CN117413014A - 轮胎用橡胶组合物、胎面胶和轮胎 - Google Patents

轮胎用橡胶组合物、胎面胶和轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供可以高水平实现轮胎的抓地性能和制造作业性二者的轮胎用橡胶组合物。该课题的解决方案为一种轮胎用橡胶组合物，其包含橡胶组分和软化剂，并且其特征在于：橡胶组分包含选自苯乙烯‑丁二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种物质；软化剂包含萜烯系树脂和软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200‑1600g/mol的氢化树脂；并且氢化树脂和萜烯系树脂满足下式：氢化树脂/萜烯系树脂的质量比≥1.4/1。

Description

轮胎用橡胶组合物、胎面胶和轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎用橡胶组合物、胎面胶和轮胎。
背景技术
常规地，期望改善轮胎胎面的抓地性能，并且，为了改善抓地性能，对增加例如树脂和油等软化剂的量进行了研究。例如，下述专利文献1(WO 2015/079703A1)公开了将通过共混热塑性树脂和包含二氧化硅的填料与包含70质量％以上的天然橡胶的橡胶组分而获得的橡胶组合物用于轮胎的胎面胶，从而改善轮胎在干路面和湿路面二者上的制动性能(在下文中简称为“抓地性能”)。
引文列表
专利文献
专利文献1：WO 2015/079703 A1
发明内容
发明要解决的问题
然而，如果在橡胶组合物中共混大量的软化剂，则处于未硫化状态的橡胶组合物粘附至生产设备，造成制造作业性的大幅劣化。因此，对可以将轮胎的抓地性能改善至高的水平而不损害制造作业性的技术存在需求。
因此，本发明解决了现有技术的上述问题，并且提供可以高水平实现轮胎的抓地性能和制造作业性二者的轮胎用橡胶组合物、以及由该橡胶组合物制成的胎面胶。
本发明的进一步的目的在于提供以高水平具有抓地性能和制造作业性二者的轮胎。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的本发明的要旨如下。
根据本发明的轮胎用橡胶组合物为包含橡胶组分和软化剂的轮胎用橡胶组合物，其中橡胶组分包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种，软化剂包含软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol的氢化树脂、和萜烯系树脂，并且氢化树脂和萜烯系树脂满足下式：
氢化树脂/萜烯系树脂的质量比≥1.4/1。
根据本发明的胎面胶由上述轮胎用橡胶组合物制成。
根据本发明的轮胎包含上述胎面胶。
发明的效果
根据本发明，可以提供可以高水平实现轮胎的抓地性能和制造作业性二者的轮胎用橡胶组合物、以及由该橡胶组合物制成的胎面胶。
此外，根据本发明，可以提供以高水平具有抓地性能和制造作业性二者的轮胎。
具体实施方式
以下将通过实施方案的方式详细地说明根据本发明的轮胎用橡胶组合物、胎面胶和轮胎。
<轮胎用橡胶组合物>
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含橡胶组分和软化剂。在根据本发明的轮胎用橡胶组合物中，橡胶组分包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种，软化剂包含软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol的氢化树脂、和萜烯系树脂，并且氢化树脂和萜烯系树脂满足下式：
氢化树脂/萜烯系树脂的质量比≥1.4/1。
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种作为橡胶组分，因此作为轮胎用橡胶组合物具有充分的耐破坏性。
根据本发明的轮胎用橡胶组合物还包含软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol的氢化树脂和萜烯系树脂作为软化剂。此类橡胶组合物在用于轮胎时可以改善轮胎的抓地性能。
在根据本发明的轮胎用橡胶组合物中，氢化树脂/萜烯系树脂的质量比为1.4/1以上。以此方式，可以防止处于未硫化状态的橡胶组合物粘附至生产设备，从而改善制造作业性。
因此，根据本发明的轮胎用橡胶组合物可以高水平实现轮胎的抓地性能和制造作业性二者。
(橡胶组分)
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含橡胶组分，并且橡胶组分包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)中的至少一种，并且可以进一步包含其他橡胶组分。橡胶组分优选包含苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)二者。
苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)相对难以粘附并且具有优异的耐破坏性。苯乙烯-丁二烯橡胶在改善轮胎的抓地性能方面是高度有效的，而丁二烯橡胶在改善耐磨耗性方面是高度有效的。因此，作为橡胶组分包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)中的至少一种的结果，可以获得适合于轮胎用途的橡胶组合物。
苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)可以是未改性或改性的，并且可以为未改性橡胶和改性橡胶的共混物。
橡胶组分中苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)的总比例优选为70质量％以上，更优选80质量％以上，进一步优选90质量％以上，并且可以为100质量％。
橡胶组分中苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的比例优选为70质量％以上且更优选80质量％以上，并且优选100质量％以下且更优选90质量％以下。
橡胶组分中丁二烯橡胶(BR)的比例优选为0质量％以上且更优选10质量％以上，并且优选30质量％以下且更优选20质量％以下。
橡胶组分中苯乙烯单元的比例优选为10质量％以上且50质量％以下。本文中，橡胶组分中苯乙烯单元的比例是指整个橡胶组分中源自苯乙烯的单体单元的含有率。如果橡胶组分中苯乙烯单元的比例为10质量％以上，则改善轮胎的抓地性能的效果增大。如果橡胶组分中苯乙烯单元的比例为50质量％以下，则改善橡胶组合物的低温脆化性。橡胶组分中苯乙烯单元的比例可以通过红外法(Morero法)来求出。
橡胶组分可以进一步包含其他橡胶。橡胶组分中其他橡胶的含有率优选为30质量％以下，更优选20质量％以下，进一步优选10质量％以下，并且可以为0质量％。其他橡胶的实例包括天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、苯乙烯-异戊二烯橡胶(SIR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、和卤化丁基橡胶。这些其他橡胶可以单独地或以两种以上的混合物使用。
橡胶组分的一部分或全部可以是充油的。在橡胶组分是充油的情况下，充填油(extender oil)分类为后述软化剂。
(软化剂)
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含软化剂，并且该软化剂包含软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol的氢化树脂、和萜烯系树脂，并且可以进一步包含其他软化剂组分。
氢化树脂和萜烯系树脂满足下式：
氢化树脂/萜烯系树脂的质量比≥1.4/1。
如果氢化树脂的含量小于萜烯系树脂的含量的1.4倍，则橡胶组合物粘附至生产设备，造成制造作业性的劣化。从防止橡胶组合物粘附至生产设备和改善制造作业性的观点，氢化树脂/萜烯系树脂的质量比优选为1.4/1以上。从抓地性能的观点，氢化树脂/萜烯系树脂的质量比优选为6/1以下。
软化剂为具有使橡胶组合物软化的作用的配混剂。其具体实例包括上述氢化树脂和萜烯系树脂、其他热塑性树脂、以及例如油和液状聚合物等液状软化剂组分。本文中，例如油和液状聚合物等液状软化剂组分在25℃(室温)下为液状。
软化剂的总含量相对于100质量份的橡胶组分优选为30质量份以上且170质量份以下。如果软化剂的总含量相对于100质量份的橡胶组分为30质量份以上，则改善轮胎的抓地性能的效果增大。如果软化剂的总含量相对于100质量份的橡胶组分为170质量份以下，则改善橡胶组合物的制造作业性。从轮胎的抓地性能的观点，软化剂的总含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为60质量份以上并且进一步优选80质量份以上。从橡胶组合物的制造作业性的观点，软化剂的总含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为140质量份以下并且进一步优选120质量份以下。
-氢化树脂-
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含氢化树脂，并且该氢化树脂的软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol。将包含此类氢化树脂的橡胶组合物用于轮胎中可以改善轮胎的抓地性能。
如果氢化树脂的软化点为110℃以下，则无法将使用该橡胶组合物的轮胎充分地增强。从轮胎的耐破坏性的观点，氢化树脂的软化点优选为116℃以上，更优选120℃以上，甚至更优选123℃以上，甚至更优选126℃以上，并且进一步优选128℃以上。从轮胎的抓地性能的观点，氢化树脂的软化点优选为160℃以下，更优选150℃以下，甚至更优选145℃以下，甚至更优选141℃以下，并且进一步优选136℃以下。
如果氢化树脂的以聚苯乙烯换算的重均分子量小于200g/mol，则氢化树脂从轮胎中析出，使得难以充分地实现氢化树脂的效果。如果氢化树脂的以聚苯乙烯换算的重均分子量大于1600g/mol，则氢化树脂较难以与橡胶组分相容。
从防止氢化树脂从轮胎中析出和抑制轮胎外观的劣化的观点，氢化树脂的以聚苯乙烯换算的重均分子量优选为300g/mol以上，更优选400g/mol以上，甚至更优选500g/mol以上，甚至更优选550g/mol以上，甚至更优选600g/mol以上，甚至更优选650g/mol以上，并且进一步优选700g/mol以上。从增加氢化树脂与橡胶组分的相容性和提高氢化树脂的效果的观点，氢化树脂的以聚苯乙烯换算的重均分子量优选为1570g/mol以下，更优选1530g/mol以下，甚至更优选1500g/mol以下，甚至更优选1470g/mol以下，甚至更优选1430g/mol以下，甚至更优选1400g/mol以下，甚至更优选1370g/mol以下，甚至更优选1330g/mol以下，甚至更优选1300g/mol以下，甚至更优选1200g/mol以下，甚至更优选1100g/mol以下，甚至更优选1000g/mol以下，并且进一步优选950g/mol以下。
氢化树脂的软化点(TsHR)(单位：℃)与氢化树脂的以聚苯乙烯换算的重均分子量(MwHR)(单位：g/mol)的比(TsHR/MwHR)优选为0.075以上，更优选0.083以上，甚至更优选0.095以上，甚至更优选0.104以上，甚至更优选0.125以上，甚至更优选0.135以上，甚至更优选0.14以上，并且进一步优选0.141以上。比(TsHR/MwHR)优选为0.25以下，更优选0.23以下。
氢化树脂的软化点和以聚苯乙烯换算的重均分子量可以通过后述实施例部分中记载的方法来求出。
氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为10质量份以上且80质量份以下。如果橡胶组合物中的氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分为10质量份以上，则改善轮胎的抓地性能的效果增大。如果橡胶组合物中的氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分大于80质量份，则橡胶组合物的低温脆化性劣化。如果氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分为10质量份以上且80质量份以下，则可以进一步改善使用该橡胶组合物的轮胎的抓地性能，同时抑制橡胶组合物的低温脆化性的劣化。从轮胎的抓地性能的观点，橡胶组合物中的氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为20质量份以上并且特别优选30质量份以上。从橡胶组合物的低温脆化性的观点，橡胶组合物中的氢化树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为70质量份以下并且特别优选60质量份以下。
上述的“氢化树脂”意指通过将树脂还原氢化而获得的树脂。
作为氢化树脂的原料的树脂的实例包括C5系树脂、C5-C9系树脂、C9系树脂、萜烯系树脂(包括萜烯-芳族化合物系树脂)、和二环戊二烯系树脂。这些树脂可以单独地或者以两种以上的组合使用。
在本说明书中，将通过将萜烯系树脂还原氢化而获得的树脂分类为氢化树脂。
C5系树脂的实例包括通过使通过石油化学工业中的石脑油的热分解获得的C5馏分(共)聚合而获得的脂肪族系石油树脂。
C5馏分通常包括例如1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯或3-甲基-1-丁烯等烯属烃，或者例如2-甲基-1,3-丁二烯、1,2-戊二烯、1,3-戊二烯或3-甲基-1,2-丁二烯等二烯属烃等。作为C5系树脂，可以使用市售品。
C5-C9系树脂是指C5-C9系合成石油树脂。C5-C9系树脂的实例包括通过使用例如AlCl3或BF3等Friedel-Crafts型催化剂使源自石油的C5-C11馏分聚合而获得的固体聚合物。具体实例包括主要由苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、茚等构成的共聚物。
作为C5-C9系树脂，从与橡胶组分的相容性的观点，具有较少C9以上的组分的树脂是优选的。这里，包括“较少C9以上的组分”意指树脂总量中的C9以上的组分的量小于50质量％，并且优选40质量％以下。作为C5-C9系树脂，可以使用市售品。
C9系树脂是指C9系合成石油树脂。C9系树脂的实例包括通过使用例如AlCl3或BF3等Friedel-Crafts型催化剂使C9馏分聚合而获得的固体聚合物。
C9系树脂的实例包括主要由茚、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等构成的共聚物。
萜烯系树脂为通过使在从松树获得松香的同时获得的松节油或从松节油分离的聚合组分共混并使用Friedel-Crafts型催化剂聚合而获得的固体状的树脂。其实例包括β-蒎烯树脂和α-蒎烯树脂。萜烯系树脂包括萜烯-芳族化合物系树脂。萜烯-芳族化合物系树脂的代表性实例包括萜烯-苯酚树脂和苯乙烯-萜烯树脂。萜烯-苯酚树脂可以利用使用Friedel-Crafts型催化剂使萜烯和各种酚类反应或者进一步与福尔马林缩合的方法来获得。苯乙烯-萜烯树脂可以利用使用Friedel-Crafts型催化剂使苯乙烯和萜烯反应的方法来获得。原料萜烯没有特别限制，但是优选为单萜烯烃例如α-蒎烯和柠檬烯，更优选包含α-蒎烯的萜烯，并且特别优选α-蒎烯。
二环戊二烯系树脂的实例包括通过使用例如AlCl3或BF3等Friedel-Crafts型催化剂使二环戊二烯聚合而获得的树脂。
作为氢化树脂的原料的树脂可以包含例如通过使C5馏分和二环戊二烯(DCPD)共聚而获得的树脂(C5-DCPD系树脂)。
这里假设，在树脂总量中的源自二环戊二烯的组分为50质量％以上的情况下，C5-DCPD系树脂包含在二环戊二烯系树脂中，并且在树脂总量中的源自二环戊二烯的组分小于50质量％的情况下，C5-DCPD系树脂包含在C5系树脂中。这在以少量包含第三组分等时也适用。
从提高橡胶组分与氢化树脂之间的相容性和进一步改善使用该橡胶组合物的轮胎的抓地性能的观点，氢化树脂优选为选自由氢化C5系树脂、氢化C5-C9系树脂、氢化二环戊二烯系树脂(氢化DCPD系树脂)和氢化萜烯系树脂组成的组中的至少一种，更优选选自由氢化C5系树脂和氢化C5-C9系树脂组成的组中的至少一种，并且进一步优选氢化C5系树脂。此外，氢化树脂优选为至少在其单体中具有氢化DCPD结构或氢化环状结构的树脂。
这些氢化树脂可以单独地或者以两种以上的组合使用。
-萜烯系树脂-
根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含萜烯系树脂。将包含萜烯系树脂的橡胶组合物用于轮胎中可以改善轮胎的抓地性能。
萜烯系树脂为通过使在从松树获得松香的同时获得的松节油或从松节油分离的聚合组分共混并使用Friedel-Crafts型催化剂聚合而获得的固体状的树脂。其实例包括β-蒎烯树脂和α-蒎烯树脂。萜烯系树脂包括萜烯-芳族化合物系树脂。萜烯-芳族化合物系树脂的代表性实例为萜烯-苯酚树脂。萜烯-苯酚树脂可以利用使用Friedel-Crafts型催化剂使萜烯和各种酚类反应或者进一步与福尔马林缩合的方法来获得。原料萜烯没有限制，但是优选为单萜烯烃例如α-蒎烯和柠檬烯，更优选包含α-蒎烯的萜烯，并且特别优选α-蒎烯。
萜烯系树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为5质量份以上且35质量份以下。如果橡胶组合物中的萜烯系树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分为5质量份以上，则改善轮胎的抓地性能的效果增大。如果橡胶组合物中的萜烯系树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分大于35质量份，则橡胶组合物的低温脆化性劣化。从轮胎的抓地性能的观点，橡胶组合物中的萜烯系树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为5质量份以上并且进一步优选10质量份以上。从橡胶组合物的低温脆化性的观点，橡胶组合物中的萜烯系树脂的含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为35质量份以下并且进一步优选30质量份以下。
-其他软化剂-
根据本发明的轮胎用橡胶组合物还可以进一步包含除了上述氢化树脂和萜烯系树脂之外的其他软化剂。其他软化剂的实例包括上述氢化树脂和萜烯系树脂以外的热塑性树脂、以及液状软化剂组分例如油和液状聚合物。
上述氢化树脂和萜烯系树脂以外的热塑性树脂的实例包括C5系树脂、C9系树脂、C5-C9系树脂、松香系树脂、二环戊二烯树脂、和烷基酚系树脂。
“油”为橡胶组分中包含的充填油和作为橡胶组合物的配混剂添加的液状油的总称。其实例包括石油系软化剂例如芳族油、石蜡系油和环烷系油，和植物系软化剂例如棕榈油、蓖麻油、棉籽油和大豆油。其中，石油系软化剂例如芳族油、石蜡系油和环烷系油是优选的。从作业性的观点，充填油:配混剂油的质量比优选为1:1至10:1。
液状聚合物优选在25℃(室温)下为液状并且重均分子量为5,000至100,000。此类液状聚合物的实例包括液状聚丁二烯、液状聚异戊二烯和液状聚苯乙烯-丁二烯。
(炭黑)
根据本发明的轮胎用橡胶组合物优选包含炭黑。炭黑可以增强橡胶组合物并且改善橡胶组合物的耐破坏性，并且还有助于进一步改善使用该橡胶组合物的轮胎的抓地性能。
炭黑没有特别限制，并且其实例包括GPF、FEF、HAF、ISAF和SAF级炭黑。这些炭黑可以单独地或者以两种以上的组合使用。
从橡胶组合物的耐破坏性和使用该橡胶组合物的轮胎的抓地性能的观点，橡胶组合物中的炭黑的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为10质量份以上并且更优选20质量份以上。从橡胶组合物的耐磨耗性的观点，橡胶组合物中的炭黑的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为140质量份以下并且更优选130质量份以下。
(二氧化硅)
根据本发明的轮胎用橡胶组合物优选包含二氧化硅。作为橡胶组合物包含二氧化硅的结果，可以进一步改善使用该橡胶组合物的轮胎的抓地性能(特别是湿抓地性能)。
二氧化硅的氮吸附比表面积(BET法)优选为80m2/g以上且小于330m2/g。如果二氧化硅的氮吸附比表面积(BET法)为80m2/g以上，则可以充分地增强使用该橡胶组合物的轮胎。如果二氧化硅的氮吸附比表面积(BET法)小于330m2/g，则防止橡胶组合物的弹性模量过高，并且可以改善使用该橡胶组合物的轮胎的湿抓地性能。从进一步改善轮胎的耐破坏性的观点，二氧化硅的氮吸附比表面积(BET法)更优选为100m2/g以上，甚至更优选120m2/g以上，甚至更优选140m2/g以上，甚至更优选150m2/g以上，甚至更优选170m2/g以上，甚至更优选180m2/g以上，甚至更优选190m2/g以上，并且进一步优选195m2/g以上。从进一步改善轮胎的湿抓地性能的观点，二氧化硅的氮吸附比表面积(BET法)更优选为300m2/g以下，甚至更优选280m2/g以下，并且进一步优选270m2/g以下。
二氧化硅的十六烷基三甲基溴化铵吸附比表面积(CTAB)优选为150m2/g以上，更优选150m2/g至300m2/g，进一步优选150m2/g至250m2/g，并且特别优选150m2/g至220m2/g。如果CTAB为150m2/g以上，则可以充分地增强使用该橡胶组合物的轮胎。如果CTAB为300m2/g以下，则防止橡胶组合物的弹性模量过高，并且可以改善使用该橡胶组合物的轮胎的湿抓地性能。
二氧化硅的实例包括湿式二氧化硅(含水硅酸)、干式二氧化硅(无水硅酸)、硅酸钙和硅酸铝。其中，湿式二氧化硅是优选的。这些二氧化硅可以单独地或者以两种以上的组合使用。
从轮胎的抓地性能(特别是湿抓地性能)的观点，橡胶组合物中的二氧化硅的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为10质量份以上并且更优选15质量份以上。从橡胶组合物的耐磨耗性的观点，橡胶组合物中的二氧化硅的含量相对于100质量份的橡胶组分优选为110质量份以下并且更优选100质量份以下。
根据本发明的轮胎用橡胶组合物优选包含上述炭黑和二氧化硅二者。二氧化硅和炭黑的总含量相对于100质量份的橡胶组分优选为70质量份以上且140质量份以下。如果二氧化硅和炭黑的总含量相对于100质量份的橡胶组分为70质量份以上，则改善轮胎的抓地性能的效果增大。如果二氧化硅和炭黑的总含量为140质量份以下，则改善橡胶组合物的耐磨耗性。从轮胎的抓地性能的观点，二氧化硅和炭黑的总含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为80质量份以上。从橡胶组合物的耐磨耗性的观点，二氧化硅和炭黑的总含量相对于100质量份的橡胶组分更优选为120质量份以下。
(苯乙烯系热塑性弹性体)
根据本发明的轮胎用橡胶组合物可以包含苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)。苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)具有苯乙烯系聚合物嵌段(硬链段)和共轭二烯系聚合物嵌段(软链段)。苯乙烯系聚合物部分形成物理交联而形成交联点，而共轭二烯系聚合物嵌段提供橡胶弹性。共轭二烯系聚合物嵌段(软链段)的双键可以部分地氢化或全部氢化。
苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)是热塑性的，而橡胶组分(优选二烯系橡胶)不是热塑性的。因此，在本说明书中，苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)不包含在橡胶组分中。苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)的含量相对于100质量份的橡胶组分优选在1至30质量份的范围内。
苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)的实例包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯/苯乙烯(SBIS)嵌段共聚物、苯乙烯/异戊二烯(SI)嵌段共聚物、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯(SBI)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丁烯(SEB)嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丙烯(SEP)嵌段共聚物、和苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯(SEEP)嵌段共聚物。
(其他组分)
除了上述橡胶组分、软化剂、炭黑、二氧化硅和苯乙烯系热塑性弹性体之外，根据本发明的轮胎用橡胶组合物还可以任选地包含通常用于橡胶工业的各种组分。例如，在不妨碍本发明的目的的范围内，可以适当地选择和添加硅烷偶联剂、防老剂、硬脂酸、氧化锌(锌白)、硫化促进剂和硫化剂等。作为这些配混剂，可以适当地使用市售品。
在根据本发明的轮胎用橡胶组合物包含二氧化硅的情况下，橡胶组合物优选包含硅烷偶联剂，从而提高二氧化硅的效果。硅烷偶联剂的实例包括双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、甲基丙烯酸3-三乙氧基甲硅烷基丙酯一硫化物、甲基丙烯酸3-三甲氧基甲硅烷基丙酯一硫化物、双(3-二乙氧基甲基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-巯基丙基二甲氧基甲基硅烷、二甲氧基甲基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、和二甲氧基甲基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物。硅烷偶联剂的含量相对于100质量份的二氧化硅优选在2至20质量份的范围内并且更优选在5至15质量份的范围内。
防老剂的实例包括N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺(6C)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(TMDQ)、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(AW)、和N,N’-二苯基-对苯二胺(DPPD)。防老剂的含量没有特别限制，但是相对于100质量份的橡胶组分优选在0.1至15质量份的范围内并且更优选在1至10质量份的范围内。
硫化促进剂的实例包括次磺酰胺系硫化促进剂、胍系硫化促进剂、噻唑系硫化促进剂、秋兰姆系硫化促进剂和二硫代氨基甲酸盐系硫化促进剂。硫化剂的实例包括硫磺。包含硫化促进剂、硫化剂和硬脂酸的硫化体系(硫化包(vulcanization package))的总含量没有特别限制，但是相对于100质量份的橡胶组分优选在1至25质量份的范围内并且更优选在5至20质量份的范围内。
(橡胶组合物的制造方法)
橡胶组合物的制造方法没有特别限制。例如，可以通过将上述橡胶组分和软化剂与任选的根据需要选择的各种组分共混并且对混合物进行捏合、加温、挤出等来制造橡胶组合物。可以将获得的橡胶组合物硫化以获得硫化橡胶。
捏合条件没有特别限制，并且例如捏合装置的投入体积、转子的旋转速度、冲压力(ram pressure)、捏合温度、捏合时间和捏合装置的种类等各种条件可以根据目的适当地选择。捏合装置的实例包括通常用于捏合橡胶组合物的班伯里密炼机、捏合机、捏合机和辊等。
加温条件没有特别限制，并且例如加温温度、加温时间和加温装置等各种条件可以根据目的适当地选择。加温装置的实例包括通常用于加温橡胶组合物的加温辊机。
挤出条件没有特别限制，并且例如挤出时间、挤出速度、挤出装置和挤出温度等各种条件可以根据目的适当地选择。挤出装置的实例包括通常用于挤出橡胶组合物的挤出机。挤出温度可以适当地确定。
用于进行硫化的装置、方法、条件等没有特别限制，并且可以根据目的适当地选择。硫化装置的实例包括具有通常用于硫化橡胶组合物的模具的成形硫化机。作为硫化条件，温度为例如约100℃至190℃。
<胎面胶>
根据本发明的胎面胶的特征在于包含上述轮胎用橡胶组合物。由于根据本发明的胎面胶由上述轮胎用橡胶组合物制成，其可以高水平实现轮胎的抓地性能和制造作业性二者。
根据本发明的胎面胶可以用于新轮胎或翻新轮胎。
根据本发明的胎面胶特别适合作为摩托车用轮胎的胎面胶。由于要求摩托车用轮胎具有高的抓地性能，因此根据本发明的胎面胶是特别适合的。
<轮胎>
根据本发明的轮胎的特征在于包含上述胎面胶。由于根据本发明的轮胎包含上述胎面胶，其以高水平具有抓地性能和制造作业性二者。
根据本发明的轮胎特别适合作为摩托车用轮胎。由于要求摩托车用轮胎具有高的抓地性能，因此根据本发明的轮胎是特别适合的。
取决于适用的轮胎种类，根据本发明的轮胎可以通过首先使用未硫化橡胶组合物成形为轮胎、然后将轮胎硫化来获得，或者通过首先使用从预硫化过程等得到的半硫化橡胶成形为轮胎、然后将轮胎完全硫化来获得。根据本发明的轮胎优选为充气轮胎。充气轮胎可以填充有普通空气或具有经调整的氧分压的空气，或者可以填充有非活性气体例如氮气、氩气或氦气。
实施例
以下将通过实施例更详细地说明本发明的技术，但是本发明不限于下述实施例。
<氢化树脂的分析方法>
氢化树脂的软化点和重均分子量通过以下方法来测量。
(1)软化点
氢化树脂的软化点按照JIS-K2207-1996(环球法)来测量。
(2)重均分子量
氢化树脂的平均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)在以下条件下测量，并且算出以聚苯乙烯换算的重均分子量。
-柱温：40℃.
-注入量：50μL.
-载体和流速：四氢呋喃0.6mL/min.
-样品制备：将约2.5mg树脂组分溶解在10mL四氢呋喃中。
<橡胶组合物的制备>
除了比较例3以外，根据表1中示出的配方，通过使用通常的捏合装置进行捏合来制备橡胶组合物。通过类似地进行捏合来制备比较例3的橡胶组合物。
<橡胶组合物的评价>
对于比较例3以外的各橡胶组合物，抓地性能和制造作业性通过以下方法来评价。对于比较例3的橡胶组合物，抓地性能和制造作业性通过以下方法来评价。结果在表1中示出。
(3)抓地性能
比较例3以外的各橡胶组合物的损耗角正切(tanδ)使用由Ueshima SeisakushoCo.,Ltd.制造的分光光度计以52Hz的频率、2％的初始应变、1％的动态应变和50℃的温度来测量，并且表示为以比较例1的tanδ为100的指数。此外，比较例3的橡胶组合物的tanδ同样表示为指数。指数值越大表明tanδ越高且抓地性能越好。
(4)制造作业性
比较例3以外的、处于未硫化状态的各橡胶组合物与金属之间在90℃下的粘附力使用粘性计来测量，并且表示为以比较例1的粘附力的倒数为100的指数。比较例3的橡胶组合物的粘附力同样表示为指数。指数值越大表明粘附力越小且制造作业性越好。
[表1]
*1BR：丁二烯橡胶，通过以下方法合成的改性聚合物。
*2SBR：苯乙烯-丁二烯橡胶，苯乙烯单元的比例(结合苯乙烯含量)＝35.5质量％，Asahi Kasei Corporation制造的商品名“Tafden E581”，相对于100质量份的橡胶组分包含37.5质量份的充填油(软化剂，在25℃下为液状)的充油橡胶，橡胶组分的含量在上一行示出并且充填油的含量在下一行示出。
*3炭黑：Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的商品名“Asahi#107”
*4二氧化硅：十六烷基三甲基溴化铵吸附比表面积(CTAB)＝191m2/g，氮吸附比表面积(BET法)＝245m2/g。
*5油：软化剂(在25℃下为液状)，JX Nippon Oil&Energy Corporation制造的商品名“A/O MIX”。
*6树脂A：氢化树脂(氢化C5系树脂)，Eastman制造的商品名“注册商标E1780”，软化点＝130℃，重均分子量(Mw)＝909g/mol。
*7树脂B：萜烯系树脂(萜烯-苯酚树脂)，Yasuhara Chemical Co.,Ltd制造的商品名“YS POLYSTER S145”。
*8树脂C：氢化树脂和萜烯系树脂以外的树脂(C9系树脂)，Nippon OilCorporation制造的商品名“Nisseki Neopolymer 140”。
*9树脂D：氢化树脂和萜烯系树脂以外的树脂(烷基酚树脂)，Si Group-RibecourtS.A.S制造的商品名“R7521P”。
*10硅烷偶联剂：Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd制造的商品名“ABC-856”。
*11防老剂：包括Seiko-Chemical Co.,Ltd.制造的商品名“SUNTIGHT A”和Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的商品名“Antigen 6C”的总量。
*12硫化包：包括硫化促进剂、硫磺和硬脂酸的总量。
<BR(*1)的合成方法>
将2.4kg环己烷和300g 1,3-丁二烯在氮气下装入经氮气吹扫的5L高压釜中。将通过预先使叔碳酸钕(0.09mmol)的环己烷溶液、甲基铝氧烷(以下也称为“MAO”)(1.8mmol)的甲苯溶液、二异丁基氢化铝(以下也称为“DIBAH”)(5.0mmol)和二乙基氯化铝(0.18mmol)的甲苯溶液和1,3-丁二烯(4.5mmol)在50℃下反应和熟化30分钟获得的催化剂作为催化剂组分装入高压釜中，并且在80℃下进行聚合60分钟。1,3-丁二烯的反应转化率为约100％。将200g的该聚合物溶液取出，并且添加包含1.5g 2,4-二叔丁基对甲酚的甲醇溶液以使聚合终止。然后通过汽提来除去溶剂，并且用110℃的辊进行干燥以获得改性前聚合物。
此外，将剩余的聚合物溶液保持在60℃的温度，添加3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(4.5mmol)的甲苯溶液，并且使它们反应30分钟。此后，添加钛酸四-2-乙基己酯(13.5mmol)的甲苯溶液，并且混合30分钟。然后添加包含1.5g2,4-二叔丁基对甲酚的甲醇溶液以获得2.5kg的改性聚合物溶液。
然后将改性聚合物溶液添加至用氢氧化钠调整至pH 10的20L水溶液中，并且在110℃下进行缩合反应2小时，同时脱溶剂。将反应产物用110℃的辊进行干燥以获得改性聚合物。
如从表1可以理解的，根据本发明的各实施例的橡胶组合物在抓地性能和制造作业性两方面均优于其中氢化树脂/萜烯系树脂的质量比小于1.4/1的比较例1的橡胶组合物。
包含氢化树脂但是不包含萜烯系树脂的比较例2、4和5的橡胶组合物无法改善抓地性能。

Claims (8)

1.一种轮胎用橡胶组合物，其包含：
橡胶组分；和
软化剂，
其中所述橡胶组分包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少一种，
所述软化剂包含软化点大于110℃且以聚苯乙烯换算的重均分子量为200g/mol至1600g/mol的氢化树脂、和萜烯系树脂，并且
所述氢化树脂和所述萜烯系树脂满足下式：
氢化树脂/萜烯系树脂的质量比≥1.4/1。
2.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其中所述氢化树脂的含量相对于100质量份的所述橡胶组分为10质量份以上且80质量份以下。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物，其中所述软化剂的总含量相对于100质量份的所述橡胶组分为30质量份以上且170质量份以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎用橡胶组合物，其中所述橡胶组分中苯乙烯单元的比例为10质量％以上且50质量％以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎用橡胶组合物，其进一步包含炭黑。
6.根据权利要求5所述的轮胎用橡胶组合物，其进一步包含二氧化硅，
其中所述二氧化硅和所述炭黑的总含量相对于100质量份的所述橡胶组分为70质量份以上且140质量份以下。
7.一种胎面胶，其由根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎用橡胶组合物制成。
8.一种轮胎，其包含根据权利要求7所述的胎面胶。
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WO2016104142A1 (ja) * 2014-12-24 2016-06-30 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP6743362B2 (ja) * 2015-10-06 2020-08-19 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物
KR102208967B1 (ko) * 2016-09-30 2021-01-28 코오롱인더스트리 주식회사 프로세스 오일 대체 수지를 포함하는 타이어 트레드용 조성물
JP2019031659A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 旭化成株式会社 変性共役ジエン系重合体組成物、及びタイヤ

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