CN1951991A - 缓冲垫用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓冲垫用橡胶组合物，可以抑制放热和橡胶特性下降，以及使用该橡胶组合物的轮胎。一种缓冲垫用橡胶组合物，以100重量份的橡胶组分为基准，含有25～35重量份的碘吸收量为70～120mg/g的炭黑和0.5～2重量份的间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物；以及一种具有使用了该橡胶组合物的缓冲垫的轮胎。

Description

缓冲垫用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的轮胎

技术领域

本发明涉及一种缓冲垫用橡胶组合物以及具有使用该橡胶组合物的缓冲垫的轮胎。具体地讲，本发明涉及一种缓冲垫用橡胶组合物，该缓冲垫能够抑制橡胶发热和物理性能的下降，以及具有使用该组合物的缓冲垫的轮胎。

背景技术

缓冲垫层位于轮胎缓冲层边缘部分和壳体之间，并且缓冲垫很大程度上影响轮胎的行驶质量、耐久度等。

最近，人们已经加大了提高轮胎使用寿命的要求，并且也要求改善胎面橡胶耐磨性以及扩大胎面宽度。并且还急需彻底改善缓冲垫橡胶的抗疲劳性，使其超过传统的缓冲垫橡胶。因此，有必要采用一种老化后的硬度、断裂伸长等特征出色的缓冲垫橡胶用组合物，同时保持操控稳定性。

特别是对于重负载比如公共汽车和运货汽车的轮胎而言，轮胎缓冲层边缘部分的温度上升很显著，并且由于热老化，在缓冲层边缘橡胶和钢丝帘线之间偶尔会产生分离。自然状况下，车辆行驶时，靠近地面的缓冲垫部分经受非常强烈的热疲劳。橡胶进一步显著地发生硬化，并且缓冲垫橡胶通过外部刺激而损坏，可能造成爆裂。因此，缓冲垫橡胶的必需特性包括：该橡胶在放热时其硬度提高得较少，并且在承受重负载时其老化后拉伸性能的降低较小。

因此，例如当使用优质炭黑比如具有优良拉伸性能的SAF类炭黑时，其缺乏低发热特性，并且当使用低等炭黑比如具有优良低发热特性的FEF类炭黑时，其拉伸性能降低；所以，一直优选使用ISAF类炭黑和HAF类炭黑。然而，由于将来需要轮胎具有较长的寿命，急需进一步改善其耐久度。

JP-A-2004-161862公开了一种缓冲垫用橡胶组合物，通过在橡胶组分中含有特定量的特定的二氧化硅和炭黑，使其具有出色的低发热性，并且老化后的拉伸性能降低得较小，同时保持操控稳定性，但是根本没有描述其老化后的硬度，并且此外，其拉伸性能的保有率也不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲垫用橡胶组合物，可以抑制放热和橡胶特性下降，并且提供一种使用该橡胶组合物的轮胎。

本发明涉及一种缓冲垫用橡胶组合物，以100重量份橡胶组分为基准，还含有25～35重量份碘吸收量为70～120mg/g的炭黑和0.5～2重量份的间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物。

该橡胶组合物优选进一步含有0.5～2重量份的亚甲基供体。

本发明进一步涉及一种具有使用该橡胶组合物的缓冲垫的轮胎。

具体实施方式

本发明的缓冲垫用橡胶组合物含有橡胶组分、炭黑和间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物。

橡胶组分没有特别限定，可以是那些通常在橡胶工业中使用的橡胶组分，其例子有天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)。这些橡胶可以单独使用，并且可以是其中至少两种组合使用。而橡胶组分，从出色的低发热性考虑，优选为NR或IR。

炭黑的碘吸收量(IA)至少为70mg/g，并且优选至少为90mg/g。当IR小于70mg/g时，增强特性和刚性(操控稳定性)不足。此外，IR至多为120mg/g时，并且优选至多为110mg/g。当IR超过120mg/g时，低发热特性较差。

以100重量份的橡胶组分为基准，炭黑的含量至少为25重量份，并且优选至少为27.5重量份。当炭黑的含量小于25重量份时，硬度降低，并且得不到足够的增强特性和刚性。此外，炭黑的含量至多为35重量份，并且优选至多为32.5重量份。当含量超过35重量份时，低发热性和断裂伸长下降。

本发明中使用的间苯二酚缩合物是指由下列化学式表示的化合物，其中n为大于等于1的整数。

此外，本发明中使用的改性间苯二酚缩合物是指由下列化学式表示的化合物，其中n为整数。此外，在上式中，R优选为烷基。

改性间苯二酚缩合物的例子有是间苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物、间苯二酚-甲醛反应产物的Penacolite树脂、以及RSM(大约60wt％的间苯二酚和大约40wt％的硬脂酸的混合物)，但是优选间苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物和RSM(大约60wt％的间苯二酚和大约40wt％的硬脂酸的混合物)。

以100重量份的橡胶组分为基准，间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物的含量至少为0.5重量份，并且优选至少为0.75重量份。当其含量少于0.5重量份时，抑制所得橡胶组合物的物理性能变化的效果较小。此外，间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物的含量至多为2重量份，并且优选至多为1.5重量份。当超过2重量份时，硬度和刚性过度提高，而断裂伸长下降。

通过在橡胶组合物中混入间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物，本发明在刚性、抗拉强度和断裂伸长间的平衡方面是出色的，并且相比混入了由下列化学式表示的甲酚树脂以代替间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物的橡胶组合物，可以显示更出色的性能。

本发明的缓冲垫用橡胶组合物中进一步优选混入亚甲基供体。

亚甲基供体的例子有六亚甲基四胺、羟甲基三聚氰胺树脂和六羟甲基三聚氰胺，并且优选六亚甲基四胺和Sumikanol 507。

以100重量份的橡胶组分为基准，亚甲基供体的含量优选至少为0.5重量份，并且进一步优选至少为0.75重量份。当亚甲基供体的含量少于0.5重量份时，抑制物理性能变化的效果有变小的趋势。此外，亚甲基供体的含量优选至多为2重量份，并且进一步优选至多为1.5重量份。当亚甲基供体的含量超过2重量份时，硬度和刚性过度提高，而断裂伸长趋于下降。

此外，在本发明的缓冲垫用橡胶组合物中，除橡胶组分、炭黑、间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物和亚甲基供体之外，还可以适当混入在橡胶工业中常用的抗氧化剂、软化剂、硬脂酸、氧化锌、硫和硫化促进剂等。

本发明的缓冲垫用橡胶组合物塑模后进行硫化，作为缓冲垫使用，但是特别优选作为重负载比如公共汽车和运货汽车的轮胎缓冲垫使用。

实施例

下面结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限与此。

本发明的实施例和对照例中使用的多种化学品介绍如下。

天然橡胶：RSS#3

炭黑1：DIABLACK I，购自三菱化学公司(N220，碘吸收量：118mg/g)

炭黑2：DIABLACK LI，购自三菱化学公司(N219，碘吸收量：110mg/g)

改性间苯二酚缩合物1：Sumikanol 620，购自住友化学有限公司(间苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物)

改性间苯二酚缩合物2：RSM(大约60wt％的间苯二酚和大约40wt％的硬脂酸的混合物)，购自住友化学有限公司

亚甲基供体1：Sumikanol 507(大约50wt％的羟甲基三聚氰胺树脂与大约50wt％的二氧化硅和石蜡的混合物)，购自住友化学有限公司

亚甲基供体2：NOCCELER H(六亚甲基四胺)，购自OUCHI SHINKO化学工业有限公司

抗氧化剂：NONFLEX RD(2，2，4-三甲基-1，2-氢化氮杂萘)，购自精工化学有限公司

硬脂酸：“KIRI”，购自NOF公司

氧化锌：GINRI R，购自Toho锌业有限公司

硫：购自Tsurumi化学有限公司

硫化促进剂：NOCCELER NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺)，购自OUCHI SHINKO化学工业有限公司

实施例1～15和对照例1～4

根据如表1中所示的混合配方，使用1.7L的班伯里密炼机于150℃下将除了硫和硫化促进剂以外的化学品捏合5分钟。根据如表1中所示的混合量，在制得的捏合产物中添加硫和硫化促进剂，并且使用双螺旋桨开放式辊压机将混合物于80℃下捏合5分钟，得到生胶组合物。然后，将组合物分成6份，使用生胶组合物塑模出沿轮胎圆周方向的缓冲垫，并且通过在150℃和20kgf的条件下硫化30分钟，制备出公共汽车和运货汽车用轮胎(轮胎尺寸：11R22.5)，分别进行下列测试。

(粘弹性试验)

从按照上述方法制备出的轮胎缓冲垫上切割出一块试件，其宽度为4mm，长度为40mm，并且厚度为1mm。使用Iwamoto Seisakusyo株式会社制造的粘弹性分光计，在初始应变为10％、温度为60℃、频率为10Hz以及动态应变为1％的条件下测量损耗角正切tanδ。tanδ越小，表示低发热性和滚动阻力特性越好，并且tanδ优选至多为0.055。

(道路试验后的外观)

将制备的轮胎装上10t的运货汽车，并且比较行驶200000km后的外观。进一步分解轮胎，评价缓冲垫部分可见的裂缝。

○：外观上没有问题，缓冲垫部分也没有产生裂缝。

△：外观上没有问题，但缓冲垫部分产生细小的裂缝。

×：证实轮胎外观上膨胀，并且产生裂缝。

(硬度试验)

使用JIS-A硬度试验机，在25℃的条件下测量道路试验前后从轮胎上切割出的试件的硬度(日本工业标准JIS-A)。进一步按照下述计算公式计算道路试验前后硬度的差异。道路试验前的硬度优选至少为53，并且道路试验后的硬度优选至多为62。硬度差异越小，表示道路试验前后的硬度差异就越小，其耐久度出色。

(硬度差异)＝(道路试验后硬度)-(道路试验前硬度)

(抗拉试验)

从道路试验前后的轮胎缓冲垫部分冲压出No.3哑铃形试样，并且按照日本工业标准JISK6251测量断裂伸长(Eb)来进行抗拉试验。进一步通过下述计算公式计算道路试验前后断裂伸长的保有率。道路试验前的断裂伸长优选至少为450％，并且道路试验后的断裂伸长优选至少为350％。此外，保有率越大，表示物理性能变化越小，其保有率出色，并且保有率优选至少为78。

(保有率)＝(道路试验后断裂伸长)/(道路试验前断裂伸长)×100

试验结果如表1所示。

表1

	实施例															对照例
																				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	1	2	3	4
	含量(重量份)天然橡胶抗氧化剂硬脂酸氧化锌硫硫化促进剂炭黑1炭黑2改性间苯二酚缩合物1改性间苯二酚缩合物2亚甲基供体1亚甲基供体2	1002342135-1-1.5-	1002342130-1-1.5-	1002342125-1-1.5-	1002342130-0.5-0.5-	1002342130-0.5-1-	1002342130-0.5-2-	1002342130-1-2-	1002342130-2-0.5-	1002342130-2-1-	1002342130-2-2-	10023421-301-1.5-	10023421-351-1.5-	1002342130--1-1.5	1002342130-0.5-0.25-	1002342130-2-2.5-	1002342130-----	1002342140-1-1.5-	1002342120-1-1.5-																				1002342130-2.5-2-

(下接表1续)

表1续

	实施例															对照例
																				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	1	2	3	4
	评价结果(1)损耗角正切(2)道路试验后的外观(3)道路试验前后的物理性能硬度道路试验前道路试验后硬度差异Eb(％)道路试验前道路试验后保有率	0.052○5862447035074	0.045○5660450040080	0.042○5457351040078	0.048○5560550037074	0.047○5560549536574	0.046○5661549537576	0.044○5761448536074	0.042○5660450539578	0.046○5661549538578	0.045○5762548537076	0.048○5559452542581	0.053○5862449538077	0.051○5661551039076	0.049○5460653034565	0.045△5864644534076	0.05△5360752034566	0.059△6064443032074	0.038○5256447035576																				0.045○5864645534576

实施例1～15中混入了特定数量的炭黑和改性间苯二酚缩合物，其在低发热性、外观、硬度、断裂伸长和抑制物理性能变化能力方面表现出色。

相反，对照例1中未混入间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物，其在抑制道路试验前后的物理性能变化的能力和外观方面较逊色。

对照例2中炭黑的含量超过35重量份，其低发热特性和断裂伸长较差。

对照例3中炭黑的混合量小于25重量份，其硬度和刚性很低，并且操控稳定性较差。

对照例4中含有间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物的树脂含量超过2重量份，其硬度过高，并且断裂伸长下降。

按照本发明，通过混入适量的间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物，可以得到一种能够抑制橡胶放出热量和物理性能降低的缓冲垫用橡胶组合物，以及具有使用该橡胶组合物的缓冲垫的轮胎。

Claims (3)

1.一种缓冲垫用橡胶组合物，以100重量份橡胶组分为基准，还含有：

25～35重量份碘吸收量为70～120mg/g的炭黑，以及

0.5～2重量份的间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物。

2.如权利要求1所述的缓冲垫用橡胶组合物，其特征在于，其进一步含有0.5～2重量份的亚甲基供体。

3.一种轮胎，其具有使用如权利要求1所述的橡胶组合物的缓冲垫。