CN116685635A - 密封剂材料组合物及使用了该密封剂材料组合物的轮胎 - Google Patents

密封剂材料组合物及使用了该密封剂材料组合物的轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明的密封剂材料组合物包含(A)橡胶成分、(B)增粘剂、和(C)增塑剂，上述(B)增粘剂的软化点为50℃以上，上述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下，上述(B)增粘剂和上述(C)增塑剂的质量比以上述(C)/(B)计为0.35以上，由此可以改善密封剂材料组合物的密封性、粘度温度依赖性、轮胎保存时的流动性。

Description

密封剂材料组合物及使用了该密封剂材料组合物的轮胎
技术领域
本发明涉及密封剂材料组合物以及使用了该密封剂材料组合物的轮胎。
背景技术
在充气轮胎中，已知在胎面部中的内衬层的轮胎径向内侧设置了密封剂层的充气轮胎。对于这样的充气轮胎，在钉等异物刺穿胎面部时，密封剂流入该贯通孔，从而能够抑制气压的减少，维持行驶。
例如，在下述专利文献1中公开了包含不饱和二烯弹性体、30phr与90phr之间的烃树脂、和0～小于30phr的填充剂的自密封弹性体组合物。
此外在下述专利文献2中公开了一种用于作为可充气的物品中的刺破防止层而使用的自密封弹性体组合物，其特征在于，至少包含：作为主要弹性体的、具有多于30摩尔％的由共轭二烯获得的重复单元含量的不饱和二烯弹性体；30phr与90phr之间的质量含量的烃树脂；Tg(玻璃化转变温度)低于-20℃，具有5phr～小于60phr的质量含量的液体增塑剂；和0～小于30phr的填充剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5646474号公报
专利文献2：日本专利第5525522号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述现有技术中，对在钉等异物刺穿胎面部时所形成的贯通孔的密封性、密封剂材料组合物的粘度温度依赖性、轮胎保存时的密封剂材料组合物的流动性具有课题，要求解决该课题。
本发明以解决上述课题作为目的。
用于解决课题的手段
本发明人等反复进行了深入研究，结果发现，在橡胶成分中，以特定量混配了增粘剂和增塑剂的密封剂材料组合物可以解决上述课题，从而完成了本发明。
本发明提供一种密封剂材料组合物，是构成在轮胎内表面具备密封剂层的充气轮胎的上述密封剂层的密封剂材料组合物，其特征在于，包含：
(A)橡胶成分、
(B)增粘剂、和
(C)增塑剂，
上述(B)增粘剂的软化点为50℃以上，
上述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下，
上述(B)增粘剂和上述(C)增塑剂的质量比以上述(C)/(B)计为0.35以上。
发明的效果
本发明的密封剂材料组合物以包含(A)橡胶成分、(B)增粘剂、和(C)增塑剂，上述(B)增粘剂的软化点为50以上，上述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下，上述(B)增粘剂和上述(C)增塑剂的质量比以上述(C)/(B)计为0.35以上作为特征。根据上述构成，(B)增粘剂的软化点和(C)增塑剂在特定温度下的运动粘度最佳化，密封剂材料组合物易于流入形成在胎面部的贯通孔而密封性提高，密封剂材料组合物的粘度温度依赖性变低，因此能够防止由在行驶中施加的热、离心力的影响引起的流动，并且也抑制轮胎保存时的密封剂材料组合物的流动。
具体实施方式
以下，进一步详细地说明本发明。
(A)橡胶成分
在本发明中被使用的(A)橡胶成分可举出例如，天然橡胶(NR)、合成异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)等二烯系橡胶、丁基橡胶等。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。
其中，从本发明的效果提高的观点考虑，(A)橡胶成分优选为NR、IR、SBR、BR或它们的掺混物。
(B)增粘剂
作为在本发明中被使用的(B)增粘剂，可举出例如烃树脂。作为烃树脂，可举出将对原油进行蒸馏、分解、改性等处理而获得的成分进行聚合而制造的芳香族系烃树脂或者饱和或不饱和脂肪族系烃树脂等石油系树脂。作为石油系树脂，可例示例如C5系石油树脂(将异戊二烯、1,3-戊二烯、环戊二烯、甲基丁烯、戊烯等馏分进行聚合而得的脂肪族系石油树脂)、C9系石油树脂(将α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯等馏分进行聚合而得的芳香族系石油树脂)、C5C9共聚石油树脂等。
此外在本发明中，需要(B)增粘剂的软化点为50℃以上。如果该软化点低于50℃，则发生流动性恶化这样的不良状况。
(B)增粘剂的软化点优选为50～150℃，进一步优选为80～120℃。
需要说明的是，所谓软化点，是按照JIS K6220-1：2001通过环球式软化点测定装置而测定的值。
(C)增塑剂
作为在本发明中被使用的增塑剂，可举出例如，羧酸酯增塑剂、磷酸酯增塑剂、磺酸酯增塑剂、油、液态橡胶等。
作为羧酸酯增塑剂，有公知的邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、四氢邻苯二甲酸酯、己二酸酯、马来酸酯、富马酸酯、偏苯三甲酸酯、亚油酸酯、油酸酯、硬脂酸酯、蓖麻油酸酯等。
作为磷酸酯增塑剂，有公知的磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三-(2-乙基己基)酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯、磷酸三苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、异癸基二苯基磷酸酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三(氯乙基)酯、二苯基单-邻联苯基磷酸酯等。
作为磺酸酯增塑剂，有公知的丁基苯磺酰胺(ベンゼンスルホンブチルアミド)、甲苯磺酰胺、N-乙基-甲苯磺酰胺、N-环己基-对甲苯磺酰胺等。
作为油，可举出公知的石蜡系油、环烷系油、芳香系油等矿物油系油。
作为液态橡胶，可举出液态聚异戊二烯、液态聚丁二烯和液态聚苯乙烯丁二烯等，其平均分子量(Mn)优选为1000～100000，进一步优选为1500～75000。需要说明的是，本发明中所谓的平均分子量(Mn)，是指通过凝胶渗透色谱(GPC)而分析的聚苯乙烯换算的重均分子量。
在本发明中被使用的液态橡胶在23℃下为液体。因此，与在该温度下为固体的上述橡胶成分区别。
上述之中，从本发明的效果提高的观点考虑，作为增塑剂，优选为油。
此外在本发明中，需要(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下。如果该运动粘度超过2500mm2/s，则发生密封剂的粘度上升而不显示密封性这样的不良状况。
(C)增塑剂在40℃下的运动粘度优选为1～2000mm2/s，进一步优选为10～1000mm2/s。
需要说明的是，所谓运动粘度，是按照JIS K 2283：2000而测定的值。
此外，本发明的密封剂材料组合物也可以混配交联剂。作为交联剂，可举出硫、有机过氧化物等。在本发明中，作为交联剂，特别是通过使用硫，从而可以使密封性、粘度温度依赖性提高，是优选的。
(密封剂材料组合物的混配比例)
本发明的密封剂材料组合物以包含(A)橡胶成分、(B)增粘剂、和(C)增塑剂，上述(B)增粘剂和上述(C)增塑剂的质量比以上述(C)/(B)计为0.35以上作为特征。如果上述(C)/(B)小于0.35，则密封剂材料组合物的粘度温度依赖性和轮胎保存时的密封剂材料组合物的流动性恶化。
上述(C)/(B)优选为0.35～3.0，进一步优选为0.35～2.0。
此外本发明的密封剂材料组合物优选(C)增塑剂的混配量相对于(A)橡胶成分100质量份为150质量份以下。根据这样的方式，流动性提高。
此外本发明的密封剂材料组合物中，相对于(A)橡胶成分100质量份，混配优选5～100质量份、进一步优选20～60质量份的(B)增粘剂、10～150质量份、进一步优选30～100质量份的(C)增塑剂为好。
此外，在混配硫那样的交联剂的情况下，其混配量相对于(A)橡胶成分100质量份优选为0.1～10质量份。
(其它成分)
在本发明中的密封剂材料组合物中，可以混配除了上述成分以外的、硫化或交联剂；硫化或交联促进剂；氧化锌；防老剂；炭黑等各种添加剂，这样的添加剂可以通过一般的方法进行混炼而制成组合物，这些添加剂的混配量也只要不违背本发明的目的，就可以为以往的一般的混配量。
例如，作为硫化促进剂，可举出公知的胍系、噻唑系、次磺酰胺系、硫脲系、二硫代氨基甲酸盐系、黄原酸盐系、秋兰姆系的硫化促进剂等，其中优选为选自噻唑系硫化促进剂、次磺酰胺系硫化促进剂、硫脲系硫化促进剂和秋兰姆系硫化促进剂中的1种以上。硫化促进剂的混配量相对于(A)橡胶成分100质量份优选为0.1～10质量份。
本发明中的密封剂材料组合物在混配硫作为硫化剂的情况下，也能够进行动态交联。
本发明的密封剂材料组合物可以在充气轮胎中，在胎面部中的内衬层的轮胎径向内侧作为密封剂层而设置。该密封剂层可以通过将被成型为片状的由本发明的密封剂材料组合物形成的密封剂材料遍及轮胎内表面的整周进行粘贴来形成。除此以外，密封剂层也可以通过将由本发明的密封剂材料组合物形成且被成型为绳状或带状的密封剂材料螺旋状地粘贴在轮胎内表面而形成。该密封剂层在钉等异物刺穿胎面部时，构成密封剂层的密封剂材料流入该贯通孔，从而能够抑制气压的减少，维持行驶。密封剂层具有例如0.5mm～5.0mm的厚度。
实施例
以下，通过实施例和比较例进一步说明本发明，但本发明不限定于下述例。需要说明的是，下述例中，“份”是指“质量份”。
实施例1～8和比较例1～2
在表1所示的混配(质量份)中，用1.7升的密闭式班伯里密炼机进行40分钟混炼，获得了橡胶组合物。接下来将所得的橡胶组合物在规定的模具中在180℃下加压硫化10分钟而获得了厚度3mm的密封剂材料。
在轮胎尺寸215/55R17，具备胎面部、一对胎侧部和一对胎圈部，在胎面部中的内衬层的轮胎径向内侧具有由密封剂形成的密封剂层的充气轮胎中，作为密封剂层而粘贴上述密封剂材料，制作出各种试验轮胎。关于所得的试验轮胎，测定了下述物性。
密封性：
将试验轮胎组装于轮辋尺寸17×7J的车轮，使初始气压为250kPa，将直径4mm的钉扎到胎面部，拔出后放置了1小时后，测定了气压。评价结果是，将放置后的气压为230kPa以上且250kPa以下的情况由“〇”表示，将放置后的气压为200kPa以上且小于230kPa的情况由“△”表示，将放置后的气压小于200kPa的情况由“×”表示。
密封剂材料的流动性：
将试验轮胎组装于轮辋尺寸16×6.5J的车轮而安装于鼓试验机，将使气压为160kPa，使荷重为8.5kN，使行驶速度为80km/h的高挠曲试验实施了80小时后，调查了密封剂的流动状态。评价结果是将3mm的密封剂的厚度在距密封剂端的各位置在进行了试验后变为1.5mm以下时设为流动了，将在距密封剂的端为1cm的位置未确认到流动的情况由“○”表示，将在距密封剂的端为1cm的位置确认到流动，并且在2cm的位置未确认到流动的情况由“△”表示，将在距密封剂的端为2cm的位置确认到流动的情况由“×”表示。
保存性：将试验轮胎在30℃的烘箱中放置1周，调查了保存性。评价结果是，由密封剂层的从轮胎宽度方向的外端的流动性判断，将密封剂的流动完全未确认到的情况由“〇”表示，将密封剂的流动在距端为1cm以内的区域发生了的情况由“△”表示，将密封剂的流动在距端为1cm以上的区域发生了的情况由“×”表示。
将结果示于表1中。
[表1]
＊1：NR(SIR20)
＊2：SBR(日本ゼオン株式会社制Nipol 1502)
＊3：增塑剂1(CRAY VALLEY社制Ricon 154，液态丁二烯橡胶)
＊4：增塑剂2(出光兴产株式会社社制ダイアナプロセスオイルNP250，40℃下的运动粘度＝274.5mm2/s)
＊5：增塑剂3(昭和シェル石油株式会社制商品名エキストラクト4号S，40℃下的运动粘度＝2158mm2/s)
＊6：增粘剂1(エクソンモービル社制Escorez 2101，C5/C9石油树脂，软化点＝90℃)
＊7：增粘剂2(ENEOS株式会社制T-REZ RC115，C5石油树脂，软化点＝113.1℃)
＊8：炭黑(炭黑N772)
＊9：硫(鹤见化学工业株式会社制金华印油入微粉硫黄)
＊10：硫化促进剂DPG(大内新兴化学工业株式会社制ノクセラーD)
＊11：硫化促进剂DM-PO(三新化学工业株式会社制サンセラーDM-PO)
根据表1的结果，各实施例的密封剂材料组合物由于包含(A)橡胶成分、(B)增粘剂、和(C)增塑剂，上述(B)增粘剂的软化点为50℃以上，上述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下，上述(B)增粘剂和上述(C)增塑剂的质量比以上述(C)/(B)计为0.35以上，因此密封性、流动性(粘度温度依赖性)、保存性都显示出良好的结果。
与此相对，比较例1～2由于上述(C)/(B)小于0.35，因此流动性和保存性恶化。

Claims (12)

1.一种密封剂材料组合物，是构成在轮胎内表面具备密封剂层的充气轮胎的所述密封剂层的密封剂材料组合物，其特征在于，包含：
(A)橡胶成分、
(B)增粘剂、和
(C)增塑剂，
所述(B)增粘剂的软化点为50℃以上，
所述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为2500mm2/s以下，
所述(B)增粘剂和所述(C)增塑剂的质量比以所述(C)/(B)计为0.35以上。
2.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(A)橡胶成分为天然橡胶、合成异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丁二烯橡胶或它们的掺混物。
3.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(C)增塑剂为选自石蜡系油、环烷系油和芳香系油中的至少1种。
4.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(C)增塑剂在40℃下的运动粘度为1～2000mm2/s。
5.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(C)增塑剂的混配量相对于所述(A)橡胶成分100质量份为150质量份以下。
6.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(B)增粘剂的软化点为50～150℃。
7.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(B)增粘剂为烃树脂。
8.根据权利要求7所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述烃树脂为C5系石油树脂、C9系石油树脂或C5C9共聚石油树脂。
9.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，所述(B)增粘剂和所述(C)增塑剂的质量比以所述(C)/(B)计为0.35～3.0。
10.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，相对于所述(A)橡胶成分100质量份，包含0.1～10质量份的硫作为交联剂。
11.根据权利要求1所述的密封剂材料组合物，其特征在于，进一步包含选自噻唑系硫化促进剂、次磺酰胺系硫化促进剂、硫脲系硫化促进剂和秋兰姆系硫化促进剂中的1种以上作为硫化促进剂。
12.一种轮胎，其使用了权利要求1所述的密封剂材料组合物。
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