CN112778595B - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了轮胎。本发明涉及包括彼此固化的两个橡胶部件的轮胎。第一橡胶部件包含85 phr至100 phr的氢化苯乙烯‑丁二烯橡胶、0 phr至15 phr的聚丁二烯、5 phr至20 phr的开环聚环辛烯和40 phr至160 phr的第一填料。第二橡胶部件包含90 phr至100 phr的基于二烯的弹性体；和20 phr至160 phr的第二填料。此外，本发明涉及包含氢化苯乙烯‑丁二烯橡胶、5 phr至20 phr的开环聚环辛烯、和40 phr至160 phr的补强填料的橡胶组合物。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及包括固化到第二橡胶部件上的第一橡胶部件的轮胎，其中第一橡胶部件具有不同于第二橡胶部件的组成。此外，本发明涉及橡胶组合物。
背景技术
考虑到对于改进的轮胎性能的持续需求，轮胎制造商不断地评估和测试新的材料组合。例如，与标准二烯聚合物相比，通过使用氢化苯乙烯-丁二烯橡胶可以改进拉伸性能和抗氧化降解性，特别是在胎面胶料中。但是，可以观察到，共固化性可能受限于另一种二烯胶料。结果，可能发生的是包含这样的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶的橡胶部件(其固化到至少一个包含基于二烯的橡胶的第二橡胶部件上)可能更容易从第二橡胶部件上撕离，由此影响固化轮胎的鲁棒性。
发明内容
本发明的第一目的可以是提供一种具有彼此牢固地固化的橡胶部件的先进轮胎。
本发明的另一目的可以是提供一种具有合意的滚动阻力和/或滞后性能的先进轮胎。
本发明的另一目的可以是提供一种具有胎面的先进轮胎，所述胎面具有改进的滚动阻力和/或滞后性能。
本发明的另一目的可以是提供一种具有良好的拉伸性能和/或改进的耐久性和耐磨性的轮胎。
因此，在本发明的第一方面中，轮胎(优选固化轮胎)包括第一橡胶部件和第二橡胶部件，其中第一橡胶部件固化到第二橡胶部件上(或与第二橡胶部件共固化)，并且其中第一橡胶部件包含85phr至100phr的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶、优选溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶(SSBR)，0phr至15phr的聚丁二烯，5phr至20phr的开环聚环辛烯(polyoctenamer)，和40phr至160phr的第一填料。第二橡胶部件包含90phr至100phr的基于二烯的弹性体，和20phr至160phr的第二填料。本发明人已经发现，开环聚环辛烯令人惊讶地改进了包含氢化SSBR的第一橡胶部件与另一种基于二烯的橡胶组合物的共固化性。同时，所呈现的滞后水平降低，这表示轮胎滚动阻力降低，最终导致更好的车辆燃料经济性。
在本发明的一个实施方案中，第一橡胶部件(或者换言之，所述部件的橡胶组合物)包含95phr至100phr的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶和0phr至5phr的聚丁二烯。本发明人已经发现，较低量的聚丁二烯甚至更合意作为本发明的优选实施方案。甚至更优选地，该胶料可以包含100phr的氢化SSBR。
氢化SSBR及其制造本身是本领域技术人员已知的，并例如描述在美国专利申请公开US2018201065 A1、US2018251576 A1和US20190062539 A1中。
在另一个实施方案中，第一橡胶部件包含5phr至15phr的开环聚环辛烯。已经发现这样的量是最优选的。
在再一个实施方案中，(第二橡胶部件的)基于二烯的弹性体包含聚异戊二烯或聚丁二烯，或其组合。
在又一个实施方案中，该轮胎具有胎面，其中第一部件和第二部件是胎面的部件。或者，第二橡胶部件可以是胎侧，其中胎侧在胎面的轴向外部部分中固化到胎面上。
在再一个实施方案中，第一橡胶部件是胎面的胎面冠部层，并且第二橡胶部件是胎面的第二胎面冠部层或胎面基部层。第一橡胶部件可以基本上沿着沿轮胎的周向方向延伸的圆柱面固化到第二橡胶部件上。
在再一个实施方案中，基于氢化SSBR中的乙烯基基团和乙基基团的总数量，氢化SSBR具有小于5％、优选小于2％的未氢化乙烯基基团。
在再一个实施方案中，基于沿其主链的键的总数量，氢化SSBR具有小于5％、或小于2％、或甚至小于1％的沿所述链的双键(不包括苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团)。在一些情况下，氢化SSBR为60％至99％氢化、70％至99％氢化、90％至99％氢化。在另一个优选实施方案中，氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有90％至98％的氢化双键。换言之，仍然存在未氢化的剩余双键。通常，不应出于确定在当前情况下键或双键的数量的目的来计数苯乙烯基团或任何环状基团。如本领域技术人员已知的那样，可以通过NMR来确定双键的数量。
在再一个实施方案中，第二橡胶部件包含30phr至90phr的聚异戊二烯、10phr至70phr的聚丁二烯、30phr至70phr的填料，特别是炭黑和/或二氧化硅。例如，这可能是基部胶料的组合物。聚异戊二烯可以是天然橡胶或合成聚异戊二烯橡胶。聚丁二烯橡胶通常是具有至少95％的顺式微观结构含量的高顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶。
在再一个实施方案中，第一填料主要包含二氧化硅和/或第二填料主要包含炭黑。例如，第一填料可以包含1phr至10phr的炭黑和30phr至159phr的二氧化硅；和/或第二填料可以包含15phr至70phr的炭黑和10phr至60phr的二氧化硅。
在另一个实施方案中，第一部件包含60至80phr的二氧化硅。
在再一个实施方案中，聚丁二烯具有-90℃至-115℃、优选-90℃至-110℃的玻璃化转变温度。
在又一个实施方案中，氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有-20℃至-50℃的玻璃化转变温度。
在又一个实施方案中，如通过NMR测定的那样，苯乙烯-丁二烯橡胶的结合苯乙烯含量在10重量％至40重量％的范围内，并且其结合丁二烯含量在60重量％至90重量％的范围内。苯乙烯-丁二烯橡胶通常具有在25％至35％范围内的结合苯乙烯含量和在65％至75％范围内的结合丁二烯含量。
在又一个实施方案中，第一橡胶部件包含15phr至40phr的增塑剂，其包含5phr至25phr的油和5phr至20phr的树脂。
在一个优选实施方案中，第一胶料包含树脂，特别是在5phr至20phr的范围内，其中该树脂可以任选为烃树脂，优选基于α-蒎烯的树脂。
在再一个优选实施方案中，树脂与油的比率在大约1∶1至1∶4的范围内，均按phr计。甚至更优选地，树脂与油的比率在大约1∶15至1∶3的范围内。
在另一个优选实施方案中，开环聚环辛烯具有下列的一个或多个：如下文所提及那样根据ASTM D3418测定的-50℃至-80℃的玻璃化转变温度；根据ASTM 5296-11或同等方案通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯校准标样测定的80,000至100,000的重均分子量MW；和根据ASTM D3418或同等方案通过DSC在二次加热中测得的45℃至55℃的熔点。
在又一个优选实施方案中，开环聚环辛烯具有该开环聚环辛烯中所有双键的65％至85％的反式双键。
在另一个优选实施方案中，第一部件包含(第一)橡胶组合物，并且第二部件包含不同于第一橡胶部件的橡胶组合物的(第二)橡胶组合物。任选地，第一和/或第二橡胶组合物是硫-可硫化或硫-硫化的橡胶组合物。
在本发明的另一方面中，提供了橡胶组合物，其包含(或换言之，其含有)氢化苯乙烯-丁二烯橡胶、5phr至20phr的开环聚环辛烯和40phr至160phr的补强填料。该橡胶组合物可以是所述第一橡胶部件的橡胶组合物。
在一个实施方案中，该橡胶组合物进一步包含5phr至15phr的具有至少95％的顺式微观结构含量的高顺式聚丁二烯橡胶。
在另一个实施方案中，该橡胶组合物进一步包含5phr至25phr的油和5phr至15phr的树脂。
在又一个实施方案中，该树脂是基于α-蒎烯的树脂。
在再一个实施方案中，氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有下列的一个或多个：(i)基于氢化苯乙烯-丁二烯橡胶的乙烯基基团和乙基基团的总数量，小于5％的未氢化乙烯基基团；(ii)基于沿其主链的键的总数量，小于2％的沿所述主链的双键，不包括苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团中的键的数量；和(iii)90％至99％的氢化双键。
本发明公开了以下实施方案：
方案1.包括第一橡胶部件和第二橡胶部件的轮胎，其中所述第一橡胶部件固化到所述第二橡胶部件上，并且其中所述第一橡胶部件包含：
85phr至100phr的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶；
0phr至15phr的聚丁二烯；
5phr至20phr的开环聚环辛烯；
40phr至160phr的第一填料；并且
其中所述第二橡胶部件包含：
90phr至100phr的基于二烯的弹性体；和
20phr至160phr的第二填料。
方案2.根据方案1所述的轮胎，其特征在于：
所述第一橡胶部件包含95至100phr的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶和0phr至5phr的聚丁二烯；和/或
所述第一橡胶部件包含5phr至15phr的开环聚环辛烯；和/或
所述第一橡胶部件包含60至80phr的二氧化硅。
方案3.根据方案1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述基于二烯的弹性体包含聚异戊二烯或聚丁二烯，或其组合；和/或
所述第二橡胶部件包含：
30phr至90phr的聚异戊二烯；
10phr至70phr的聚丁二烯；和
30phr至70phr的炭黑。
方案4.根据前述方案中的一项或多项所述的轮胎，其特征在于所述轮胎具有胎面，并且其中所述第一部件和所述第二部件是所述胎面的部件，并且其中任选地，所述第一橡胶部件是所述胎面的胎面冠部层，且所述第二橡胶部件是所述胎面的第二胎面冠部层或胎面基部层；和/或
所述第一橡胶部件基本上沿着沿所述轮胎的周向方向延伸的圆柱面固化到所述第二橡胶部件上。
方案5.根据前述方案中的一项或多项所述的轮胎，其特征在于所述氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有下列的一个或多个：
i)基于所述氢化苯乙烯-丁二烯橡胶的乙烯基基团和乙基基团的总数量，小于5％的未氢化乙烯基基团；
ii)基于沿其主链的键的总数量，小于2％的沿所述主链的双键，不包括所述苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团中的键的数量；和
iii)90％至99％的氢化双键。
方案6.根据前述方案中的一项或多项所述的轮胎，其特征在于：
所述聚丁二烯具有-90℃至-115℃的玻璃化转变温度；和/或
所述氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有-20℃至-50℃的玻璃化转变温度；和/或
所述苯乙烯-丁二烯橡胶具有20重量％至35重量％的结合苯乙烯含量和50重量％至80重量％的丁二烯含量。
方案7.根据前述方案中的一项或多项所述的轮胎，其特征在于：
所述第一橡胶部件包含15phr至30phr的增塑剂，其包含5phr至25phr的油和5phr至30phr、优选5至15phr的树脂。
方案8.根据方案7所述的轮胎，其特征在于：
所述树脂是基于α-蒎烯的树脂；和/或
树脂与油的比率为按phr计1∶1至1∶4、优选按phr计1∶15至1∶3。
方案9.根据前述方案中的一项或多项所述的轮胎，其特征在于：
所述开环聚环辛烯具有下列的一个或多个：
-50℃至-80℃的玻璃化转变温度；
通过GPC测定的80,000至100,000的分子量MW；
通过DSC在二次加热中测得的45℃至55℃的熔点；
65％至85％的反式双键。
方案10.橡胶组合物，包含：
氢化苯乙烯-丁二烯橡胶；
5phr至20phr的开环聚环辛烯；和
40phr至160phr的填料。
方案11.根据方案10所述的橡胶组合物，其特征在于进一步包含下列的一个或多个：
85phr至100phr的氢化苯乙烯-丁二烯橡胶；
5phr至15phr的具有至少95％的顺式微观结构含量的高顺式聚丁二烯橡胶；和
5phr至25phr的油和5phr至30phr、优选5至15phr的树脂，其中所述树脂可以任选为基于α-蒎烯的树脂。
方案12.根据方案10或11所述的橡胶组合物，其特征在于所述氢化苯乙烯-丁二烯橡胶具有下列的一个或多个：
i)基于所述氢化苯乙烯-丁二烯橡胶的乙烯基基团和乙基基团的总数量，小于5％的未氢化乙烯基基团；
ii)基于沿其主链的键的总数量，小于2％的沿所述主链的双键，不包括所述苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团中的键的数量；和
iii)90％至99％的氢化双键。
方案13.包含根据方案10至12中的一项或多项所述的橡胶组合物的轮胎部件。
方案14.包括根据方案13所述的橡胶部件的轮胎。
虽然上文已明确提供了橡胶组合物的一些实施方案，但已经结合轮胎的(第一)橡胶部件及其组合物所提及的该橡胶组合物的所有特征也可以存在于本方面中分别描述的橡胶组合物中。
在一个实施方案中，该橡胶组合物可以包含至少一种和/或一种另外的基于二烯的橡胶。代表性的合成聚合物可以是丁二烯及其同系物和衍生物(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。后者尤其可以是乙炔类，例如乙烯基乙炔；烯烃类，例如异丁烯，其与异戊二烯共聚形成丁基橡胶；乙烯基化合物，例如丙烯酸、丙烯腈(其与丁二烯聚合形成NBR)、甲基丙烯酸和苯乙烯，后一种化合物与丁二烯聚合形成SBR，以及乙烯基酯和各种不饱和醛、酮和醚，例如丙烯醛、甲基异丙烯基酮和乙烯基乙基醚。合成橡胶的具体实例包括氯丁橡胶(聚氯丁二烯)、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、卤化丁基橡胶如氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶、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，也称为乙烯/丙烯/二烯单体(EPDM)，且特别是乙烯/丙烯/二环戊二烯三元共聚物。可以使用的橡胶的另外的实例包括烷氧基-甲硅烷基末端官能化的溶液聚合的聚合物(SBR、PBR、IBR和SIBR)、硅偶联和锡偶联的星形支化聚合物。优选的橡胶或弹性体通常可以是天然橡胶、合成聚异戊二烯、聚丁二烯和SBR(包括SSBR)。
在另一个实施方案中，该组合物可以包含至少两种基于二烯的橡胶。例如，两种或更多种橡胶的组合是优选的，如顺式1，4-聚异戊二烯橡胶(天然橡胶或合成橡胶，尽管天然橡胶是优选的)、3，4-聚异戊二烯橡胶、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶、乳液和溶液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯橡胶、顺式1，4-聚丁二烯橡胶和乳液聚合制备的丁二烯/丙烯腈共聚物。
在另一个实施方案中，可以使用具有20％至35％的结合苯乙烯的苯乙烯含量的乳液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯(ESBR)，或对于一些应用来说，可以使用具有中等至相对高的结合苯乙烯含量，即30％至45％的结合苯乙烯含量的ESBR。乳液聚合制备的ESBR可以是指苯乙烯和1，3-丁二烯以水性乳液的形式共聚。这是本领域技术人员熟知的。结合苯乙烯含量可以例如为5％至50％不等。在一方面，ESBR还可以在三元共聚物中例如以2重量％至30重量％的结合丙烯腈的量含有丙烯腈以形成三元共聚物橡胶，如ESBAR。在共聚物中含有2重量％至40重量％的结合丙烯腈的乳液聚合制备的苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物橡胶也可以预期作为基于二烯的橡胶。
在另一个实施方案中，可以使用溶液聚合制备的SBR(SSBR)。这样的SSBR例如可以具有5％至50％、优选9％至36％的结合苯乙烯含量。SSBR可以例如通过在惰性有机溶剂中的阴离子聚合来方便地制备。更具体而言，SSBR可以通过在烃溶剂中使用有机锂化合物作为引发剂使苯乙烯和1，3-丁二烯单体共聚来合成。
在一个实施方案中，可以使用合成或天然的聚异戊二烯橡胶。顺式1，4-聚异戊二烯合成橡胶和顺式1，4-聚异戊二烯天然橡胶本身是橡胶领域的技术人员所熟知的。特别地，顺式1，4-含量可以为至少90％、任选至少95％。
在一个实施方案中，使用顺式1，4-聚丁二烯橡胶(BR或PBD)。合适的聚丁二烯橡胶可以例如通过1，3-丁二烯的有机溶液聚合来制备。BR可以例如通过具有至少90％的顺式1，4-含量(“高顺式”含量)和-95至-110℃的玻璃化转变温度Tg来方便地表征。合适的聚丁二烯橡胶是市售的，例如来自The Goodyear Tire&Rubber Company的 或/>这些高顺式-1，4-聚丁二烯橡胶例如可以如美国专利5,698,643和美国专利5,451,646(其经此引用并入本文)中所述那样使用镍催化剂体系来合成，所述镍催化剂体系包含(1)有机镍化合物、(2)有机铝化合物、和(3)含氟化合物的混合物。
在本文中提及时，弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变温度(或Tg)代表在其未固化状态下或在弹性体组合物的情况下可能在固化状态下的相应的弹性体或弹性体组合物的(一个或多个)玻璃化转变温度。根据ASTM D3418，通过差示扫描量热仪(DSC)在10℃/分钟的升温速率下作为峰值中点测定Tg。
如本文中所用并根据惯常实践的术语“phr”是指“每100重量份橡胶或弹性体的相应材料的重量份”。在一个实例中，该组合物可以进一步包含1至10phr、任选1至5phr的一种或多种另外的基于二烯的橡胶，如SBR、SSBR、ESBR、PBD/BR、NR和/或合成聚异戊二烯。在另一个实例中，该组合物可以包含小于5、优选小于3phr的另外的基于二烯的橡胶，或也可以基本上不含此类另外的基于二烯的橡胶。除非另行说明，否则术语“胶料”和“组合物”在本文中可互换使用。
在一个实施方案中，该橡胶组合物还可以包含油，特别是操作油。操作油可以作为通常用于填充弹性体的填充油包含在橡胶组合物中。操作油还可以通过在橡胶混炼过程中直接添加油来包含在橡胶组合物中。所用的操作油可以既包括存在于弹性体中的填充油，又包括混炼过程中添加的操作油。合适的操作油可以包括本领域中已知的各种油类，包括芳族油、石蜡油、环烷油、植物油和低PCA油，如MES、TDAE、SRAE以及重质环烷油。合适的低PCA油可以包括具有通过IP346方法测定的小于3重量％的多环芳烃含量的那些。IP346方法的程序可以在由英国石油学会出版的Standard Methods for Analysis&Testing ofPetroleum and Related Products and British Standard 2000Parts，2003，第62版中找到。
在一个实施方案中，该橡胶组合物可以包含二氧化硅。可用于该橡胶胶料的通常使用的硅质颜料包括例如常规的热解和沉淀硅质颜料(二氧化硅)。在一个实施方案中，使用沉淀二氧化硅。常规硅质颜料可以是沉淀二氧化硅，如例如通过可溶性硅酸盐(例如硅酸钠)的酸化获得的那些。此类常规二氧化硅可以例如通过具有使用氮气测得的BET表面积来表征。在一个实施方案中，BET表面积可以为40至600平方米/克。在另一个实施方案中，BET表面积可以为80至300平方米/克。测量表面积的BET方法描述在Journal of the AmericanChemical Society，第60卷，第304页(1930)中。常规二氧化硅还可以通过具有100至400、或150至300的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值来表征。可以预期常规二氧化硅具有例如通过电子显微镜测定的0.01至0.05微米的平均最终粒度，尽管二氧化硅粒子的尺寸可以甚至更小或可能更大。二氧化硅用量范围例如可以为5至120phr、优选20至70phr或80至120phr。可以使用各种市售二氧化硅，如(在本文中仅为举例而非限制)可以在Hi-Sil商标下以名称210、315G、EZ160G等等购自PPG Industries的二氧化硅；可以以例如Z1165MP和Premium200MP等等的名称获自Solvay的二氧化硅；和可以以例如名称VN2和Ultrasil6000GR、9100GR等等获自Evonik AG的二氧化硅。
在一个实施方案中，该橡胶组合物还可以包含炭黑。此类炭黑的代表性实例包括N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N315、N326、N330、N332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990和N991品级。这些炭黑的碘吸收值为9g/kg至145g/kg，且DBP值为34cm3/100g至150cm3/100g。
在另一个实施方案中，在该橡胶组合物中可以使用其它填料，包括但不限于颗粒填料，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、交联颗粒聚合物凝胶，包括但不限于美国专利号6,242,534、美国专利号6,207,757、美国专利号6,133,364、美国专利号6,372,857、美国专利号5,395,891或美国专利号6,127,488中公开的那些，以及增塑淀粉复合填料，包括但不限于美国专利号5,672,639中公开的那种。此类其它填料可以以1至10phr的量使用。
在一个实施方案中，该橡胶组合物可以含有常规的含硫有机硅化合物或硅烷。合适的含硫有机硅化合物的实例具有下式：
Z-Alk-Sn-Alk-Z I
其中Z选自：
其中R1是1至4个碳原子的烷基基团、环己基或苯基；R2是1至8个碳原子的烷氧基、或5至8个碳原子的环烷氧基；Alk是1至18个碳原子的二价烃，且n是2至8的整数。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物是3，3′-双(三甲氧基或三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物是3，3′-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和/或3，3′-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。因此，对于式I，Z可以是
其中R2是2至4个碳原子、或2个碳原子的烷氧基；Alk是2至4个碳原子、或具有3个碳原子的二价烃；并且n是2至5、或者2或4的整数。在另一个实施方案中，合适的含硫有机硅化合物包括美国专利号6,608,125中公开的化合物。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物包括3-(辛酰基硫基)-1-丙基三乙氧基硅烷(CH3(CH2)6C(＝O)-S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3)，其可以作为NXTTM购自Momentive Performance Materials。在另一个实施方案中，合适的含硫有机硅化合物包括美国专利公开号2003/0130535中公开的那些。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物是来自Degussa的Si-363。橡胶组合物中含硫有机硅化合物的量可以根据所用其它添加剂的水平而改变。一般而言，该化合物的量可以为0.5至20phr。在一个实施方案中，该量将为1至10phr。
本领域技术人员容易理解的是，该橡胶组合物可以通过橡胶配混领域中通常已知的方法来混炼，例如将各种硫-可硫化成分橡胶与各种通常使用的添加剂材料(如例如给硫体、固化助剂如活化剂和迟延剂、以及加工添加剂如油、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塑解剂)混合。如本领域技术人员已知的那样，根据硫-可硫化材料和硫-硫化材料(橡胶)的预期用途，选择并通常以常规的量使用上述添加剂。给硫体的代表性实例包括元素硫(游离硫)、胺二硫化物、聚合多硫化物和硫烯烃加合物。在一个实施方案中，硫-硫化剂是元素硫。硫-硫化剂可以例如以0.5phr至8phr、或以1.5phr至6phr的量使用。增粘树脂(如果使用的话)的典型量包括例如0.5phr至10phr、通常为1phr至5phr。加工助剂(如果使用的话)的典型量包括例如1phr至50phr(这可以特别包含油)。抗氧化剂(如果使用的话)的典型量可以例如包括1phr至5phr。代表性的抗氧化剂可以是例如二苯基对苯二胺等等，如例如在The Vanderbilt Rubber Handbook(1978)，第344至346页中公开的那些。抗臭氧剂(如果使用的话)的典型量可以例如包括1phr至5phr。脂肪酸(如果使用的话，其可以包括硬脂酸)的典型量可以例如包括0.5phr至3phr。蜡(如果使用的话)的典型量可以例如包括1phr至5phr。通常使用微晶蜡。塑解剂(如果使用的话)的典型量可以例如包括0.1phr至1phr。典型的塑解剂可以是例如五氯硫酚和二苯甲酰胺基二苯基二硫化物。
促进剂可以优选但并非必须用于控制硫化所需的时间和/或温度和改善硫化橡胶的性质。在一个实施方案中，可以使用单一促进剂体系，即主促进剂。可以以0.5phr至4phr、或0.8phr至1.5phr的总量使用(一种或多种)主促进剂。在另一个实施方案中，可以使用主促进剂和辅促进剂的组合，其中辅促进剂以较少的量，如0.05phr至3phr使用，以便活化和改善硫化橡胶的性质。可以预期这些促进剂的组合对最终的性质产生协同效应，并在一定程度上比通过单独使用任一促进剂产生的那些效果更好。此外，可以使用延迟作用促进剂，其不受常规加工温度的影响，但在普通的硫化温度下产生令人满意的固化。还可以使用硫化迟延剂。可用于本发明的合适类型的促进剂例如为胺类、二硫化物类、胍类、硫脲类、噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、二硫代氨基甲酸盐类和黄原酸盐类。在一个实施方案中，主促进剂为次磺酰胺。如果使用辅促进剂的话，则该辅促进剂可以例如为胍、二硫代氨基甲酸盐或秋兰姆化合物。合适的胍类包括二苯胍(dipheynylguanidine)等等。合适的秋兰姆类包括四甲基秋兰姆二硫化物、四乙基秋兰姆二硫化物和四苄基秋兰姆二硫化物。
可以通过橡胶混合领域技术人员已知的方法实现橡胶组合物的混合。例如，通常在至少两个阶段中混合成分，即至少一个非生产性阶段，接着是生产性混合阶段。包括硫-硫化剂的最终固化剂通常可以在常规称为“生产性”混合阶段的最终阶段中混合，其中混合通常在比先前的(一个或多个)非生产性混合阶段的(一个或多个)混合温度低的温度或最终温度下进行。术语“非生产性”和“生产性”混合阶段是橡胶混合领域技术人员熟知的。在一个实施方案中，可以对该橡胶组合物施以热机械混合步骤。热机械混合步骤通常包括在混合机或挤出机中机械加工一段例如适于产生140℃至190℃范围内的橡胶温度的时间。热机械加工的适当持续时间根据操作条件以及组分的体积和性质而改变。例如，热机械加工可以为1至20分钟。
可以将该橡胶组合物并入轮胎的多种橡胶部件(或者换言之，轮胎部件)中。例如，该橡胶部件可以是胎面(包括胎面冠部和胎面基部)、胎侧、三角胶、胎圈包布、胎侧嵌件、钢丝包胶(wirecoat)或内衬层(innerliner)。
本发明的轮胎可以例如是充气轮胎或非充气轮胎、赛车轮胎、客车轮胎、飞机轮胎、农用轮胎、推土机轮胎、越野车(OTR)轮胎、卡车轮胎或摩托车轮胎。该轮胎还可以是子午线轮胎或斜交轮胎。本发明的充气轮胎的硫化可以例如在100℃至200℃范围内的常规温度下进行。在一个实施方案中，硫化在110℃至180℃范围内的温度下进行。可以使用任何常用的硫化工艺，如在压机或模具中加热、用过热蒸汽或热空气加热。此类轮胎可以通过本领域技术人员已知且显而易见的各种方法构建、成形、模塑和固化。
本文中提及的方面和实施方案的多个特征可以彼此组合。
具体实施方式
下表1显示了第一橡胶胶料的橡胶组成。对照1和本发明实施例1包含氢化SSBR。但是，仅本发明实施例1根据本发明的非限制性实例包含开环聚环辛烯。第二对照样品(对照2)包含与聚丁二烯共混的非氢化SSBR，不含开环聚环辛烯。
表1
1氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶，具有大约-30℃的玻璃化转变温度
2溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶，具有-23℃的玻璃化转变温度，和21％苯乙烯、63BD％乙烯基的微观结构。作为Trinseo公司的SprintanTM SLR-4602
3聚丁二烯，具有-105℃的玻璃化转变温度
4基于α-蒎烯的树脂
5TDAE油
6HDS二氧化硅，具有200的BET表面积
7Evonik公司的VestenamerTM 8012
8Evonik公司的SI266TM。
上表1中给出的组合物包含在胎面冠部层中并共固化到具有下表2中作为非限制性实例给出的组成的胎面基部层上。
表2
材料 第二胶料(phr)
聚丁二烯3 35
天然橡胶 65
炭黑 45
蜡 1.5
抗氧化剂 2.5
树脂 2
硬脂酸 1.5
促进剂 2.5
氧化锌 2.5
硫 2
。
如表3中所示测定了对照1、对照2和本发明实施例1的性质。样品对照1、对照2和本发明实施例1相对于表2中给出的第二胶料的撕裂强度显示在表3的第一行中。对于胶料对照2而言，撕裂强度相对较高，而对照1具有明显较低的相对于基部胶料的撕裂强度。换言之，更容易从表2中给出的第二胶料上撕离或分离包含氢化SSBR的对照1胶料。值得注意的是，尽管使用了氢化SSBR，但如本发明实施例1中存在的开环聚环辛烯的添加改善了撕裂强度行为。与对照样品相比，本发明实施例1的回弹率值(回弹率值是胶料的滞后行为的指标，由此也是预期滚动阻力的指标)也略微但明确地得到了改善。肖氏A硬度也保持在与对照样品相当的水平。最后，且如前所述，与对照2相比，对照1和本发明实施例1中氢化SSBR的存在导致了拉伸强度的显著增加，其大于50％。本发明实施例1可以至少保持相对于基部的撕裂强度的水平，或者换言之，仍然允许良好的共固化性。滞后行为也得到了改善。
表3
a根据DIN 53539的撕裂扩展试验。
b在给定温度下根据DIN 53512在Zwick RoellTM 5109回弹弹性测试仪上测得的回弹率。
c根据ASTM D2240测得的肖氏A硬度。
d基于ASTM D412通过环形样品试验测定；拉伸强度是断裂应力。
虽然已经出于阐述本发明的目的而显示了某些代表性实施方案和细节，但对于本领域技术人员而言显而易见的是在可以在不背离本发明范围的情况下本文中进行各种变化和修改。

Claims (17)

1.包括第一橡胶部件和第二橡胶部件的轮胎，其中所述第一橡胶部件固化到所述第二橡胶部件上，并且其中所述第一橡胶部件包含：
85phr至100phr的氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶；
0phr至15phr的聚丁二烯；
5phr至20phr的开环聚环辛烯；
40phr至160phr的第一填料；并且
其中所述第二橡胶部件包含：
90phr至100phr的包含聚异戊二烯或聚丁二烯或其组合的基于二烯的弹性体；和
20phr至160phr的第二填料。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
所述第一橡胶部件包含95至100phr的氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶和0phr至5phr的聚丁二烯；和/或
所述第一橡胶部件包含5phr至15phr的开环聚环辛烯；和/或
所述第一橡胶部件包含60至80phr的二氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述第二橡胶部件包含：
30phr至90phr的聚异戊二烯；
10phr至70phr的聚丁二烯；和
30phr至70phr的炭黑。
4.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述轮胎具有胎面，并且其中所述第一橡胶部件和所述第二橡胶部件是所述胎面的部件；和/或
所述第一橡胶部件基本上沿着沿所述轮胎的周向方向延伸的圆柱面固化到所述第二橡胶部件上。
5.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述第一橡胶部件是胎面的胎面冠部层，且所述第二橡胶部件是胎面的第二胎面冠部层或胎面基部层。
6.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶具有下列的一个或多个：
i)基于所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶的乙烯基基团和乙基基团的总数量，小于5％的未氢化乙烯基基团；
ii)基于沿其主链的键的总数量，小于2％的沿所述主链的双键，不包括所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团中的键的数量；和
iii)90％至99％的氢化双键。
7.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述聚丁二烯具有-90℃至-115℃的玻璃化转变温度；和/或
所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶具有-20℃至-50℃的玻璃化转变温度；和/或
所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶具有20重量％至35重量％的结合苯乙烯含量和50重量％至80重量％的丁二烯含量。
8.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述第一橡胶部件包含15phr至30phr的增塑剂，其包含5phr至25phr的油和5phr至20phr的树脂。
9.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于：
所述树脂是基于α-蒎烯的树脂；和/或
树脂与油的比率为按phr计1：1至1：4。
10.根据权利要求中1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述开环聚环辛烯具有下列的一个或多个：
-50℃至-80℃的玻璃化转变温度；
通过GPC测定的80，000至100，000的分子量Mw；
通过DSC在二次加热中测得的45℃至55℃的熔点；
65％至85％的反式双键。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述第一橡胶部件的橡胶组合物包含：
85phr至100phr的氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶；
5phr至20phr的开环聚环辛烯；和
40phr至160phr的填料，其中
所述橡胶组合物进一步包含5phr至15phr的具有至少95％的顺式微观结构含量的高顺式聚丁二烯橡胶。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含5phr至25phr的油和5phr至30phr的树脂。
13.根据权利要求12所述的轮胎，其特征在于所述树脂是基于α-蒎烯的树脂。
14.根据权利要求11或12所述的轮胎，其特征在于所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶具有下列的一个或多个：
i)基于所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶的乙烯基基团和乙基基团的总数量，小于5％的未氢化乙烯基基团；
ii)基于沿其主链的键的总数量，小于2％的沿所述主链的双键，不包括所述氢化溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶的苯乙烯基团、乙烯基基团、乙基基团和其它侧链基团中的键的数量；和
iii)90％至99％的氢化双键。
15.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于：
所述第一橡胶部件包含15phr至30phr的增塑剂，其包含5phr至25phr的油和5phr至15phr的树脂。
16.根据权利要求8所述的轮胎，其特征在于：
所述树脂是基于α-蒎烯的树脂；和/或
树脂与油的比率为按phr计1：1.5至1∶3。
17.根据权利要求12所述的轮胎，其特征在于所述橡胶组合物包含5phr至15phr的树脂。
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