CN1751901A - 飞机轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有含有橡胶组合物运行表面的胎面的飞机轮胎,该橡胶组合物包含弹性体,该弹性体的主要部分是专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体和少量部分是顺式1,4-聚异戊二烯橡胶和该橡胶组合物包含由沉淀的二氧化硅和定义的橡胶增强炭黑的结合物组成的增强填料。

Description

飞机轮胎
技术领域
本发明涉及具有含有橡胶组合物运行表面的胎面的飞机轮胎,该橡胶组合物包含弹性体,该弹性体的主要部分是专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体和少量部分是顺式1,4-聚异戊二烯橡胶和该橡胶组合物包含由沉淀的二氧化硅和定义的橡胶增强炭黑的结合物组成的增强填料。
背景技术
飞机轮胎胎面,与更通常的车辆轮胎胎面形成对照,经受极端的操作条件,该条件要求轮胎胎面忍受由于轮胎接触地面和在负荷下立即加速到相对高速度在飞机着陆时经历的显著力量以及在飞机起飞时经历的显著力量,它要求在负荷下快速加速到相对高的速度。
此外,飞机轮胎,与更通常的车辆轮胎形成对照,通常至少部分由于通常由显著多个胎体帘布层组成在本质上更刚劲,对于一些飞机轮胎可能多至8个或更多帘布层,和结果是倾向于是显著更滞后的轮胎,以因此随轮胎工作期间得到的更大温升而具有内部热量产生的更大倾向,它对轮胎的热耐用性具有消极的影响。
对于相对刚劲,相对滞后飞机轮胎的上述极端着陆和起飞操作条件由于内部生热固有地产生飞机胎面的显著快速温升,为此轮胎胎面组合物的长期热耐用性可能是忧虑以及将轮胎胎面的运行表面经受显著的磨损力,为此长期胎面磨损可能是忧虑。
实际上,这样的飞机轮胎胎面通常由相对坚韧,耐磨,天然橡胶(和有时为提高轮胎胎面的耐磨加入的少量聚丁二烯橡胶)基橡胶组合物组成,该胎面本质上是相对滞后的和因此易于出现由上述操作施加的力量引起的内部生热。
用于这样飞机胎面橡胶组合物以促进耐磨性的典型显著弹性体组分是包含在主要天然橡胶轮胎胎面组合物中的相对少量顺式1,4-聚丁二烯橡胶,其中顺式1,4-聚丁二烯橡胶典型地具有约175,000-约275,000的适当数均分子量(Mn)和约400,000-约650,000的重均分子量(Mw)与约1.5/1-约2.5/1的相对窄(低)均匀性指数(Mw/Mn)。
实际上,典型地由适当分子量(以改进耐磨性)的少量顺式1,4-聚丁二烯橡胶的包括与橡胶增强炭黑的相对高加载(也用于改进耐磨性)获得这样飞机轮胎胎面的需要的耐磨性。
在此需要提供飞机轮胎胎面组合物,该组合物在它的未硫化状态可以合适地在常规橡胶加工设备中加工,包括可接受地挤出为相对平滑表面的胎面条,对于该胎面条,胎面橡胶组合物的弹性体组分的主要部分是顺式1,4-聚丁二烯橡胶(正常需要它对橡胶组合物的加工性能具有消极影响)以改进橡胶组合物硫化状态中的耐磨性,而不采用为耐磨性的上述高炭黑加载,它显示增加内部生热和轮胎中升温速率的增加。
由于正常希望飞机轮胎胎面橡胶组合物的顺式1,4-丁二烯橡胶含量的增加,和天然橡胶含量的相应降低对未硫化橡胶组合物的上述加工性能具有消极影响,因此使得更难以(由挤出或压延工艺)制造具有相对平滑表面的相关未硫化胎面组分,这在此考虑为显著的挑战,及对于飞机轮胎胎面橡胶组合物要进行未指定的另外调节。
本领域技术人员较好认识到了有时为各种目的需要进行轮胎胎面橡胶组合物的显著牺牲。例如,仅通过增加它的顺式1,4-聚丁二烯橡胶含量优化飞机轮胎胎面橡胶组合物的增加耐磨性,可在飞机轮胎胎面橡胶组合物的一个或多个其它所需性能中导致相对不利的结果,该所需性能包括例如,在它的未硫化状态下它的上述加工性能。
以外部和内部五点图的形式提供了所包括的附图图2,以采用图示方式说明在此考虑为飞机轮胎胎面橡胶组合物的五种显著物理性能(未硫化和硫化性能)的情况。
表示这样性能的外部五点图的五个包括的点,从顶部以逆时针方向是:滞后(热100℃回弹和tanδ性能),胎面磨损(耐磨性),刚度(拉伸和动力剪切模量),抗撕裂性(耐撕裂增长的性能)和加工性能(如未硫化橡胶组合物的平滑挤出物)。
从内部五点图到外部五点图五个点每个延伸的单个箭头希望说明对于飞机轮胎胎面橡胶组合物同等增强所有这样五种物理性能的所需的,但典型地不切实际的目标。
相关领域技术人员公知优化一种这样的性能典型地减损一种或多种其它物理性能,或在一种或多种其它物理性能中具有消极影响。
例如,在天然橡胶/聚丁二烯飞机轮胎胎面橡胶组合物显著增加顺式1,4-聚丁二烯橡胶预计对未硫化橡胶组合物的加工性能具有消极影响,尽管它可能对它的耐磨性具有有益效果。
例如,代替单独的炭黑,提供作为沉淀的二氧化硅和中等粒度橡胶增强炭黑的结合物的增强填料的使用以改进橡胶组合物的滞后中的有益降低(内部热累积的降低)和它的撕裂强度的增加。然而预计沉淀二氧化硅的引入,特别地与炭黑的相应降低对橡胶组合物的耐磨性具有消极影响。这促进了高顺式1,4-聚丁二烯橡胶的需求以保持由于二氧化硅和中等尺寸炭黑的使用的耐磨性。
因此,挑战典型地是提供合适可加工(在它的未硫化状态)的飞机轮胎胎面橡胶组合物,其中它的橡胶组分的主要部分是顺式1,4-聚丁二烯橡胶,它改进(在它的硫化状态)合适耐磨性(如DIN磨耗)和滞后(100℃回弹)物理性能两者的结合,所有这些在此考虑为从飞机轮胎胎面过去实践的背离。
发明内容
对于本发明,重点是在增强飞机轮胎胎面橡胶组合物的耐磨性(如DIN磨耗)和滞后(100℃回弹性能和tanδ性能),同时在以具有最小表面缺陷的未硫化橡胶胎面组分(如胎面条)的形式提供相对平滑表面挤出物的意义上,也以合适可加工未硫化橡胶组合物的形式提供橡胶组合物用于构造,模塑和硫化轮胎组合体以形成飞机轮胎。
除非另外说明,术语飞机轮胎的“运行表面”表示希望与地面接触的胎面外表面。
在本发明的描述中,除非另外提供,在此使用时的术语“橡胶”和“弹性体”可互换使用。如果在此使用的术语“橡胶组合物”,“混炼橡胶”和“橡胶复合物”可互换使用以表示“与各种成分和材料共混或混合的橡胶”和这样的术语是橡胶混合或橡胶混炼领域技术人员公知的。除非另外提供,术语“硫化(cure)”和“硫化(vulcanize)”由这样领域技术人员较好理解和可以互换使用。在本发明的描述中,术语“phr”表示各自材料份数每100重量份橡胶或弹性体。
可以由凝胶渗透色谱(GPC),这样分析领域技术人员公知的方法,合适地测定在此提及的顺式1,4-聚丁二烯弹性体的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。
弹性体(如顺式1,4-聚丁二烯弹性体)的均匀性指数是它的重均分子量(Mw)对它的数均分子量(Mn)的比例,或Mw/Mn。约1.5/1-约2.5/1的相对低均匀性指数指示相对窄的分子量分布。在它的重均分子量(Mw)对它的数均分子量(Mn)之间指示显然更宽不一致的约3/1-约25/1的更大均匀性指数,指示相对宽的分子量分布。
根据本发明,提供一种含有橡胶组合物的胎面的飞机轮胎,该组合物基于重量份每100重量份橡胶(phr)由如下物质组成:
(A)由如下物质组成的二烯烃基弹性体:
(1)大约55-大约95phr含有由约96-约99%顺式1,4-异构体单元,约0.1-约1%反式1,4-异构体单元和约1-约3%乙烯基1,2-异构体单元组成的微结构,数均分子量(Mn)为约75,000-约150,000和均匀性指数(Mw/Mn)为约3/1-约5/1的专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体;
(2)约5-约45phr顺式1,4聚异戊二烯天然橡胶(选自天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶和合成顺式1,4-聚异戊二烯橡胶),和
(3)0-约20,或者约2-约15phr选自苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶(如乳液聚合制备的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶或溶剂溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶)的另外共轭二烯烃基弹性体;
(B)约20-约120phr作为如下物质结合物的增强填料:
(1)约10-约60phr粒状沉淀的二氧化硅,和
(2)约10-约60phr DPB(邻苯二甲酸二丁酯)值为约60-约160cc/100g(ASTM D2414)和碘值为约70-约130g/kg(ASTMD1510)的橡胶增强炭黑,和
(C)含有与该沉淀二氧化硅表面上的羟基(如硅烷醇基团)反应的部分和与该二烯烃基弹性相互作用的另一个不同部分的偶联剂。
进一步根据本发明,该飞机轮胎胎面的该橡胶组合物具有由小于约80(如约20-约80)的相对耐磨性(相对体积损失,10牛顿力)和约45-约70的热回弹值(100℃),(ASTM D 53512)组成的硫硫化物理性能,和
其中,另外根据本发明,该橡胶组合物的伽维口型板未硫化橡胶组合物挤出物视觉边缘等级为7或更好(如7-约9)和表面等级为B或更好(如A或B),(根据ASTM D 2230-96)。
所需地,飞机轮胎胎面橡胶组合物也具有约0.07-约0.17的tanδ值(100℃,10%应变,1赫兹)。
所需地,飞机轮胎胎面橡胶组合物也具有约7-约12MPa的300%环模量(ASTM D-412)。
所需地,飞机轮胎胎面橡胶组合物在100℃,10%应变,1赫兹下的储能模量(G’)也为约750-约2,000kPa;和
所需地,飞机轮胎胎面橡胶组合物也具有约100-约400牛顿的Instron撕裂(100℃)值。
实际上,例如可以在由有机镍或有机钴化合物,有机铝化合物,含氟化合物,和对苯乙烯化二苯基胺组成的催化剂存在下,由1,3-丁二烯单体的有机溶剂溶液聚合制备该专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体,它在U.S.专利5451646中例示。这样的催化剂组分可以由辛酸镍,三异丁基铝,氟化氢和对苯乙烯化二苯基胺组成。在此考虑这样的专用顺式1,4-聚丁二烯可以合适地由这样的聚合制备而没有过度的试验。
专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体的相对宽均匀性指数(3/1-5/1的Mw/Mn比例范围)在此考虑为在改进相对平滑表面挤出物的意义上,与具有上述显著更高分子量和约1.5/1-2.5/1的显著更低均匀性指数的相似和更典型顺式1,4-聚丁二烯弹性体相比,显著促进其主要,而不是少量部分它的橡胶组分是专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体的未硫化橡胶组合物的改进加工。专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体在此也考虑为独特的在于它配有支化水平,或程度。
在本发明的进一步实施中,要求通过是上述相对窄定义DBP和碘特征值的橡胶增强炭黑,橡胶增强炭黑包含相对冷运行橡胶增强炭黑(在改进它提供增强的相对低滞后橡胶组合物的意义上)。在更高DBP值改进共轭二烯烃基飞机轮胎橡胶组合物更大增强的意义上,本领域技术人员公知的现象,炭黑的相对窄定义DPB值指示炭黑的增强特征。在更高数值(更高表面积)表示更小尺寸炭黑的意义上,炭黑的相对窄定义碘值指示炭黑表面积和相关的炭黑粒度。更小尺寸的炭黑通常还改进具有更好抗撕裂性和更好耐磨性的二烯烃基弹性体的更高增强,然而,改进内部热累积的更高速率和相关的内部温升,所有都是本领域技术人员已知的现象。因此从本发明的飞机轮胎橡胶组合物排除DBP值和碘值在上述窄定义范围以外的炭黑。
对于参考的目的,各种橡胶增强炭黑,与它们的相关DPB值和碘值根据它们的ASTM命名在 Vanderbilt橡胶手册,1978,417页说明。
在本发明的实施中,合成无定形二氧化硅(如沉淀二氧化硅)可以由沉淀二氧化硅的聚集体组成,它希望包括沉淀铝硅酸盐为共沉淀二氧化硅和氧化铝。
这样的沉淀二氧化硅通常是本领域技术人员公知的。例如,这样沉淀二氧化硅可以通常在电解质,例如硫酸钠存在下,由酸,例如盐酸或硫酸向硅酸盐,例如硅酸钠的碱性溶液(如氢氧化钠)的控制加入沉淀。主要的胶体二氧化硅粒子典型地在这样过程期间形成,它快速聚结以形成这样主要粒子的聚集体和然后通过过滤,采用水或水溶液洗涤获得的滤饼,和干燥回收的沉淀二氧化硅回收为沉淀物。制备沉淀二氧化硅的这样方法,及其变化方案是本领域技术人员公知的。
优选用于本发明的沉淀二氧化硅聚集体是沉淀二氧化硅,例如由溶解性硅酸盐,如硅酸钠的酸化获得的那些和可包括共沉淀二氧化硅和少量铝。
这样的二氧化硅通常的特征为,例如具有优选约40-约600,和更通常约50-约300平方米每克的使用氮气测量的BET表面积。测量表面积的BET方法描述于 Journal of American Chemical Society,60卷,304页(1930)。
二氧化硅也可以典型地特征为具有约50-约400cm3/100g,和更通常约100-约300cm3/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值。
各种市售沉淀二氧化硅可以考虑用于本发明例如,仅在此作为例子和非限制性地,按照Hi-Sil商标以命名Hi-Sil210、Hi-Sil243等购自PPG Industries的二氧化硅;购自Rhodia的二氧化硅,例如Zeosil 1165MP和Zeosil 165GR,购自J.M.Huber Corporation的二氧化硅,例如Zeopol 8745和Zeopol 8715,购自Degussa AG的二氧化硅,例如命名VN2、VN3和Ultrasil 7005以及可用于弹性体增强的其它等级二氧化硅,特别地沉淀二氧化硅。
偶联剂与二氧化硅一起使用以协助包含二氧化硅的橡胶组合物的增强。这样的偶联剂通常包含与二氧化硅(如沉淀二氧化硅)上羟基反应的部分和与二烯烃烃类弹性体相互作用的另一种和不同部分。
实际上,该遇合剂可以是,例如,
(A)在它的多硫化物桥中含有平均2-约4个和更优选平均2-约2.6个或约3.4-约4个连接硫原子的双-(3-三烷基甲硅烷基烷基)多硫化物,((如双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物)),或
(B)在它的多硫化物桥中含有平均约2-约2.6个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物与在它的多硫化物桥中含有平均约3.4-约4个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物的结合物,其中在硫和硫硫化促进剂不存在下,将在它的多硫化物桥中含有平均2-约2.6个连接硫原子的该多硫化物(排除在它的多硫化物桥中含有平均3-4个连接硫原子的这样多硫化物)与该橡胶组合物共混和其中在硫和至少一种硫硫化促进剂存在下,其后将在它的多硫化物桥中含有平均约3.4-约4个连接硫原子的该多硫化物与该橡胶组合物共混,或
(C)通式(I)表示的烷氧基有机巯基硅烷组合物:
(I)           (X)n(R7O)3-n-Si-R8-SH
其中X是选自卤素,即氯或溴和优选氯,和选自含有1-16个,优选1-4个碳原子的烷基,优选选自甲基、乙基、丙基(如正丙基)和丁基(如正丁基)的基团;其中R7是含有1-18个,或者1-4个碳原子的烷基,优选选自甲基和乙基和更优选乙基;其中R8是含有1-16个,优选1-4个碳原子的亚烷基,优选亚丙基;和n是0-3,优选0的平均值和其中,在其中n是0或1的这样的情况下,对于组合物中每个(R7O)部分R7可以相同或不同,和
(D)它的巯基由部分封端的通式(I)的该烷氧基有机巯基硅烷,该部分在加热橡胶组合物到高温下解封端它的巯基。
各种烷氧基有机巯基硅烷的代表性例子是,例如三乙氧基巯基丙基硅烷、三甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二乙氧基巯基丙基硅烷、二甲基甲氧基巯基丙基硅烷、三乙氧基巯基乙基硅烷、三丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二异丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基双十二烷氧基巯基丙基硅烷和乙氧基双十六烷氧基巯基丙基硅烷。
这样的烷氧基有机巯基硅烷可以由以上讨论的各种部分封端。
封端烷氧基有机巯基硅烷偶联剂的代表性例子是以NXTTM硅烷购自GE Silicones Company的液体3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷。
偶联剂可以,或者例如以其与该沉淀二氧化硅的预形成复合材料的形式提供和将这样的复合材料直接加入到弹性体混合物中。
例如,该二氧化硅(如沉淀二氧化硅),或至少一部分该二氧化硅可以在加入到该弹性体之前采用如下物质预处理:
(A)通式(II)的烷基硅烷,或
(B)在它的多硫化物桥中含有平均约2-约4个连接硫原子的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物,或
(C)采用通式(I)的该烷氧基有机巯基硅烷,特别地该封端烷氧基有机硅烷,或
(D)通式(I)的该烷基硅烷和在它的多硫化物桥中含有平均约2-约4个连接硫原子的该双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物的结合物,或
(E)通式(II)的该烷基硅烷和通式(I)的该有机巯基硅烷的结合物;
其中通式(I)的该烷基硅烷表示为:
(II)         Xn-Si-R6(4-n)
其中R6是含有1-18个碳原子,优选1-4个碳原子的烷基;n是1-3的数值;X是选自如下的基团:卤素,优选氯,和选自甲基和乙氧基,优选乙氧基的烷氧基。
对于该二氧化硅的该预处理的显著考虑是降低,或消除在二氧化硅与该弹性体混合期间在橡胶组合物中醇的原位释放,该释放可能例如,由包含在弹性体组合物中的这样偶联剂与包含在二氧化硅表面上的羟基(如硅烷醇基团)反应引起。
实际上,用于该橡胶组合物的该橡胶增强炭黑优选是碘吸收值(ASTM D-1510)为约70-约130,更优选70-100g/kg和DPB吸收值(ASTMD-2414)为约60-约160cc/100g的橡胶增强炭黑。根据它们的ASTM命名,这样炭黑的代表性例子可以发现于 Vanderbilt橡胶手册,第13版(1990)第416和417页。
附图说明
以图(图1)和图画五点图(图2)的形式呈现附图,如以上讨论的那样,以提供本发明的进一步理解。
附图(图形展示)
在图形呈现图1中,在方框A中呈现橡胶增强炭黑。特别优选的橡胶增强炭黑在方框B,方框A的划出部分中呈现。
对于方框A,包括的橡胶增强炭黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)值为60-160cc/100gm和碘值为约70-约130g/kg和考虑为中等尺寸橡胶增强炭黑。
对于方框A,根据它们的ASTM命名,例示和说明的这样包括的橡胶增强炭黑是N220、N299、N326、N330和N347橡胶增强炭黑。对于本发明希望包括所有的ASTM指定的N200和N300系列橡胶增强炭黑,它们考虑为相对中等粒度,中等表面积炭黑。
DBP和碘值性能在方框A以外的橡胶增强炭黑不包括在本发明的飞机轮胎橡胶组合物中到任何显著的程度,该炭黑的代表物包括,例如更高和更低表面积炭黑两者,例如根据它们ASTM命名为N110的那些,更小粒度,更高表面积的炭黑和N550,N660和N990更大粒度,更小表面积的炭黑。
包括在方框A中的方框B呈现显著更窄定义的中等粒度,中等表面积橡胶增强炭黑为N347、N326和N330,它们的DBP值为60-160cc/100gm和更窄定义的碘值为70-100k/kg,它们排除在飞机轮胎胎面橡胶组合物中具有更高内部生热倾向,具有更高碘值的更高增强N220和N299炭黑。
在图2的五点图呈现中,如以上讨论的那样,说明飞机轮胎胎面组合物的显著所需物理性能的图画呈现,对于该性能典型地需要改进。非常需要同时改进未硫化橡胶组合物的加工性能(特别地在提供平滑挤出物的意义上),降低的滞后(对于硫化胎面在增加回弹性值的意义上,因此改进改进轮胎胎面中较少的内部热累积),增加硫化胎面橡胶组合物的撕裂强度,增加硫化胎面橡胶组合物的耐磨性以改进胎面磨损速率的降低和因此更长的胎面寿命,和增加硫化轮胎胎面橡胶组合物的刚度。通常考虑由相关领域技术人员显著达到的是改进任何一种这样的物理性能而不牺牲至少一种其它物理性能。两种或多种这样物理性能的改进而没有一种或多种其它物理性能的降低是甚至更困难的任务。图2希望呈现这样物理性能的图形视图以协助强调本发明的新颖性和主要重点在说明上述物理性能的范围内。
实际上,例如可以在按顺序的一系列至少两处单独和单个制备性内部橡胶混合步骤,或阶段中制备橡胶组合物,其中首先将二烯烃基弹性体与规定的炭黑和/或二氧化硅在随后的单独混合步骤中混合和随后进行最终的混合步骤,其中将硫化剂在更低温度下共混和共混基本更短的时间。
通常要求在每个混合步骤之后将橡胶混合物实际从橡胶混合物取出和冷却到小于40℃,例如约40℃-约20℃的温度和然后加回到内部混合机中用于下一个按顺序的混合步骤,或阶段。
飞机轮胎胎面的形成设想要由常规措施,例如由橡胶组合物的挤出以提供成形,未硫化橡胶胎面组件(如挤出轮廓胎面条,该胎面条可以是胎冠以形成胎面运行表面或胎冠/基部成层构造及胎面基部层在胎冠层以下)。轮胎胎面组件的这样形成是这样领域的技术人员公知的。
理解作为制造制品的轮胎由如下方式制备:成形和在高温(如140℃-180℃)和高压下在合适的模具中硫硫化它组件的组合体。这样的实施是这样领域的技术人员公知的。
容易由本领域技术人员理解橡胶组合物由橡胶混炼领域通常已知的方法,如混合如下物质混炼:各种可硫硫化的组分橡胶与各种通常使用的添加剂材料,如在此之前讨论的那样,例如硫化助剂如硫,活化剂,防焦剂和促进剂,加工助剂,如橡胶加工油,包括增粘树脂的树脂,二氧化硅,和增塑剂,填料,颜料,脂肪酸,氧化锌,蜡,抗氧剂和抗臭氧剂,塑解剂和增强材料,例如炭黑。如本领域技术人员已知的那样,依赖于可硫硫化和硫硫化材料(橡胶)的所需用途,将以上提及的添加剂选择和通常以常规数量使用。
如果使用的话可包括硬脂酸,脂肪酸的典型数量包括约0.5-约3phr。氧化锌的典型数量包括约1-约5phr。蜡的典型数量包括约1-约5phr。通常使用微结晶蜡。塑解剂的典型数量包括约0.1-约1phr。典型的胶溶剂可以是,例如五氯硫代苯酚和二苯并酰氨基二苯基二硫化物。
在硫硫化剂存在下进行硫化。合适硫硫化剂的例子包括元素硫(游离硫)或给硫硫化剂,例如胺二硫化物、聚合物多硫化物或硫烯烃加合物。优选,硫硫化剂是元素硫。如本领域技术人员已知的那样,硫硫化剂的使用数量为约0.5-约4phr,或甚至在一些情况下,至多约8phr,优选是例如约0.75-约2。
促进剂用于控制硫化要求的时间和/或温度。在一个实施方案中,可以使用单一促进剂体系,如主促进剂。主促进剂的使用数量可以为例如,约0.5-约5,或者约0.8-约4phr。在另一个实施方案中,可以使用主促进剂和助促进剂的结合物及助促进剂以(约0.05-约3phr)更小的数量使用以活化和改进硫化橡胶的性能。可以期望这些促进剂的结合物对最终性能产生协同效应和一定程度上好于由单独使用任一种促进剂产生的那些。此外,可以使用延迟作用促进剂,它不由正常的加工温度影响但在正常硫化温度下产生令人满意的硫化。也可以使用硫化防焦剂。可以用于本发明的合适类型促进剂是胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、秋兰姆、亚磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黄原酸酯。优选,主促进剂是亚磺酰胺。如果使用助促进剂,它可以是例如,胍、二硫代氨基甲酸酯或秋兰姆化合物。
橡胶组合物的混合,例如可以由上述按顺序混合工艺完成。例如,可以在至少一个非生产性(准备性)混合阶段中混合成分,随后为生产性(最终)混合阶段。在最终阶段中典型地混合最终硫化剂,最终阶段通常称为“生产性”或“最终”混合阶段,其中混合典型地在低于前述非生产性混合阶段混合温度的温度,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公知的。
具体实施方式
                          实施例I
制备橡胶组合物的样品,在此实施例中称为样品1和2,及样品1是对照样品。
对照样品1包含天然顺式1,4-聚异戊二烯,合成1,4-聚异戊二烯,油填充的顺式1,4-聚丁二烯和油填充的苯乙烯/丁二烯橡胶以及N220橡胶增强炭黑(在图1的方框A内部和方框B以外)。
样品2包含天然1,4-聚异戊二烯橡胶和油填充顺式1,4-聚丁二烯橡胶以及N205橡胶增强炭黑(在图1的方框A和B以外)和沉淀二氧化硅与它的偶联剂。
通过在橡胶密炼机中使用几个按顺序混合阶段,即在橡胶密炼机中约2-5分钟到约160℃的第一制备性非生产性混合步骤,在橡胶密炼机中约2-4分钟到约150℃的第二非生产性混合阶段和在橡胶密炼机中约2-3分钟到约110℃的最终生产性混合阶段中混合制备橡胶组合物。在混合阶段之间将橡胶组合物从混合机倾出,从开炼机压片和允许冷却到低于40℃的温度。
在生产性混合阶段中加入硫硫化剂和促进剂。在一系列单个和按顺序非生产性和生产性混合阶段中混合橡胶组合物是这样领域的技术人员公知的。
用于橡胶样品的成分说明于表1及除非另外说明,份数和百分比按重量显示。
                              表1
材料                                对照样品1        样品2
第一非生产性混合步骤
天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶1        30                30
合成顺式1,4-聚异戊二烯橡胶2        10                0
油填充的苯乙烯/丁二烯橡胶3          30                0
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶4          0                 70
油填充的顺式1,4-聚丁二烯橡胶5      30                0
炭黑(N220)6                         65                0
炭黑(N205)7                         0                 30
亚甲基受体8                         1                 0
石蜡和微结晶蜡9                     1                 1.5
抗降解剂10                          2                 2.5
橡胶加工油和脂肪酸11                14                10
氧化锌                               0                 3
增粘树脂12                          2                 0
第二非生产性混合步骤
增粘树脂12                          3                 3
抗降解剂10                          2.5               2.5
二氧化硅偶联剂13                    0                 6
二氧化硅14                          0                 30
生产性混合步骤
亚甲基给体15                        1                 0
氧化锌                               5                 0
抗降解剂16                          2                 1
硫                                 0.8        1.2
促进剂17                          2.5        2
1天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶(RSS#2)
2以NAT2200TM购自The Goodyear Tire & Rubber Company的合成顺式1,4-聚异戊二烯橡胶
3以PLF1712CTM购自The Goodyear Tire & Rubber Company,来自The Goodyear Tire & Rubber Company的结合苯乙烯含量为约23%的苯乙烯/丁二烯橡胶,由橡胶加工油以37.5重量份每100重量份橡胶的数量油填充和在表1中报导为橡胶的干燥重量
4以BUD1280TM购自The Goodyear Tire & Rubber Company的1,4-聚丁二烯弹性体,该弹性体的Tg为约-104℃,门尼(ML1+4)粘度为约45,Mn为约127,000,Mw为约445,000,宽均匀性指数(HI)为约3.5和顺式1,4-异构体含量为约98%,如在上述U.S.专利No.5451646中所述由1,3-丁二烯单体的有机溶剂聚合获得
5以BUD1254TM购自The Goodyear Tire & Rubber Company的1,4-聚丁二烯弹性体,由橡胶加工油以25重量份每100重量份橡胶的数量油填充和在表1中报导为橡胶的干燥重量
6N220炭黑,ASTM命名,DBP值为约114cc/100g和碘值为约121g/kg和包括在图1的方框A中,和在方框B以外
7N205炭黑,ASTM命名,DBP值为约115cc/100g和碘值为约121g/kg(在图1的方框A和方框B两者以外)
8间苯二酚
9橡胶混炼蜡
10胺类型
11橡胶加工油和脂肪酸,主要硬脂酸
12苯酚甲醛类型增粘树脂
13二氧化硅偶联剂和炭黑如在它的多硫化物桥中含有平均约2.1-约2.4个连接硫原子的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物和炭黑以50/50重量比的复合物,以Si266TM购自Degussa
14以Hisil210TM购自PPG Industries的合成,无定形沉淀二氧化硅
15六甲氧基甲基蜜胺
16胺和喹啉类型的抗降解剂
17亚磺酰胺和胍类型的硫硫化促进剂和环己基硫代邻苯二甲酰亚胺类型的防焦剂
表1的橡胶样品的各种物理性能报导于如下表2。在约150℃的温度下将硫化样品硫化约32分钟。
                            表2
                                    对照样品1   样品2
天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶            30        30
合成顺式1,4-聚异戊二烯橡胶            10        0
油填充的苯乙烯/丁二烯橡胶              30        0
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶              0         70
油填充的顺式1,4-聚丁二烯橡胶          30        0
N220炭黑                               65        0
N205炭黑                               0         30
二氧化硅                               0         30
RPA,100℃ 1
G’储能模量,未硫化,15%应            212       224
变,0.833Hz(kPa)
在1%应变下的G’储能模量(kPa),1Hz     2662      3310
在10%应变下的G’储能模量(kPa),1Hz    1351      1870
在50%应变下的G’储能模量(kPa),1Hz    827       1076
在10%应变下的tanδ                                          0.171     0.152
流变仪,150℃(MDR) 2
TS1(dNm)                               3.14      3.23
T25,分钟                              5.9       6.93
T90,分钟                              16.13     22
δ转矩(dNm)                            13.19     20.07
应力-应变(ATS) 3
模量,环,100%                        1.72      2.24
模量,环,300%                        7.26      9.1
拉伸强度(MPa)                          16.85     17.99
断裂伸长率(%)                         573       540
硬度(邵氏A) 4
23℃                            69.4        72.9
100℃                           61.4        68.7
回弹(%)
23℃                            35.4        43.8
100℃                           49.6        53.6
撕裂强度,95℃(N)5             242.1       236.8
耐磨性,相对体积损失(10N)6     121         60
伽维口型板等级 7
样品边缘等级                    7           3
样品表面等级                    A           C
1根据橡胶加工分析仪如Alpha Technologies,以前FlexsysCompany和以前Monsanto Company的RPA 2000TM仪器获得的数据。对RPA-2000仪器的参考可以发现于如下公开文献:H.A.Palowski等人, Rubber World,1992年6月和1997年1月,以及 Rubber & Plastics News,1993年4月26日和5月10日。例如,G’储能模量可以例如由RPA仪器通过在100℃下在1赫兹下在例如1-50%应变的范围内测量应变扫描而测定。橡胶样品的这样储能模量(G’)测量是这样领域的技术人员公知的。
2根据移动口型板流变仪器,Alpha Technologies的型号MDR-2000获得的数据,用于确定弹性体材料的硫化特性,例如转矩,T90等。
3根据Instron Corporation的自动化测试系统仪器获得的数据,它在一个系统中引入六个测试。这样的仪器可测定最终拉伸,最终伸长率,模量等。表中报导的数据是通过运行Instron 4201载荷框的环拉伸测试站产生的。
4根据ASTM D-1415的邵氏A硬度
5根据剥离强度粘合(撕裂强度)测试获得的数据以确定在两个橡胶组合物样品之间的内聚力。特别地,这样的内聚力由如下方式测定:在适当的角度下将一个橡胶组合物从它自身拉开成未撕裂的试件及使用Instron仪器将橡胶组合物的两端在180°角度下对彼此拉开。
6根据ASTM D5963作为相对于对照物的相对体积损失(如cc损失)的DIN磨耗值
7根据ASTM D 2230-96使用ASTM挤出模头,伽维类型(其中段落5.2)和此实施例的橡胶样品(代替其中段落6的标准复合物等)的伽维口型板等级。使用视觉等级系统“B”(按照其中的段落9.1),其中从1(差)到10(优异)的等级用于对橡胶样品的30°边缘的锐度和连续性评级(在此表1中的边缘)和其中从A(优异)到E(差)的等级用于对橡胶样品表面的平滑度评级(在此表1中的表面)。
从表2观察到对于样品2观察到60的显著有益的增加耐磨性,与具有120的它的显著更高耐磨性的对照样品2相比,样品2包含高含量的专用顺式1,4-聚丁二烯。这指示对于含有这样橡胶组合物的胎面的飞机轮胎降低的胎面磨损速率。
在某种意义上,可能期望与对照样品1相比,样品2的增加耐磨性(显著降低的DIN数值),这是由于与对照样品1中顺式1,4-聚丁二烯的30phr小数量相比,它具有专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶的显著更大数量(实际主要含量)(70phr)。
然而,在如下意义上与对照样品1相比样品橡胶2显示显著更差的橡胶加工:与对照样品1的7的伽维口型板边缘等级相比,它的挤出物的视觉伽维口型板边缘等级仅为3和与对照样品1的A的伽维口型板表面等级相比,橡胶样品2仅C的视觉伽维口型板表面等级。因此,在此考虑样品2的橡胶组合物的用处显著受到抑制和小于作为飞机轮胎胎面的最优应用。
                        实施例II
制备橡胶组合物的样品,在此实施例中称为样品3和4,且样品3是对照样品。
对照样品3包含顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶以及作为N347橡胶增强炭黑(图1的方框B)和二氧化硅结合物的增强填料与它的偶联剂。
样品4包含专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶以及作为N347橡胶增强炭黑(图1的方框B)和二氧化硅结合物的增强填料与它的偶联剂。
采用实施例I的方式制备橡胶组合物。
在如下表3中说明橡胶组合物。
                         表3
材料                             对照样品3    样品4
第一非生产性混合步骤
顺式1,4-聚丁二烯橡胶1           80            0
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶2       0             80
天然橡胶3                        20            20
炭黑(N347)4                      40            40
石蜡和微结晶蜡5                  2             2
橡胶加工油和脂肪酸6              10            10
氧化锌                            3             3
第二非生产性混合步骤
增粘树脂7                        3             3
抗降解剂8                        2.5           2.5
二氧化硅偶联剂9                  3.5           3.5
二氧化硅10                       17.5          17.5
生产性混合步骤
抗降解剂11                       1             1
硫                                1.2           1.2
促进剂12                         2.4           2.4
1购自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene1280TM,Tg为约-104℃,门尼(ML1+4)粘度为约45,Mn为约209,000,Mw为约481,000,相对窄的均匀性指数(HI)为约2.3和顺式1,4-异构体含量为约98%
2购自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene1280TM
3天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶(RSS#2)
4N347炭黑,ASTM命名,DBP值为约124cc/100g和碘值为约90g/kg,包括在图1的方框A中
5橡胶混炼蜡
6橡胶加工油和脂肪酸,主要硬脂酸
7苯酚甲醛类型增粘树脂
8胺类型
9二氧化硅偶联剂和炭黑的复合物,以Si266TM购自Degussa
10Hisil210TM购自PPG Industries的合成,无定形沉淀二氧化硅
11胺和喹啉类型的抗降解剂
12亚磺酰胺和胍类型的硫硫化促进剂和环己基硫代邻苯二甲酰亚胺类型的防焦剂
表3的橡胶样品的各种物理性能报导于如下表4。在约150℃的温度下将硫化样品硫化约32分钟。
                              表4
                                         对照样品3    样品4
顺式1,4-聚丁二烯橡胶                    80            0
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶                0             80
炭黑N347                                 40            40
二氧化硅                                 17.5          17.5
RPA,100℃ 1
G’,未硫化,15%应变,0.833Hz(kPa)      184           188
在1%应变,1Hz下的G’(kPa)               2051          2285
在10%应变,1Hz下的G’(kPa)              1612          1394
在50%应变,1Hz下的G’(kPa)              1131          941
在10%应变下的tanδ                                              0.112         0.127
流变仪,150℃(MDR) 2
最大转矩(dNm)                            18.09         16.44
最小转矩(dNm)                            2.62          2.65
T90,分钟                                9.65          10.64
δ转矩(dNm)                              15.47         13.79
应力-应变(ATS) 3
模量,环,100%                          1.91          1.8
模量,环,300%                          8.52          8.44
拉伸强度(MPa)                            14.83         16.27
断裂伸长率(%)                           479           521
硬度(邵氏A) 4
23℃                                     69.1          66.8
100℃                                    62.4          60.4
回弹(%)
23℃                            248.7        46.7
100℃                           59.9         58
比重                            1.125        1.124
撕裂强度,95℃(N)5             206          216
耐磨性,相对体积损失(10N)6     46           49
伽维口型板等级 7
样品边缘等级                    3            8
样品表面等级                    C            A
除非另外说明,此表4的脚注与表2的脚注相同。
从表4观察到相对于对照样品3挤出物仅3的边缘等级,样品4挤出物的8的伽维口型板边缘等级是显著的改进。
进一步观察到相对于对照样品3挤出物仅C的表面等级,样品4挤出物的A的伽维口型板表面等级是显著的改进。
这些观察的情况显示可以制备由炭黑和沉淀二氧化硅两者增强和包含主要部分它的橡胶组分为专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶的飞机轮胎胎面橡胶组合物,该组合物具有硫化橡胶组合物的良好耐磨性和未硫化橡胶组合物的良好加工性能两者的显著结合。良好的加工性能由伽维口型板等级观察到,它指示未硫化橡胶组合物挤出物的相对平滑表面外观。
                             实施例III
制备橡胶组合物的样品,在此实施例中称为样品5和6,及样品5是对照样品。
对照样品5包含专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯以及增强填料如N347橡胶增强炭黑,说明于附图的图1的方框B。样品4包含专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯以及增强填料如N347橡胶增强炭黑以及沉淀二氧化硅结合物与它的偶联剂。
采用实施例I的方式制备橡胶组合物。
在如下表5中说明用于橡胶组合物的成分。
                            表5
材料                                  对照样品5   样品6
第一非生产性混合步骤
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶1            75           75
天然橡胶2                             25           25
炭黑(N347)3                           55           40
石蜡和微结晶蜡4                       1.5          1.5
橡胶加工油和脂肪酸5                   10           10
氧化锌                                  3            3
第二非生产性混合步骤
增粘树脂6                             3            3
抗降解剂7                             2.5          2.5
二氧化硅偶联剂8                       0            4
二氧化硅9                             0            20
生产性混合步骤
抗降解剂10                            2            2
硫                                     1.4          1.4
间亚苯基双-马来酰亚胺                  1.5          1.5
促进剂11                              2.7          2.7
1购自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene_1280
2天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶(RSS#2)
3N347炭黑,ASTM命名,DBP值为约124cc/100g和碘值为约90g/kg和包括在图1的方框A中
4橡胶混炼蜡
5橡胶加工油和脂肪酸,主要硬脂酸
6苯酚甲醛类型增粘树脂
7胺类型
8二氧化硅偶联剂和炭黑的结合物,以Si266TM购自Degussa
9Hisil210TM购自PPG Industries的合成,无定形沉淀二氧化硅
10胺和喹啉类型的抗降解剂
11亚磺酰胺和胍类型的硫硫化促进剂和环己基硫代邻苯二甲酰亚胺类型的防焦剂
表5的橡胶样品的各种物理性能报导于如下表6。在约150℃的温度下将硫化样品硫化约32分钟。
                            表6
                                           对照样品5  样品6
二氧化硅                                    0          20
炭黑                                        55         40
偶联剂复合材料(偶联剂和炭黑)                0          4
RPA,100℃ 1
G’,未硫化,15%应变,0.833Hz(kPa)         166        188
在1%应变,1Hz下的G’(kPa)                  2805       2832
在10%应变,1Hz下的G’(kPa)                 1725       1773
在50%应变,1Hz下的G’(kPa)                 1088       1092
在10%应变下的tanδ                                                     0.125      0.13
流变仪,150℃(MDR) 2
最大转矩(dNm)                               17.75      16.61
最小转矩(dNm)                               2.13       2.3
T90,分钟                                   9.28       13.44
δ转矩(dNm)                                 15.62      14.31
应力-应变(ATS) 3
模量,环,100%                             2.22       2.26
模量,环,300%                             11.35      9.4
拉伸强度(MPa)                               16.35      16.17
断裂伸长率(%)                              425        501
硬度(邵氏A) 4
23℃                                        72.7       73.2
100℃                                       54.7       64.8
回弹(%)
23℃                                        49.2       44.8
100℃                                       58.3       55.3
撕裂强度,95℃(N)5                         219        319
耐磨性,相对体积损失(10N)6                 65         58
伽维口型板等级 7
样品边缘等级                        7        8
样品表面等级                        A        A
除非另外说明,此表6的脚注与表2的脚注相同。
从表6观察到与对照样品5相比样品6的断裂伸长率显著更大,它在此考虑为指示这样橡胶组合物的飞机轮胎胎面的改进胎面抗龟裂性。与对照样品5相比,样品6的最终伸长率的改进和撕裂强度值的显著改进指示对于这样橡胶组合物的飞机轮胎,具有良好耐用性和抗龟裂性的橡胶组合物。
从表4进一步观察到,样品6挤出物的8的伽维口型板边缘等级等同于对照样品5挤出物的7的边缘等级。
进一步观察到样品6挤出物的A的伽维口型板表面等级基本等同于对照样品5挤出物的A的表面等级。
因此,在提供没有粗糙或参差不齐边缘的相对平滑表面挤出物的意义上,样品6在此考虑为显示良好的加工性能。
从表6也观察到与对照样品5相比样品6的撕裂强度(抗撕裂性)显著更大,它也指示对于这样组合物的飞机轮胎胎面,增加的耐用性和对服务期间的花纹偏离和屑片结块和总体损害的降低敏感性。
实施例IV
制备橡胶组合物的样品,在此实施例中称为样品7和8,及样品7是对照样品。
对照样品5包含专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯以及作为N205橡胶增强炭黑(图1的方框B)和二氧化硅结合物的增强填料与它的偶联剂。样品8也包含专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和天然顺式1,4-聚异戊二烯以及作为橡胶增强炭黑和二氧化硅的结合物的增强填料与它的偶联剂,但使用N347橡胶增强炭黑(图1的方框A)代替对照样品7的N205炭黑增强填料。
采用实施例I的方式制备橡胶组合物。
在如下表7中说明橡胶组合物。
表7
材料                                  对照样品7      样品8
第一非生产性混合步骤
专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶1            70              70
天然橡胶2                             30              30
炭黑(N347)3                           0               40
炭黑(N205)4                           40              0
石蜡和微结晶蜡5                       1.5             1.5
橡胶加工油和脂肪酸6                   7               7
氧化锌                                 3               3
第二非生产性混合步骤
增粘树脂7                             3               3
抗降解剂8                             2.5             2.5
二氧化硅偶联剂9                       4               4
二氧化硅10                            20              20
生产性混合步骤
抗降解剂11                            2               2
硫                                     1.2             1.2
亚苯基二马来酰亚胺                     1.5             1.5
促进剂11                              2.7             2.7
1购自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene_1280
2天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶(RSS#2)
3N347炭黑,ASTM命名,DBP值为约124cc/100g和碘值为约90g/kg和包括在图1的方框B中
4N205炭黑,ASTM命名,DBP值为约115cc/100g和碘值为约121g/kg和包括在图1的方框A中(尽管未具体显示)
5橡胶混炼蜡
6橡胶加工油和脂肪酸,主要硬脂酸
7苯酚甲醛类型增粘树脂
8胺类型
9二氧化硅偶联剂和炭黑的复合物,以Si266TM购自Degussa
10以Hisil210TM购自PPG Industries的合成,无定形沉淀二氧化硅
11胺和喹啉类型的抗降解剂
12亚磺酰胺和胍类型的硫硫化促进剂和环己基硫代邻苯二甲酰亚胺类型的防焦剂
表7的橡胶样品的各种物理性能报导于如下表8。在约150℃的温度下将硫化样品硫化约32分钟。
                           表8
                                         对照样品7   样品8
炭黑N347                                 0            40
炭黑N205                                 40           0
RPA,100℃ 1
G’,未硫化,15%应变,0.833Hz(kPa)      196          179
在1%应变,1Hz下的G’(kPa)               3198         2428
在10%应变,1Hz下的G’(kPa)              1698         1541
在50%应变,1Hz下的G’(kPa)              965          989
在10%应变下的tanδ                                              0.171        0.136
流变仪,150℃(MDR) 2
最大转矩(dNm)                            19.37        17.8
最小转矩(dNm)                            2.98         2.6
T90,分钟                                13.55        14.19
δ转矩(dNm)                              16.39        15.2
应力-应变(ATS) 3
模量,环,100%                          1.81         1.95
模量,环,300%                          7.64         9.19
拉伸强度(MPa)                            18.1         17.57
断裂伸长率(%)                           592          537
硬度(邵氏A) 4
23℃                                     73.3         69.9
100℃                                    63.6         62
回弹(%)
23℃                                     40.6         44.2
100℃                                    49.4         55.4
撕裂强度,95℃(N)5                    350        231
耐磨性,相对体积损失(10N)6            84         76
伽维口型板等级 7
样品边缘等级                           7          8
样品表面等级                           A          A
除非另外说明,此表8的脚注与表2的脚注相同。
从表8观察到与其中使用N205炭黑的对照样品7相比,由于如由它的相对低tanδ和相对高热100℃回弹值显示的橡胶组合物的相对低滞后行为,N347炭黑,更低滞后改进橡胶增强炭黑(用于实施例8)非常适于飞机胎面橡胶组合物。样品8的橡胶组合物的低滞后特性使橡胶组合物能够产生飞机轮胎胎面的更低内部热累积。
因此,在此总结的是与作为本发明的聚丁二烯/天然顺式1,4-聚异戊二烯橡胶飞机轮胎胎面橡胶组合物中主要橡胶组分的专用顺式1,4-聚丁二烯橡胶结合,附图的图2方框B中橡胶增强炭黑的使用是特别有益的(甚至更使得橡胶增强炭黑在方框A中但在图2的方框B以外)。在动力施加期间橡胶组合物中得到的它的相对更低水平内部生热的意义上,与方框A中其它橡胶增强炭黑(如N220和N299)相比,橡胶组合物由方框B中的中等尺寸橡胶增强炭黑(N347)的增强也在此考虑为特别有益的。
尽管对于说明本发明的目的显示某些代表性实施方案和详细情况,对本领域技术人员显然的是其中可以进行各种变化和改进而不背离本发明的精神或范围。

Claims (9)

1.一种含有橡胶组合物的胎面的飞机轮胎,其特征为基于重量份每100重量份橡胶(phr)由如下物质组成:
(A)由如下物质组成的二烯烃基弹性体:
(1)55-95phr含有由96-99%顺式1,4-异构体单元,0.1-1%反式1,4-异构体单元和1-3%乙烯基1,2-异构体单元组成的微结构,数均分子量(Mn)为75,000-150,000和均匀性指数(Mw/Mn)为3/1-5/1的专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体;
(2)5-45phr顺式1,4聚异戊二烯天然橡胶,和
(3)0-20phr选自苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶的另外共轭二烯烃基弹性体;
(B)20-120phr作为如下物质结合物的增强填料:
(1)10-60phr粒状沉淀的二氧化硅,和
(2)10-60phr DPB(邻苯二甲酸二丁酯)值为60-160cc/100g和碘值为70-130g/kg的橡胶增强炭黑,和
(C)含有与该沉淀二氧化硅上的羟基反应的部分和与该二烯烃基弹性相互作用的另一个部分的偶联剂;
其中在由辛酸镍,三异丁基铝,氟化氢和对苯乙烯化二苯基胺组成的催化剂存在下,由1,3-丁二烯单体的有机溶剂溶液聚合制备该专用顺式1,4-聚丁二烯弹性体;
其中该橡胶组合物具有由小于80的相对耐磨性和45-70的热回弹值(100℃)组成的硫硫化物理性能;和
其中该橡胶组合物的伽维口型板未硫化橡胶组合物挤出物视觉边缘等级为7或更高和表面等级为B或更高。
2.权利要求1的飞机轮胎,其特征在于该轮胎胎面组合物在100℃,10%应变,1赫兹下的tanδ值为0.07-0.17和300%环模量为7-12MPa和在100℃,10%应变,1赫兹下的储能模量(G’)为750-2,000kPa。
3.权利要求1的飞机轮胎,其特征在于该顺式1,4-聚异戊二烯弹性体是天然橡胶,其中该橡胶增强炭黑的DPB值为60-160cc/100g和碘值为70-100g/kg,和其中该偶联剂是在它的多硫化物桥中含有平均2-2.6个连接硫原子的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。
4.权利要求1的轮胎,其特征在于该胎面橡胶组合物包含2-15phr苯乙烯/丁二烯共聚物弹性体。
5.权利要求1的飞机轮胎,其特征在于该偶联剂是至少一种在它的多硫化物桥中含有平均2-4个连接硫原子的双-(3-三烷氧基甲硅烷基烷基)多硫化物。
6.权利要求1的飞机轮胎,其特征在于该偶联剂是在它的多硫化物桥中含有平均2-4个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。
7.前述权利要求1-4任意一项的轮胎,其特征在于该偶联剂是烷氧基有机巯基硅烷偶联剂;它的形式为含有部分封端的巯基,其在加热到高温时能够解封端它的巯基;其中通式(I)的该烷氧基有机巯基硅烷组合物:
(I)            (X)n(R7O)3-n-Si-R8-SH
其中X是选自氯、溴和含有1-4个碳原子的烷基的基团;其中R7是含有1-4个碳原子的烷基;其中R8是含有1-4个碳原子的亚烷基;和n是0-3的平均值和其中,在其中n是0或1的这样的情况下,对于组合物中每个(R7O)部分R7可以相同或不同。
8.前述权利要求1-4任意一项的飞机轮胎,其特征在于该橡胶增强炭黑和其中该偶联剂是烷氧基有机巯基硅烷偶联剂;它的形式为含有部分封端的巯基,其在加热到高温时能够解封端它的巯基;其中该烷氧基有机巯基硅烷组合物由至少一种如下物质组成:三乙氧基巯基丙基硅烷、三甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二乙氧基巯基丙基硅烷、二甲基甲氧基巯基丙基硅烷、三乙氧基巯基乙基硅烷、三丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二异丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基双十二烷氧基巯基丙基硅烷和乙氧基双十六烷氧基巯基丙基硅烷。
9.前述权利要求任意一项的轮胎,其特征在于该偶联剂为其与该沉淀的二氧化硅预形成的复合物。
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