CN112739760B - 轮胎部件用橡胶配混料 - Google Patents

Abstract

一种用于生产轮胎部件的橡胶配混料，其包含具有可交联的不饱和链的聚合物基料、填料体系和硫化体系。填料体系包含：(a)表面积为小于或等于170m²/gr的、量为大于或等于25phr的第一炭黑；(b)表面积为大于或等于300m²/gr的第二炭黑，其量为使得所述第一炭黑的量与所述第二炭黑的量之间的比例为大于或等于5且小于或等于13；(c)量的范围在0.5与2.0phr之间的分散剂，所述分散剂包括于芳香族酰胺的类别中并具有适于与所述具有可交联的不饱和链的聚合物基料相互作用的不饱和键。

Description

轮胎部件用橡胶配混料

本发明涉及包含增强填料体系的橡胶配混料，其对配混料本身确保低的电阻，而不引起在滚动阻力方面的劣化。

在轮胎工业中，长期以来一直需要确保胎面部具有低的电阻。的确，对于轮胎来说重要的是具有如下的电阻值：确保将不可避免地在车辆中积累的静电荷释放到地面，从而避免了对于乘客而言可能发生的事故。通常认为对于轮胎可接受的极限电阻值为10¹⁰Ohm。

为了确保轮胎的低的电阻，已知如下的解决方案：其中轮胎的胎面部包括一个以上的导体元件，各个导体元件通常由导体配混料组成并且具有限定胎面的滚动面的一部分的表面。如本领域技术人员所知，这些导体元件的存在由于胎面整体的可能的不规则磨损以及胎面制备中的特别的复杂性而导致一系列缺陷，这会进一步迫使制造商使用与通常使用的生产手段不同的生产手段。

另一种解决方案可以是增加炭黑的量或增加其表面积。该解决方案尽管确保了配混料的导电率提高，但是导致在滚动阻力方面的劣化。

因此，强烈需要一种在本领域技术人员掌握下的解决方案，该解决方案能够确保创造具有较低电阻的用于胎面部的橡胶配混料，而不会导致在滚动阻力和配混料本身的其他性能方面的劣化。

本发明的发明人发现，在特定类别的分散剂的存在下炭黑的特定组合能够确保显著的电阻降低，而不会引起在滚动阻力方面的劣化。

本发明的主题为一种用于生产轮胎部件的橡胶配混料，其包含具有可交联的不饱和链的聚合物基料、填料体系和硫化体系；所述配混料的特征在于，所述填料体系包括：(a)表面积为小于或等于170m²/gr的、量为大于或等于25phr的第一炭黑；(b)表面积为大于或等于300m²/gr的第二炭黑，量为所述第一炭黑的量与所述第二炭黑的量之间的比例为大于或等于5且小于或等于13；(c)量的范围在0.5与2.0phr之间的分散剂，所述分散剂包括于芳香族酰胺的类别中并具有适于与所述具有可交联的不饱和链的聚合物基料相互作用的不饱和键。

下文中，术语“具有可交联的不饱和链的聚合物基料”认为是能够具有用硫系体系交联(硫化)后弹性体所通常呈现的所有的化学物理和机械特征的任意的天然或合成的非交联聚合物。

下文中，术语硫化体系表示至少包含硫磺和促进剂的成分的组合，在配混料的制备中该组合在最终混合步骤中添加，并且履行一旦配混料经历硫化温度则支持聚合物基料硫化的目的。

优选地，所述分散剂以在1.0至1.5phr范围内的量包含于所述配混料中。

优选地，所述分散剂为(2Z)-4-[(4-氨基苯基)氨基]-4-氧-2-丁烯酸钠盐。

优选地，所述第一炭黑的表面积为小于或等于100m²/gr。

优选地，所述第一炭黑的量与所述第二炭黑的量之间的比例为大于或等于7且小于或等于11。

本发明的进一步主题为一种轮胎部件，其采用根据本发明的配混料来制造。

本发明的进一步主题为一种轮胎，其包括采用根据本发明的配混料制造的部件。

以下是一些说明性和非限制性的实施例。

实施例

生产六种配混料，它们当中的五种为比较配混料并且它们之一为根据本发明的配混料。

具体地，第一配混料(配混料A)为第一比较例并且为用于生产胎体部的标准配混料。配混料A包含表面积为50m²/gr的炭黑(落入根据所附权利要求的“第一炭黑”的定义内)作为填料，而其不包括任何种类的增塑剂。第二配混料(配混料B)为另一比较例且因为其涉及进一步添加表面积为150m²/gr的炭黑(落入根据所附权利要求的“第一炭黑”的定义内)而不同于配混料A。第三配混料(配混料C)为进一步的比较配混料且因为其涉及添加满足所附权利要求中记载的特征的分散剂而不同于配混料B。第四配混料(配混料D)为进一步的比较配混料且因为其涉及进一步添加表面积为300m²/gr的炭黑(落入根据所附权利要求的“第二炭黑”的定义内)而不同于配混料A。第五配混料(配混料E)为根据本发明的配混料且因为其涉及添加满足所附权利要求中记载的特征的分散剂而不同于配混料D。第六配混料(配混料F)为进一步的比较配混料且因为所使用的分散剂不满足所附权利要求中记载的特征而不同于配混料E。

将实施例的配混料根据标准程序而制备，该标准程序与本发明的目的无关。

-配混料的制备-

(第一混合步骤)

在开始混合之前，将可交联的聚合物基料、炭黑以及存在时的分散剂装入带有切向转子且内部容积范围为230～270升的混合器，从而达到范围为66～72％的填充系数。

以范围为40～60转/分钟的速度运行混合器，并且由此得到的混合物在达到范围为140～160℃的温度后排出。

(第二混合步骤)

将由前述步骤获得的混合物在以范围为40～60转/分钟的速度运行的混合器中重新加工，随后，在达到范围为130～15℃的温度后排出。

(最终混合步骤)

将硫化体系添加至由前述步骤获得的混合物中，从而达到范围为63～67％的填充系数。

以范围为20～40转/分钟的速度运行混合器，并且将由此得到的混合物在达到范围为100～110℃的温度后排出。

表I示出上述六种配混料的以phr为单位的组成。

表I

NR为天然来源的1,4-顺式聚异戊二烯橡胶。

BR为1,4-顺式含量为至少40％的丁二烯橡胶。

N550表示表面积等于50m²/gr的炭黑。

N134表示表面积等于150m²/gr的炭黑。

CB*表示表面积等于300m²/gr的炭黑。

分散剂*为(2Z)-4-[(4-氨基苯基)氨基]-4-氧-2-丁烯酸钠盐，其结构如下示出。

分散剂**为N’-(1,3-二甲基亚丁基)-3-羟基-2-萘酰腙(naphtoydrazide)(BMH)。

表I中示出的配混料一旦硫化就进行电阻和滚动阻力的测量。

根据标准ISO 4664，作为动态机械性能，滚动阻力值与所测量的60℃下的TanD值紧密相关(60℃下的TanD值越小，滚动阻力越好)。

表II示出上述试验的结果。

为了更清楚地显示由本发明得到的优势，将表II的滚动阻力值指数化为比较配混料(配混料A)的相对值。

表II

A

B

C

D

E

F

滚动阻力

100

93

95

98

100

10

电阻

10<sup>10</sup>

10<sup>5</sup>

2×10<sup>5</sup>

5×10<sup>5</sup>

5×10<sup>6</sup>

10<sup>10</sup>

表II中示出的值清楚地表明，只有满足要求保护的技术特征的配混料E能够确保低水平的电阻，但不会因此而使滚动阻力水平劣化。

具体地，应该指出的是：

-配混料C即使包含具有权利要求中所记载的规格的分散剂和具有不同表面积的两种炭黑的混合物，但是也不能避免滚动阻力值的劣化，这是因为所添加的炭黑不满足所要求保护的条件；

-配混料D即使包含满足所要求保护的特征的炭黑的混合物，但是也不能避免由于缺乏分散剂而导致的滚动阻力值的劣化；

-配混料F即使包含满足所要求保护的特征的炭黑的混合物，但是也不能改善滚动阻力或降低电阻，这是因为其包含不满足所附权利要求中记载的特征的分散剂。

Claims (7)

1.一种用于生产轮胎部件的橡胶配混料，其包含具有可交联的不饱和链的聚合物基料、填料体系和硫化体系；所述配混料的特征在于，所述填料体系包括：(a)表面积为小于或等于170m²/gr的、量为大于或等于25phr的第一炭黑；(b)表面积为大于或等于300m²/gr的第二炭黑，其量为使得所述第一炭黑的量与所述第二炭黑的量之间的比例为大于或等于5且小于或等于13；(c)量的范围在0.5与2.0phr之间的分散剂，所述分散剂包括于芳香族酰胺的类别中并具有适于与所述具有可交联的不饱和链的聚合物基料相互作用的不饱和键。

2.根据权利要求1所述的配混料，其特征在于，所述分散剂以在1.0至1.5phr范围内的量包含于所述配混料中。

3.根据权利要求1或2所述的配混料，其特征在于，所述分散剂为

4.根据权利要求1或2所述的配混料，其特征在于，所述第一炭黑的表面积为小于或等于100m²/gr。

5.根据权利要求1或2所述的配混料，其特征在于，所述第一炭黑的量与所述第二炭黑的量之间的比例为大于或等于7且小于或等于11。

6.一种轮胎部件，其特征在于，所述轮胎部件采用根据前述权利要求中的任一项所述的配混料来制造。

7.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎包括根据权利要求6所述的部件。