的特性(像尤其滚动行为)劣化，并且同时提供一种有利于环境和健康的替代物。

硫含量仅涉及热解炭黑，并且借助对热解炭黑的ASTM D4239进行测定。

此外，根据本发明包含的热解炭黑优选地具有64至87重量％、特别优选地74至87重量％、非常特别优选地78至87重量％的碳含量。

本领域技术人员已知的是，热解炭黑的重量比例由所包含的灰分、硫以及主要的(>50重量％)的碳组成。

根据本发明包含的热解炭黑优选地具有100至130g/kg的根据ASTM D 1510的碘吸附值和50至100ml/100g、特别优选地75至95ml/100g的根据ASTM D 2414的DBP值。

根据本发明的实心橡胶轮胎可以是本领域技术人员已知的任何类型的实心橡胶轮胎。因此在本发明范围内，实心橡胶轮胎理解为具有至少一种橡胶混合物的任意轮胎，该橡胶混合物在不设置空气中间区域的情况下可以被施加到支撑体(像轮辋或带有球轴承的基体)上。

因此，根据本发明的实心橡胶轮胎可以施加到轮辋上，由此构成无球轴承的车轮或滚轮。由此，本发明的另一个主题是一种车轮或滚轮，该车轮或滚轮包含轮辋和根据本发明的实心橡胶轮胎。

根据本发明的实心橡胶轮胎也可以施加到带有球轴承的基体上，由此构成带有球轴承的滚轮。

由此，本发明的另一个主题是一种滚轮，该滚轮包括带有球轴承的基体和根据本发明的实心橡胶轮胎。

在此，将实心橡胶轮胎施加到轮辋或带有球轴承的基体上可以以本领域技术人员已知的任何方式进行，像尤其通过硫化或按压或夹紧。

在此，轮辋或带有球轴承的基体可以以本领域技术人员已知的任何方式实施，其中，也可以设想非对称轮辋。该轮辋可以具有至少一个凹槽，胎缘被夹紧或卡入到该凹槽中(“卡入式轮胎(snap-in tire)”)。

实心橡胶轮胎尤其用在用于运输重物的工业运输车辆(像叉车)或者重载荷应用(像机场的行李运输车)。此外也存在如下应用：其中实心橡胶轮胎与驱动相关并且因此必须满足在磨损和抓握特性方面的特定要求。

根据本发明的实心橡胶轮胎包括至少一个胎面。根据本发明的一种实施方式，该胎面如此构成，使得可以将该胎面直接硫化到轮辋上；在这种情况下，实心橡胶轮胎可以由胎面组成。

根据本发明的实心橡胶轮胎也可以如此构成，使得该实心橡胶轮胎可以直接施加到带有球轴承的基体上并且由此为用于滚轮的实心橡胶轮胎。

根据本发明的另一种实施方式，该实心橡胶轮胎还可以包括其他的层或部件、尤其强度支撑体，这些层或部件在下文的实施方式中加以阐释，但并不局限于此。

任选地，该实心橡胶轮胎可以具有侧壁，但并非强制必需的。优选地，该实心橡胶轮胎具有侧壁。

对于实心橡胶轮胎具有侧壁的情况，其轴向宽度优选地分别(每个侧面)最大为实心橡胶轮胎的总轴向宽度的15％。

“胎面”应理解为一种橡胶混合物，该橡胶混合物沿轮胎的周向方向如此布置，使得该橡胶混合物在轮胎的轴向宽度上在至少一个位置与地面接触。

实心橡胶轮胎的胎面必须在橡胶混合物的磨损方面符合要求。

根据本发明的一种优选的实施方式，该实心橡胶轮胎为此在胎面的橡胶混合物中具有1至40phr、特别优选地1至20phr的至少一种热解炭黑。在此，进一步优选地，该胎面的该橡胶混合物包含最大5phr、特别优选最大3phr、非常特别优选最大1phr的工业炭黑以及优选1至200phr、特别优选30至200phr的至少一种二氧化硅。

由此，所包含的工业炭黑比例优选地非常低。这个最大上限的优点在于，橡胶混合物中的PAK比例尽可能低。但同时由于制造条件所限无法排除的是，例如由于混合橡胶混合物的混合器的内壁，少量的工业炭黑进入混合物中。

然而，根据本发明的一种特别优选的实施方式，工业炭黑的量为0至1phr、非常特别优选0至0.1phr、进一步优选理想地0phr。由此，该实心橡胶轮胎的胎面的橡胶混合物优选地不含工业炭黑。

如上所详述的，在胎面中特别优选地包含30至200phr的至少一种二氧化硅作为加强填充剂，尤其为了在良好的滚动阻力特性下提供足够的耐磨损性。非常特别优选地，二氧化硅量为30至150phr、进一步优选30至100phr并且根据本发明的一种特别有利的改进方式为30至70phr。

通过在胎面中具有40至60phr的二氧化硅量和1至10phr的热解炭黑量以及0至0.1phr的工业炭黑量，该实心橡胶轮胎尤其具有特别低的滚动阻力、良好的磨损性能以及尤其有利于健康和环境的橡胶混合物。

根据本发明的一种优选的实施方式，根据本发明的实心橡胶轮胎包括强度支撑体。在本发明范围内，强度支撑体是指金属或塑料基的构造，该构造为轮胎赋予额外的强度。在本发明范围内，包括所有可设想的形式和类型的强度支撑体。金属强度支撑体通常由钢制成，并且大部分以沿周向方向环绕的抗拉强度支撑体层的形式安排。根据一种实施方式，强度支撑体可以是钢丝帘线芯。此外，金属强度支撑体可以呈钢质底部轮箍的形式实施。

依据强度支撑体的构造方式不同，在某些情况下产生实心橡胶轮胎的其他应用特征。

塑料基的强度支撑体可以例如是尼龙(PA 6.6.)基构造，该构造例如用于滚轮中。

根据一种优选的实施方式，根据本发明的实心橡胶轮胎包括至少一种底部复合结构，该底部复合结构包括至少一种橡胶混合物和强度支撑体。在此，根据本发明的实心橡胶轮胎在至少一个部件的橡胶混合物中具有1至200phr的至少一种热解炭黑。

底部复合结构同样沿周向方向安排，其中，其轴向宽度可以根据轮胎类型不同而沿径向方向变化，并且尤其由相应的车轮或滚轮的轮辋几何形状或基体的几何形状来预先确定。底部复合结构优选地基本上平行于胎面延伸，并且在此安排在径向内侧，并且在车轮或滚轮的情况下以本领域技术人员已知的方式固定在支撑体、例如轮辋或带有球轴承的基体上。

根据本发明的实心橡胶轮胎至少在胎面中和/或至少在底部复合结构的橡胶混合物中和/或在至少一个其他部件中具有1至200phr的至少一种热解炭黑。

根据一种有利的实施方式，根据本发明的实心橡胶轮胎在该底部复合结构的至少一种橡胶混合物中包含20至200phr、特别优选20至100phr、非常特别优选30至100phr、进一步优选30至70phr的至少一种热解炭黑。在此优选地，在保持特性不变的情况下，通过热解炭黑尽可能多地代替现有技术中包含的工业炭黑。在此特别优选地，底部复合结构的该至少一种橡胶混合物包含最大至60phr、进一步优选最大至50phr的至少一种工业炭黑。

在另一种实施方式中，工业炭黑也可以被二氧化硅代替，从而使得底部复合结构的该至少一种橡胶混合物于是包含20至200phr、特别优选20至100phr、非常特别优选30至100phr、进一步优选30至70phr的至少一种热解炭黑与10至200phr的至少一种二氧化硅的组合。

底部复合结构包括至少一种橡胶混合物和强度支撑体。

在此，强度支撑体可以利用单独的橡胶混合物进行橡胶处理，但是或者也可以嵌入构成底部复合结构的其他部分的橡胶混合物中。由此，底部复合结构的该至少一种橡胶混合物也可以是指强度支撑体的橡胶混合物。

对于强度支撑体利用单独的橡胶混合物进行橡胶处理的情况，“底部复合结构的其他部分”是指与经橡胶处理的强度支撑体和/或轮辋和/或径向上更外侧的下一个橡胶层接触的橡胶混合物。由此，原则上还可以设想的是，与强度支撑体是否通过单独的橡胶混合物进行橡胶处理无关，底部复合结构具有至少两种橡胶混合物。

这些强度支撑体可以是本领域技术人员对于实心橡胶轮胎已知的任何强度支撑体，为此参见上述实施方式。

根据本发明的一种特别有利的实施方式，该实心橡胶轮胎不仅在胎面中而且还在底部复合结构的至少一种橡胶混合物中分别具有1至200phr的至少一种热解炭黑并且优选地尤其包括关于热解炭黑和其他填充剂(二氧化硅、工业炭黑)量的所有上述实施方式。

根据本发明的实心橡胶轮胎可以在底部复合结构与胎面之间具有减震层，例如DE102007055036 A1中所述。该减震层优选地环绕状设置并且优选地在实心橡胶轮胎的整个轴向宽度上延伸或者如果实心橡胶轮胎具有侧壁则至少延伸至侧壁。

但是，根据本发明的实心橡胶轮胎也可以不具有此类减震层，从而使得在一种可以设想的根据本发明的实施方式中，胎面直接施加到底部复合结构上。

根据一种有利的实施方式，根据本发明的实心橡胶轮胎在该底部复合结构与该胎面之间具有减震层。该减震层经受高的滚动阻力要求。

根据本发明的一种特别有利的改进方式，该减震层包含10至200phr、特别优选30至200phr、非常特别优选30至150phr、进一步优选40至100phr的至少一种热解炭黑。

在此，该减震层的橡胶混合物包含最大5phr、特别优选最大3phr、非常特别优选最大1phr的工业炭黑以及30至200phr、特别优选30至150phr、进一步非常特别优选40至100phr的至少一种热解炭黑。由此，减震层中所包含的工业炭黑的比例也优选地非常低。这个最大上限的优点在于，橡胶混合物中的PAK比例尽可能低。但同时由于制造条件所限无法排除的是，例如由于混合橡胶混合物的混合器的内壁，少量的工业炭黑进入混合物中。

然而，根据本发明的一种特别优选的实施方式，工业炭黑的量为0至1phr、非常特别优选0至0.1phr、进一步优选理想地0phr。因此，该实心橡胶轮胎的减震层的该至少一种混合物优选地不含工业炭黑。

根据本发明的一种特别有利的实施方式，该实心橡胶轮胎不仅在胎面中、在底部复合结构的至少一种橡胶混合物中而且还在减震层中分别具有1至200phr的至少一种热解炭黑并且优选地尤其包括关于热解炭黑和其他填充剂(二氧化硅、工业炭黑)量的所有上述实施方式。

由此，根据本发明的实心橡胶轮胎在带有胎面、减震层和底部复合结构的实施方式中优选地在所有所述部件中包含至少一种热解炭黑和尽可能少的工业炭黑(量见上文所述)。

此类的实心橡胶轮胎与现有技术相比显示出相同的滚动阻力行为并且此外构造为更有利于环境和健康，尤其包含尽可能少量的含有PAK的组成成分。

但还可以设想的是，该实心橡胶轮胎仅在减震层中具有1至200phr的热解炭黑(包括所有上述优选的量等)。

在下文中，对该实心橡胶轮胎的部件的橡胶混合物的组成成分进行更详细的阐释。只要未作其他说明，这些实施方式适用于胎面、底部复合结构和减震层。

该至少一种热解炭黑已如上实施，其中，也可以设想不同热解炭黑的混合物。这些指定的量始终基于所包含的热解炭黑的总量。

二氧化硅可以是本领域技术人员已知的适合用作轮胎橡胶混合物的填充剂的二氧化硅类型。然而特别优选的是，使用细分散的沉淀二氧化硅，其具有35至400m²/g、优选35至350m²/g、特别优选100至320m²/g、且非常特别优选120至235m²/g的氮表面积(BET表面积)(根据DIN ISO 9277和DIN 66132)以及30至400m²/g、优选50至330m²/g、特别优选100至300m²/g且非常特别优选110至230m²/g的CTAB表面积(根据ASTM D 3765)。此类的二氧化硅例如在用于轮胎胎面的橡胶混合物中导致硫化产物的特别良好的物理特性。此外，在此在产物特性保持不变的同时通过缩短混合时间可以产生在混合加工中的优点，这导致改进的生产率。由此，例如可以使用赢创(Evonik)公司的

VN3(商品名)型二氧化硅，也可以使用高分散性二氧化硅，即所谓的HD二氧化硅(例如索尔维(Solvay)公司的

1165MP)。

作为工业炭黑，只要仍在混合物中存在，就可以考虑本领域技术人员已知的所有炭黑类型。

在一种实施方式中，该炭黑具有介于30g/kg与250g/kg之间、优选30至180g/kg、特别优选40至180g/kg并且非常特别优选40至130g/kg的根据ASTM D 1510的碘值(也被称作碘吸附值)以及30至200ml/100g、优选70至200ml/100g、特别优选80至200ml/100g的根据ASTM D 2414的DBP值。

根据ASTM D 2414的DBP值借助于邻苯二甲酸二丁酯确定了一种炭黑或者一种浅色填充剂的吸收体积。

所有在橡胶行业中可设想的填充剂都可以作为另一种填充剂存在，例如铝硅酸盐、高岭土、白垩、淀粉、氧化镁、二氧化钛或橡胶凝胶以及纤维(例如芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维、纤维素纤维)。

在适当时的其他强化填充剂例如为碳纳米管(carbon nanotubes(CNT)，包括离散CNT、所谓的空心碳纤维(HCF)和含有一个或多个官能团的改性CNT，该官能团如羟基、羧基和羰基)、石墨和石墨烯以及所谓的“碳二氧化硅双相填充剂”(carbon-silica dual-phasefiller)。

在本发明范围中，氧化锌不视为填充剂。

橡胶混合物的其他组成成分优选地包括至少一种二烯橡胶。

通过二烯和/或环烯烃的聚合或共聚形成的橡胶被称作二烯橡胶，并且由此在主链中或在侧链基团中具有C＝C双键。

优选地，该至少一种二烯橡胶选自由以下项组成的组：合成聚异戊二烯(IR)和天然聚异戊二烯(NR)和苯乙烯-丁二烯-橡胶(SBR)和聚丁二烯(BR)。

所有实施方式的天然和/或合成聚异戊二烯既可以是顺式-1,4-聚异戊二烯也可以是3,4-聚异戊二烯。然而，优选地使用顺式-1,4比例大于90重量％的顺式-1,4-聚异戊二烯。一方面，此类聚异戊二烯可以通过在溶液中用Ziegler-Natta催化剂或在使用精细分布的亚烷基锂进行立体特异性聚合来获得。另一方面，天然橡胶(NR)可以是在该天然橡胶中顺式-1,4比例大于99重量％的顺式-1,4-聚异戊二烯。

此外，还可以设想的是具有一种或多种合成聚异戊二烯的一种或多种天然聚异戊二烯的混合物。

如果在橡胶混合物中包含至少一种丁二烯橡胶(＝BR，聚丁二烯)，则该丁二烯橡胶可以是本领域技术人员已知的所有类型。其中包括所谓的高顺式和低顺式类型，其中，顺式比例大于或等于90重量％的聚丁二烯被称作高顺式类型而顺式比例低于90重量％的聚丁二烯被称作低顺式类型。低顺式聚丁二烯例如是顺式比例为20至50重量％的Li-BR(锂催化的丁二烯橡胶)。通过高顺式丁二烯橡胶实现了橡胶混合物的特别好的磨损特性以及低滞后。

所使用的聚丁二烯可以通过改性和官能化进行末端基团改性和/或沿着聚合物链进行官能化。改性可以是用羟基和/或乙氧基和/或环氧基和/或硅氧烷基和/或氨基和/或氨基硅氧烷基和/或羧基和/或酞菁基和/或硅烷-硫化物基的改性。然而还可以考虑其他的、本领域技术人员已知的改性(也称为官能化)。此类官能化的组成成分可以是金属原子。

对于橡胶混合物中包含至少一种苯乙烯-丁二烯橡胶(苯乙烯-丁二烯共聚物)的情况，该橡胶既可以是溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(SSBR)，也可以是乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(ESBR)，其中，还可以使用至少一种SSBR和至少一种ESBR的混合物。术语“苯乙烯-丁二烯橡胶”和“苯乙烯-丁二烯共聚物”在本发明范围内同义地使用。所使用的苯乙烯-丁二烯共聚物可以通过上文在聚丁二烯中提及的改性和官能化进行末端基团改性和/或沿着聚合物链进行官能化。

在本发明范围内，来自其他二烯橡胶的组中的苯乙烯-丁二烯橡胶(苯乙烯-丁二烯共聚物)是在现有技术中已知的苯乙烯-丁二烯橡胶。

特别优选地，二烯橡胶为天然和/或合成聚异戊二烯。在胎面和/或减震层和/或底部复合结构中具有至少一种天然和/或合成聚异戊二烯的实心橡胶轮胎在具有非常好的可加工性的同时，在抗撕裂性、刚性(不可变形性)(确切地说尤其在底部复合结构中的刚性，以便确保与轮辋的形状配合)、磨损和滚动阻力方面具有特别好的特性。

为了改进可加工性并且为了将二氧化硅和其他在适当时存在的极性填充剂连接到二烯橡胶上，可以使用在橡胶混合物中的硅烷偶联剂。在此，可以使用一种或彼此组合使用多种不同的硅烷偶联剂。橡胶混合物因此可以包含不同的硅烷的混合物。

硅烷偶联剂在橡胶或橡胶混合物混合过程中(原位)或者在预处理(预改性)意义上在向橡胶添加填充剂之前与二氧化硅的表面上的硅烷醇基团或其他极性基团反应。作为硅烷偶联剂，在此可以使用本领域技术人员已知用于橡胶混合物中的所有硅烷偶联剂。此类从现有技术已知的偶联剂是双官能的有机硅烷，这些有机硅烷在硅原子上拥有至少一个烷氧基、环烷氧基或苯氧基作为离去基团并且具有在适当时在断裂后能够引起与聚合物的双键的化学反应的基团作为另一个官能团。最后所述的基团例如可以是下列化学基团：

-SCN、-SH、-NH₂或-S_x-(其中x＝2至8)。

因此作为硅烷偶联剂例如可以使用3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷或具有2至8个硫原子的3,3'-双(三乙氧基硅烷基丙基)多硫化物，例如3,3'-双(三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)、对应的二硫化物(TESPD)或具有不同硫化物含量的具有1至8个硫原子的硫化物混合物。TESPT在此例如还可以作为与工业炭黑的混合物(赢创(Evonik)公司的商品名

)添加。

优选使用以下的硅烷混合物：包含40至100重量％的二硫化物、特别优选55至85重量％的二硫化物并且非常特别优选60至80重量％的二硫化物。

还可以使用封阻的巯基硅烷作为硅烷偶联剂，例如从WO 99/09036已知的。还可以使用像在WO 2008/083241 A1、WO 2008/083242 A1、WO 2008/083243 A1和WO 2008/083244A1中描述的硅烷。可用的是例如美国迈图(Momentive)公司的在名称NXT下以不同变体销售的硅烷，或者赢创工业(Evonik Industries)公司在名称VP Si

下销售的硅烷。

另外，橡胶混合物还可以以通常重量份数包含通常的添加剂。添加剂包括：

a)抗老化剂，例如N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对亚苯基二胺(6PPD)、N,N'-二苯基-对亚苯基二胺(DPPD)、N,N'-二甲苯基-对亚苯基二胺(DTPD)、N-异丙基-N'-苯基-对亚苯基二胺(IPPD)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(TMQ)、N,N'-双-(1,4-二甲基戊基)-对亚苯基二胺(77PD)

b)活化剂，例如氧化锌和脂肪酸(例如硬脂酸)，

c)蜡，

d)树脂，尤其粘性树脂，

e)塑炼助剂，例如2,2'-苯甲酰氨基二苯基二硫化物(DBD)和

f)加工助剂，例如脂肪酸盐，例如锌皂，以及脂肪酸酯及其衍生物。

g)增塑剂，像尤其芳香族、环烷族或石蜡族矿物油增塑剂，例如MES(温和提取溶剂化物)或RAE(残留芳烃提取物)或TDAE(处理过的馏分芳烃提取物)，或橡胶液化油(RTL)或生物质液化油(BTL)，优选地具有根据IP 346法的低于3重量％的多环芳烃含量，或菜籽油或油膏。

底部复合结构的至少一种橡胶混合物尤其可以再包含一种用于粘附在优选金属的强度支撑体上的粘附体系，优选地基于有机钴盐和增强树脂并且包含超过2.5phr的硫的钢丝帘线粘附体系。

有机钴盐通常以0.2至2phr的量来使用。作为钴盐例如可以使用硬脂酸钴、硼酸钴、硼酸-烷酸钴、环烷酸钴、铑酸钴、辛酸钴、己二酸钴等。作为增强树脂可以使用间苯二酚-甲醛树脂，例如间苯二酚-六甲氧基甲基三聚氰胺树脂(HMMM)或间苯二酚-六亚甲基四胺树脂(HEXA)，或改性酚醛树脂(例如

类型)。也可以使用这些间苯二酚树脂的预缩合物。

另外的添加剂的总量的量比例为3至150phr、优选3至100phr且特别优选5至80phr。

在另外的添加剂的总量比例中仍存在0.1至10phr、优选0.2至8phr、特别优选0.2至4phr的氧化锌(ZnO)。

在此，氧化锌可以是本领域技术人员已知的所有类型，例如ZnO颗粒或粉末。常规使用的氧化锌一般具有小于10m²/g的BET表面积。但也可以使用具有10至60m²/g的BET表面积的所谓的纳米氧化锌。

通常，为了用硫化加速剂进行硫交联，大部分情况下将作为活化剂的氧化锌与脂肪酸(例如硬脂酸)组合地添加到橡胶混合物中。然后，硫通过形成络合物被激活以进行硫化。

硫化在存在硫或硫供体的情况下借助硫化加速剂进行，其中，一些硫化加速剂可以同时用作硫供体。硫或硫供体以及一种或多种加速剂在最后的混合步骤中以所述的量添加到该橡胶混合物中。在此，加速剂选自由以下项组成的组：噻唑加速剂和/或巯基加速剂和/或亚磺酰胺加速剂和/或硫代氨基甲酸酯加速剂和/或秋兰姆加速剂和/或硫代磷酸盐加速剂和/或硫脲加速剂和/或黄原酸酯加速剂和/或胍加速剂。

优选地使用亚磺酰胺加速剂，该亚磺酰胺加速剂选自由以下项组成的组：N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBS)和/或N,N-二环己基苯并噻唑-2-亚磺酰胺(DCBS)和/或苯并噻唑基-2-亚磺酰吗啉(MBS)和/或N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(TBBS)。

在此，作为供硫物质可以使用本领域技术人员已知的所有供硫物质。如果该橡胶混合物包含供硫物质，该供硫物质优选地选自包括以下项的组：例如秋兰姆二硫化物，例如二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)和/或二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)和/或二硫化四乙基秋兰姆(TETD)，和/或秋兰姆四硫化物，例如双五亚甲基秋兰姆四硫化物(DPTT)，和/或二硫代磷酸酯，例如DipDis(双(二异丙基)硫代磷酰基二硫化物)和/或双(O,O-2-乙基己基-硫代磷酰基)多硫化物(例如莱茵化学(Rheinchemie)公司的Rhenocure SDT

)和/或二氯酰基二硫代磷酸锌(例如莱茵化学(Rheinchemie)公司的Rhenocure ZDT/

)和/或烷基二硫代磷酸锌和/或1,6-双(N,N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷和/或二芳基多硫化物和/或二烷基多硫化物。

根据本发明的包含热解炭黑的实心橡胶轮胎的橡胶混合物的制造以及实心橡胶轮胎的制造以本领域技术人员已知的方式和方法进行，其中，尤其像工业炭黑一样添加热解炭黑。作为合适的热解炭黑可以使用例如Pyrolyx AG公司的在商品名CB e 603下的已知且可购买的热解炭黑。

附图说明

在下文中应借助实例阐释本发明。图1示出了根据本发明的实心橡胶轮胎的一种示例性且优选的实施方式的横截面。

具体实施方式

该实心橡胶轮胎具有由至少一种橡胶混合物形成的胎面1，该胎面沿周向方向安排在径向外侧并且与地面接触。在图1中示出了底部复合结构3，该底部复合结构包括橡胶混合物4和强度支撑体5。强度支撑体5优选地为钢丝帘线芯。在根据图1的实施方式中，强度支撑体5通过橡胶化混合物6包裹。图1中的实心橡胶轮胎具有由橡胶混合物形成的减震层2。

此外，在图1中还示出了由橡胶混合物形成的侧壁7，该侧壁在轴向宽度上限制减震层2，其中，侧壁7的橡胶混合物可以是与胎面1的橡胶混合物相同的橡胶混合物。

图1中的轮胎施加在轮辋8上。由此，图1同样示出了根据本发明的车轮的实例。

图1中所示的实心橡胶轮胎优选地且示例性地既在胎面混合物1中、也在减震层2的橡胶混合物中、还在底部复合结构3的橡胶混合物4中分别具有1至200phr的热解炭黑。

例如，胎面1的橡胶混合物包含100phr的天然橡胶、4phr的热解炭黑、0phr的工业炭黑、50phr的二氧化硅以及常规量的常见添加剂，像防老化剂、氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂和加工助剂以及由硫和亚磺酰胺加速剂形成的硫化体系。

由此胎面1的橡胶混合物不具有工业炭黑并且由此在具有非常好的磨损、抓握和滚动阻力特性的同时不包含PAK。

例如，减震层2的橡胶混合物包含50phr的天然橡胶、50phr的合成聚异戊二烯、50phr的热解炭黑、0phr的工业炭黑以及常规量的常见添加剂，像防老化剂、氧化锌、硬脂酸以及由硫和亚磺酰胺加速剂形成的硫化体系。

由此减震层2的橡胶混合物不具有工业炭黑并且由此在具有非常好的滚动阻力特性的同时不包含PAK。

例如，底部复合结构3的橡胶混合物4包含100phr的天然橡胶、50phr的热解炭黑与45phr的工业炭黑N 339(代替95phr的工业炭黑)的组合以及常规量的常见添加剂，像用于作为金属强度支撑体的钢丝帘线的粘附体系、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂以及由硫和亚磺酰胺加速剂形成的硫化体系。

已经发现，以前包含的大部分工业炭黑可以通过热解炭黑代替，而不使实心橡胶轮胎的特性劣化。

由此，在具有非常好的滚动阻力特性的同时，底部复合结构3的橡胶混合物4具有相对少的工业炭黑和由此尽可能少的PAK。

由此，示例性描述的实心橡胶轮胎在所有大体积部件中具有代替工业炭黑的热解炭黑，并且由此，由于低的PAK含量而相对有利于环境和健康。

附图标记说明

1 胎面

2 减震层

3 底部复合结构

4 底部复合结构的橡胶混合物

5 底部复合结构的强度支撑体

6 强度支撑体的橡胶化混合物

7 侧壁

8 轮辋

9 径向方向

10 轴向方向

Claims

1.一种实心橡胶轮胎，其特征在于，该实心橡胶轮胎在至少一个部件中具有1至200phr的至少一种热解炭黑，

其中，所述实心橡胶轮胎在胎面的橡胶混合物中包含1至40phr的至少一种热解炭黑,

其中，该胎面的橡胶混合物包含最大5phr的工业炭黑和1至200phr的至少一种二氧化硅，

其中，所述实心橡胶轮胎具有底部复合结构和强度支撑体，该底部复合结构包括至少一种橡胶混合物，并且在该底部复合结构的至少一种橡胶混合物中包含20至200phr的至少一种热解炭黑，

其中，该底部复合结构的至少一种橡胶混合物包含最大60phr的至少一种工业炭黑。

2.根据权利要求1所述的实心橡胶轮胎，其特征在于，该热解炭黑具有5至30重量％的灰分含量。

3.根据权利要求1或2所述的实心橡胶轮胎，其特征在于，该热解炭黑具有大于1重量％的硫含量。

4.根据权利要求1所述的实心橡胶轮胎，其特征在于，该实心橡胶轮胎在该底部复合结构与该胎面之间具有减震层，并且该减震层包含10至200phr的至少一种热解炭黑。

5.根据权利要求4所述的实心橡胶轮胎，其特征在于，该减震层的橡胶混合物包含最大5phr的工业炭黑以及30至200phr的至少一种热解炭黑。

6.一种车轮，其特征在于，该车轮包括轮辋和根据权利要求1至5中任一项所述的实心橡胶轮胎。

7.一种滚轮，其特征在于，该滚轮包括轮辋或带有球轴承的基体以及根据权利要求1至5中任一项所述的实心橡胶轮胎。