CN1807494A - 胎面基部用橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种增强了车辆低燃耗性能的胎面基部用橡胶组合物。胎面基部用橡胶组合物包括了含有1 5～80重量％的由化学式(1)所示化合物共聚后得到的丁二烯橡胶的橡胶组分，其中，R1表示氨基、烷氧基、甲硅氧基、缩醛基、羧基、巯基或它们的衍生物。

Description

胎面基部用橡胶组合物
                              技术领域
本发明涉及胎面基部用橡胶组合物。
                              背景技术
近年来，人们通过降低轮胎的滚动阻力、以抑制发热这样的方法来实施车辆的低燃耗。特别是，人们对车辆的低燃耗的要求越来越强烈，对于在轮胎部件中占轮胎很大比例的胎面，也要求其具有优异的低发热性。
从车辆行驶的安全性来考虑，也要求轮胎胎面具有良好的抓地防滑性。然而，由于低燃耗和抓地防滑性是相互抵触的性能，胎面通常由胎面行驶面和胎面基部两层构成，具有低发热性能的橡胶一般用作为胎面基部。即，如胎面行驶面这样的与路面接触的表层使用抓地防滑性高的橡胶组合物，而如胎面基部这样的内层使用具有低发热性的橡胶组合物，通过这样的方式，可以实现低燃耗和抓地防滑性能的兼容。
如上所述，尽管胎面基部要求低发热性能的橡胶组合物，但现状是，目前还没有获得具有充分低发热性能的胎面基部用橡胶组合物。
尽管日本未审查专利(公开号2003-292529)公开了一种具有特殊结构的聚合物，但是该专利没有接受将其用到轮胎的胎面基部。
尽管日本未审查专利(公开号109384/1995)公开了一种含有星形溶液聚合橡胶的胎面基部用橡胶组合物，但所述胎面基部用橡胶组合物并没有显示出充分低发热性能。
                              发明内容
本发明的目的在于提供一种增强了车辆低燃耗性能的胎面基部用橡胶组合物。
本发明涉及一种胎面基部用橡胶组合物，所述胎面基部用橡胶组合物包括了含有15～80重量％的由化学式(1)所示化合物共聚后得到的丁二烯橡胶的橡胶组分，
(其中，R1表示氨基、烷氧基、甲硅氧基、缩醛基、羧基、巯基或它们的衍生物。)
根据本发明，通过混合特定的丁二烯橡胶，可以提供有效提高车辆低燃耗性能的胎面基部用橡胶组合物。
                            具体实施方式
本发明的胎面基部用橡胶组合物包括含有丁二烯橡胶的橡胶组分，所述丁二烯橡胶(以下指含有化合物1的BR)是通过将化学式(1)所示化合物(以下指化合物1)共聚反应得到的。这里，含有化合物1的BR是通过化合物1和1，3-丁二烯橡胶共聚得到的。其他的包含化合物1的橡胶组分的例子是SBR等，SBR是通过将化合物1、1，3-丁二烯和苯乙烯这三种单体共聚得到的。但在本发明中使用含有化合物1的BR，这是由于上述SBR含有苯乙烯，会产生大量的热。
(其中，R1表示氨基、烷氧基、甲硅氧基、缩醛基、羧基、巯基或它们的衍生物。)
R1优选氨基，因为氨基与增强填充剂之间的相互作用大。
氨基优选自N，N-二甲氨基、N，N-二乙氨基、N，N-二丙氨基、N，N-二丁氨基以及吗啉基，其中，特别优选N，N-二甲氨基，因为N，N-二甲氨基与增强填充剂之间的相互作用大。
优选在一分子含有化合物1的BR中，平均共聚1.1～5个化合物1。当在一分子含有化合物1的BR中，共聚的化合物1不足1.1时，车辆的低燃耗性能不够充分。当至少共聚了5个化合物1时，橡胶组合物的加工性下降。
橡胶组合物中包含化合物1的BR的含量为至少10重量％，优选至少15重量％，进一步优选至少20重量％。少于10重量％的含量会导致滚动阻力增大，低发热性因此会变得不充分。又，包含化合物1的BR的含量最多为80重量％，优选最多为70重量％，进一步优选最多为60重量％。含量大于80重量％会导致捏合中的加工性变差。
作为橡胶组分，可以将二烯橡胶，例如天然橡胶(NR)、聚异戊二烯合成橡胶(IR)、不含化合物1的普通聚丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙稀腈-丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)以及苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)，与含有化合物1的BR一起使用。这些二烯橡胶可以单独使用或者两种以上组合使用。具体地，从橡胶强度考虑，优选将天然橡胶(NB)和/或异戊二烯橡胶(IR)与含有化合物1的BR一起使用。
除上述橡胶组合物外，如果需要，本发明的胎面基部用橡胶组合物可以包含增强填充剂、例如炭黑、硅石和粘土，抗氧化剂、软化剂、硫、硅烷偶联剂、加工助剂或类似物，这些物质通常以常规用量用于胎面基部用橡胶组合物的制造。其中优选包含硅石作为增强填充剂。
用于本发明的硅石没有特别限制，相应的例子包括诸如干法硅石(硅酸酐)和湿法硅石(硅酸酐)，特别优选湿法硅石。
硅石的氮吸附比表面积(N2SA)优选至少30m2/g，进一步优选至少50m2/g。当N2SA小于30m2/g，不能获得硅石引起的增强效果。进而，硅石的N2SA优选最多300m2/g，进一步优选最多200m2/g。N2SA大于300m2/g会导致硅石的分散性降低，因而会显著降低加工性。
以100重量份的橡胶组分为基准，优选硅石的含量至少为5重量份。当含量小于5重量份，只能获得由含有化合物1的BR所引起的滚动阻力的降低效果。硅石的含量优选最多为60重量份，进一步优选最多为45重量份。当含量超过60重量份，轮胎的发热会有增大的倾向。
当将炭黑用作增强填充剂时，以100重量份的橡胶组分为基准，优选炭黑的含量为10～60重量份。含量小于10重量份会导致橡胶强度不充分的倾向，含量超过60重量份会导致轮胎发热有增大的倾向。
以100重量份的橡胶组分为基准，优选增强填充剂的总含量为30～80重量份。不足30重量份的总含量会导致橡胶强度不充分的倾向，超过80重量份的总含量会导致轮胎发热有增大的倾向。
使用本发明的橡胶组合物获得的胎面基部，优选占总胎面的体积比为至少10％，进一步优选至少为15％。体积比不足10％会导致滚动阻力增大，以及低发热性趋于不充分。又，体积比优选至多为50％，进一步优选至多为40％。体积比超过50％会导致在磨耗时胎面基部暴露于轮胎表面。
又，胎面行驶面优选占总胎面的体积比为至少50％，进一步优选至少为60％。体积比不足50％会导致在磨耗时胎面基部暴露于轮胎表面。又，体积比优选至多为90％，进一步优选至多为70％。体积比超过90％会导致滚动阻力增大，以及低发热性会趋于不充分。
胎面可以具有任何的胎面基部和胎面行驶面的两层结构或至少三层的多层结构，无论胎面具有任何结构，胎面基部的体积比优选与上述相同。
胎面的制备是采用将捏合后得到的片状未硫化橡胶组合物按预先设定的形状层压的方法，和将捏合后得到的未硫化橡胶组合物装入至少2个的压出机，在压出机的端部出口处形成至少两层的方法。
具有包含本发明橡胶组合物的胎面基部的充气轮胎，能够使车辆的低燃耗性能充分提高。
实施例
结合实施例对本发明做详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。
以下说明本发明所使用的各种化学物质。
NR：RSS#3
BR1：Nipol BR1220，日本Zeon株式会社生产(不含化合物1)。
BR2：含有化合物1的BR(其中，R1＝N，N-二甲氨基，在一分子BR2中平均1.2个化合物1与1，3-丁二烯共聚)，住友化学株式会社生产。
炭黑：Seast NH(HAF级)，东海碳株式会社生产。
硅石：Z1165MP(湿法硅石，氮吸附比表面积：165m2/g)，Rhodia生产。
芳香油：Diana process AH-24，Idemitsu Kosan株式会社生产。
锌华：氧化锌，三井金属矿业株式会社生产。
脂肪酸：脂肪酸“Tsubaki”，日本油脂株式会社生产。
抗氧化剂：Antigen 6C(N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺)，住友化学株式会社生产。
石蜡：SANNOC N，Ouchi Shinko化学工业株式会社生产。
硫：粉末硫磺，Karuizawa硫磺株式会社生产。
硫化促进剂：NOCCELER CZ(N-环己基-2-苯并噻唑基-亚磺酰胺)，Ouchi Shinko化学工业株式会社生产。
实施例1，2和比较例1，2
将除硫及硫化促进剂外的各种化学品，根据表1的混合量，在班伯里混合机中捏合3分钟。然后，加入硫及硫化促进剂，用辊捏合。所得到的混合物被压出。被压出的片状混合物在轮胎铸模机中被层压，以形成胎面基部，这样，通过用其他的轮胎部件层压制成了未硫化的轮胎。将此轮胎硫化，就制成了具有胎面基部和胎面行驶面双层结构的胎面的测试用轮胎(尺寸：195/65R15)，用于各项测试。在测试轮胎中，胎面基部占整个胎面的体积比为30％。
以下将展示测试方法。
(滚动阻力测试)
当使用滚动阻力测试机使测试轮胎在轮辋(15×6JJ)、内压(230kPa)、载重(3.43kN)和速度(80km/h)的条件下行驶，测定其滚动阻力，用将比较例1设定为100时的指数表示其滚动阻力。指数越大，表示滚动阻力降低，性能优异。
结果如表1所示。
表1
  实施例   比较例
  1   2   1   2
  量(重量份)NRBR1BR2炭黑硅石芳香油锌华(氧化锌)脂肪酸抗氧化剂石蜡硫硫化促进剂 60-4035-5322221.3 60-4025105322221.3 6040-35-5322221.3 6040-3235322221.3
  评价滚动阻力 102 104 100 100

Claims (1)

1.一种胎面基部用橡胶组合物，所述胎面基部用橡胶组合物包括了含有15～80重量％的由化学式(1)所示化合物共聚后得到的丁二烯橡胶的橡胶组分，
其中，R1表示氨基、烷氧基、甲硅氧基、缩醛基、羧基、巯基或它们的衍生物。
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