DE112012005990B4 - Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, vulkanisiertes Produkt und dessen Verwendung - Google Patents

Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, vulkanisiertes Produkt und dessen Verwendung Download PDF

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Abstract

Problem: Bereitstellen einer Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, mit der die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden können, während die Trockenhaftungsleistung aufrechterhalten wird. Mittel zur Lösung: Eine Kautschukzusammensetzung, bei der 80 bis 150 Gewichtsteile Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche von 200 bis 400 m2/g pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks beigemischt sind, welcher 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR1 und 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR2 aufweist, um insgesamt 100 Gew.-% zu ergeben, wobei die Styrolmenge des S-SBR1 30 Gew.-% bis 38 Gew.-% beträgt, die Vinylmenge des S-SBR1 60 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR1 –20°C bis –5°C beträgt, das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR1 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR2 nicht weniger als –30°C und weniger als –20°C beträgt und das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR2 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, ein vulkanisiertes Produkt, das durch Vulkanisieren der Kautschukzusammensetzung erhältlich ist, und dessen Verwendung in einer Reifenlauffläche eines Luftreifens und betrifft insbesondere eine Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, mit der Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden können, während die Trockenhaftungsleistung aufrechterhalten wird.
  • Hintergrund
  • Es ist bekannt, dass die Haftungsleistung eines Luftreifens stark von der Reifentemperatur beeinflusst wird und ausreichende Haftungsleistung im Niedertemperaturzustand nicht erreicht wird. Insbesondere müssen Rennreifen zum Fahren auf Rennstrecken die Eigenschaft aufweisen, dass die Kautschukzusammensetzung, die die Laufflächen bildet, den Hochtemperaturzustand nach Fahrtbeginn so schnell wie möglich erreicht. Deshalb wird den Kautschukzusammensetzungen zum Gebrauch in Laufflächen eine große Rußmenge beigemischt. Jedoch nehmen Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit von Kautschukzusammensetzungen, denen eine große Rußmenge beigemischt ist, im Hochtemperaturzustand schnell ab. Aus diesem Grund nimmt bei schnellem Fahren für lange Dauer die Abriebbeständigkeit ab, die Abriebbeständigkeit der Laufflächenoberfläche wird beeinträchtigt, die Trockenhaftungsleistung nimmt aufgrund von wärmebedingter Durchhängung allmählich ab, und fallabhängig kann eine Reifenpanne auftreten.
  • Patentdokument 1 schlägt ein Unterdrücken der Abnahme der Steifigkeit aufgrund von beim Fahren erzeugter Wärme und ein Verbessern der Trockenhaftungsleistung und der Beständigkeit gegenüber wärmebedingter Durchhängung durch Beimischen von Ruß kleiner Teilchengröße zu Styrol-Butadien-Kautschuk mit einer hohen Glasübergangstemperatur als Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen vor. Jedoch haben die Anforderungen von Benutzern an die erforderliche Leistung von Rennreifen weiter zugenommen, und es wird eine Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen gefordert, die hervorragende Trockenhaftungsleistung aufweist, deren Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand weiter verbessert sind und die eine hervorragende Trockenhaftungsleistung für eine längere Zeit aufrechterhalten kann. Des Weiteren offenbart das Patentdokument 2 eine Kautschukzusammensetzung für eine Reifenlauffläche, die zu 10 bis 50 Gewichtsteilen ein Klebharz mit einem Erweichungspunkt zwischen 100°C und 150°C, zu 70 bis 130 Gewichtsteilen Ruß mit einer stickstoffspezifischen Oberfläche zwischen 250 und 400 m2/g, zu 1 bis 3 Gewichtsteilen Schwefel, zu 0,5 bis 4,0 Gewichtsteilen einen Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleuniger, und zu 1,5 bis 5,0 Gewichtsteilen einen Thiuram-Vulkanisationsbeschleuniger pro 100 Gewichtsteilen eines Gummibestandteils enthält, der zu 10 bis 30 Gew.-% einen Naturkautschuk und 70 bis 90 Gew.-% einen Styrol-Butadien-Kautschuk enthält und eine Glasübergangstemperatur zwischen –35°C und 0°C aufweist, wobei für den Fall, dass A eine beigemischte Menge in Gewichtsteilen des Sulfenamid-Vulkanisationsbeschleunigers ist, T eine beigemischte Menge in Gewichtsteilen des Thiuram-Vulkanisationsbeschleunigers ist, und S eine beigemischte Menge in Gewichtsteilen an Schwefel ist, ein Gewichtsverhältnis (A + T)/S zwischen 2 und 4 liegt. Darüber hinaus offenbart das Patentdokument 3 eine Kautschukzusammensetzung für eine Reifenlauffläche, die eine Dienkautschukkomponente und mehr als 5 Gew.-% eines basischen Antioxidans, bezogen auf die Dienkautschukkomponente, und eine metallische Komponente enthält, wobei die metallische Komponente ein metallisches Salz einer organischen Carbonsäure oder ein anorganisches Metallsalz und eine Säure umfasst. Schließlich offenbart das Patentdokument 4 eine Kautschukzusammensetzung, die 50 bis 120 Gewichtsteile eines Füllstoffes zur Verstärkung enthaltend Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche zwischen 100 und 250 m2/g und einer Iodadsorptionsmenge zwischen 110 und 200 mg/g und einem Verhältnis der durch Cetyltrimethylammoniumbromidadsorption gemessenen spezifischen Oberfläche zu der Iodadsorptionsmenge zwischen 0,85 und 1,2 sowie 0 bis 100 Gewichtsteile Silica bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponenten enthaltend 50 Gew.-% oder mehr eines durch Lösungspolymerisation hergestellten Styrolbutadienkautschuks mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht zwischen 500.000 und 2.500.000, 40 Gew.-% oder weniger eines Naturkautschuks und 40 Gew.-% oder weniger eines Polybutadienkautschuks, 1 bis 30 Gewichtsteile eines organischen schwefelhaltigen Vulkanisierungsmittels sowie ein Harz bezogen auf 100 Gewichtsteile der Kautschukkomponenten enthält.

    Patentdokument 1
    Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2007-246625
    Patentdokument 2
    US 2010/0324168 A1
    Patentdokument 3
    US 2006/0089451 A1
    Patentdokument 4
    DE 60 2006 000 719 T2
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, mit der die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden können, während die Trockenhaftungsleistung aufrechterhalten wird.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, die die vorstehende Aufgabe erfüllt, ist eine Kautschukzusammensetzung, die 80 bis 150 Gewichtsteile Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche von 200 bis 400 m2/g aufweist, beigemischt pro 100 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk, der 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR1 und 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR2 aufweist, um insgesamt 100 Gew.-% zu ergeben, wobei die Styrolmenge des S-SBR1 30 Gew.-% bis 38 Gew.-% beträgt, die Vinylmenge des S-SBR1 62 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR1 –18°C bis –5°C beträgt, das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR1 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR2 nicht weniger als –30°C und weniger als –22°C beträgt und das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR2 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt.
  • Wirkung der Erfindung
  • Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen kann die Kautschukhärte, den Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessern, während die Trockenhaftungsleistung für eine längere Zeit aufrechterhalten wird, da 80 bis 150 Gewichtsteile Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche von 200 bis 400 m2/g pro 100 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk beigemischt werden, der 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR1 mit einer Styrolmenge von 30 Gew.-% bis 38 Gew.-%, einer Vinylmenge von 62 Gew.-% bis 80 Gew.-%, einer Glasübergangstemperatur von –18°C bis –5°C und einem Molekulargewicht-Gewichtsmittel von 1.000.000 bis 1.800.000 und 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR2 mit einer Glasübergangstemperatur von nicht weniger als –30°C und weniger als –22°C und einem Molekulargewicht-Gewichtsmittel von 1.000.000 bis 1.800.000 aufweist, um insgesamt 100 Gew.-% zu ergeben.
  • In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsteile aromatisches modifiziertes Terpenharz pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks beigemischt.
  • Außerdem werden vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichtsteile des cyclischen Polysulfids, das durch die nachfolgende Formel (I) dargestellt wird, pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks beigemischt. Durch Compoundieren eines cyclischen Polysulfids kann die Haftungsleistung für lange Zeit aufrechterhalten werden, Hautabrieb kann unterdrückt werden, und Kautschukhärte und -steifigkeit können erhöht werden, was die Abriebbeständigkeit der Kautschukzusammensetzung weiter verbessert. Formel 1
    Figure DE112012005990B4_0001
    (wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen oder eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen ist; x eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5 ist; und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist)
  • Bei einem Luftreifen, bei dem diese Kautschukzusammensetzung in den Laufflächen verwendet wird, können Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden, während eine hervorragende Trockenhaftungsleistung für eine längere Zeit aufrechterhalten wird.
  • Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
  • In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen ist der Kautschukbestandteil Styrol-Butadien-Kautschuk, der aus einem lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk mit einem hohen Molekulargewicht und einer hohen Glasübergangstemperatur (nachstehend als „S-SBR1” bezeichnet) und einem lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk mit einem hohen Molekulargewicht und einer Glasübergangstemperatur, die niedriger als die von S-SBR1 ist, (nachstehend als „S-SBR2” bezeichnet) besteht. Genauer macht die Summe aus 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% S-SBR1 und 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% S-SBR2 100 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk aus.
  • S-SBR1 ist ein Styrol-Butadien-Kautschuk mit einer Styrolmenge von 30 Gew.-% bis 38 Gew.-%, einer Vinylmenge von 60 Gew.-% bis 80 Gew.-%, einer Glasübergangstemperatur (nachstehend als „Tg” bezeichnet) von –20°C bis –5°C und einem Molekulargewicht-Gewichtsmittel (nachstehend als „MG” bezeichnet) von 1.000.000 bis 1.800.000.
  • Die Styrolmenge von S-SBR1 beträgt 30 Gew.-% bis 38 Gew.-% und vorzugsweise 32 Gew.-% bis 37 Gew.-%. Wenn die Styrolmenge von S-SBR1 kleiner als 30 Gew.-% ist, nehmen die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand ab, und auch die Haftungsleistung nimmt ab. Wenn die Styrolmenge von S-SBR1 38 Gew.-% übersteigt, wird die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt. Es ist zu beachten, dass die Styrolmenge in S-SBR1 mit Infrarotemissionsspektroskopie (Hampton-Technik) gemessen wird.
  • Die Vinylmenge von S-SBR1 beträgt 62 Gew.-% bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 62 Gew.-% bis 70 Gew.-%. Wenn die Vinylmenge von S-SBR1 kleiner als 60 Gew.-% ist, nimmt die Haftungsleistung ab. Wenn die Vinylmenge von S-SBR1 80 Gew.-% übersteigt, wird er zudem zu hart, und die Haftungsleistung nimmt ab. Es ist zu beachten, dass die Vinylmenge in S-SBR1 mit Infrarotemissionsspektroskopie (Hampton-Technik) gemessen wird.
  • Die Tg von S-SBR1 beträgt –18°C bis –5°C und vorzugsweise –18°C bis –7°C. Wenn die Tg von S-SBR1 unter –20°C liegt, nimmt die Haftungsleistung ab. Wenn die Tg von S-SBR1 über –5°C liegt, wird die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt. Es ist zu beachten, dass in dieser Patentschrift die Tg von S-SBR1 und S-SBR2 mit einem Thermographen durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bei einer Temperaturanstiegsrate of 20°C/Minute gemessen wird. Die Temperatur am Mittelpunkt der Übergangsregion wird als die Glasübergangstemperatur davon eingestellt. Wenn S-SBR1 und S-SBR2 mit Öl gestreckte Produkte sind, ist ferner die Glasübergangstemperatur die von S-SBR1 und S-SBR2 in einem Zustand, in dem der Ölstreckungsbestandteil (das Öl) nicht enthalten ist.
  • Das MG von S-SBR1 beträgt 1.000.000 bis 1.800.000 und vorzugsweise 1.200.000 bis 1.600.000. Wenn das MG von S-SBR1 kleiner als 1.000.000 ist, nehmen die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand ab. Wenn das MG 1.800.000 übersteigt, wird die Einfachheit der Verarbeitung der Kautschukzusammensetzung beeinträchtigt. Es ist zu beachten, dass in dieser Patentschrift das MG von S-SBR1 und S-SBR2 durch Gelpermeationschromatographie (GPC) anhand von Standard-Polystyrol gemessen wird.
  • Der Gehalt an S-SBR1 in 100 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk beträgt 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% und vorzugsweise 70 Gew.-% bis 100 Gew.-%. Wenn der S-SBR1-Gehalt kleiner als 60 Gew.-% ist, nehmen die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand ab, und die Haftungsleistung wird beeinträchtigt.
  • In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann S-SBR2 als fakultativer Bestandteil beigemischt werden. S-SBR2 ist ein lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk mit einer Tg von nicht weniger als –30°C und weniger als –22°C und mit einem MG von 1.000.000 bis 1.800.000.
  • Die Tg von S-SBR2 beträgt nicht weniger als –30°C und weniger als –22°C und vorzugsweise –28°C bis –22°C. Wenn die Tg von S-SBR2 unter –30°C liegt, nimmt die Haftungsleistung ab. Wenn die Tg von S-SBR2 über –20°C liegt, wird die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt.
  • Das MG von S-SBR2 beträgt 1.000.000 bis 1.800.000 und vorzugsweise 1.100.000 bis 1.500.000. Wenn das MG von S-SBR2 kleiner als 1.000.000 ist, nehmen die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand ab. Wenn das MG 1.800.000 übersteigt, wird die Einfachheit der Verarbeitung der Kautschukzusammensetzung beeinträchtigt.
  • Der Gehalt an S-SBR2 in 100 Gew.-% des Styrol-Butadien-Kautschuks beträgt 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% und vorzugsweise 30 Gew.-% bis 0 Gew.-%. Wenn der S-SBR2-Gehalt 40 Gew.-% übersteigt, nehmen die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand ab, und die Haftungsleistung wird beeinträchtigt. S-SBR2 ist ein fakultativer Bestandteil, und es ist möglich, dass der Styrol-Butadien-Kautschuk nur aus vorstehend beschriebenem S-SBR1 besteht.
  • Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen enthält 80 bis 150 Gewichtsteile Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche von 200 bis 400 m2/g pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks.
  • Bei dem in der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten Ruß beträgt die spezifische Stickstoffadsorptionsoberfläche (N2SA) 200 bis 400 m2/g und vorzugsweise 250 bis 390 m2/g. Wenn die N2SA des Rußes weniger als 200 m2/g beträgt, nimmt die Haftungsleistung ab. Wenn die N2SA des Rußes 400 m2/g übersteigt, wird die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt. Die N2SA des Rußes wird gemäß JIS K6217-2 berechnet.
  • Der Mischungsanteil an Ruß beträgt 80 bis 150 Gewichtsteile und vorzugsweise 90 bis 140 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks. Wenn der Mischungsanteil an Ruß weniger als 80 Gewichtsteile beträgt, werden die Kautschukhärte, der Elastizitätsmodul und die Wärmeentwicklung bzw. der Wärmeaufbau im Hochtemperaturzustand beeinträchtigt. Wenn der Mischungsanteil an Ruß 150 Gewichtsteile übersteigt, wird zudem die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt.
  • Die Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen kann auch andere Füllstoffe außer Ruß enthalten. Zu Beispielen solcher anderen Füllstoffe außer Ruß gehören Silica, Ton, Glimmer, Talk, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und dergleichen. Silica und Ton sind bevorzugt.
  • In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen wird die Haftungsleistung vorzugsweise durch Beimischen eines aromatischen modifizierten Terpenharzes verbessert. Der Mischungsanteil des aromatischen modifizierten Terpenharzes beträgt vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsteile und mehr bevorzugt 20 bis 45 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks. Wenn der Mischungsanteil des aromatischen modifizierten Terpenharzes weniger als 10 Gewichtsteile beträgt, kann die Haftungsleistung nicht ausreichend verbessert werden. Wenn der Mischungsanteil an aromatischem modifiziertem Terpenharz 50 Gewichtsteile übersteigt, nimmt die Klebrigkeit der Kautschukzusammensetzung zu, und die Einfachheit des Gießens und der Verarbeitung wird beeinträchtigt, z. B. durch Kleben an der Formwalze.
  • Das aromatische modifizierte Terpenharz wird durch Polymerisieren eines Terpens und einer aromatischen Verbindung hergestellt. Zu Beispielen für das Terpen gehören α-Pinen, β-Pinen, Dipenten, Limonen und dergleichen. Zu Beispielen für die aromatische Verbindung gehören Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, Inden und dergleichen. Von diesen werden mit Styrol modifizierte Terpenharze als das aromatische modifizierte Terpenharz bevorzugt.
  • Das aromatische modifizierte Terpenharz hat vorzugsweise einen Erweichungspunkt von 70°C bis 160°C und mehr bevorzugt von 85°C bis 150°C. Wenn der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes unter 70°C liegt, kann die Wirkung des Verbesserns der Haftungsleistung nicht ausreichend erzielt werden. Wenn der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes 160°C übersteigt, wird tendenziell die Abriebbeständigkeit beeinträchtigt. Es ist zu beachten, dass der Erweichungspunkt des aromatischen modifizierten Terpenharzes gemäß JIS K 6220-1 (Verfahren mit Ring und Kugel) gemessen wird.
  • Die Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen der vorliegenden Erfindung kann Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand erhöhen und kann die Abriebbeständigkeit der Kautschukzusammensetzung verbessern, da vorzugsweise ein cyclisches Polysulfid, das durch die nachstehende Formel (I) ausgedrückt wird, beigemischt wird. Aus diesem Grund kann ein hohes Niveau der Haftungsleistung beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit für lange Zeit aufrechterhalten werden, und Hautabrieb kann unterdrückt werden. Formel 2
    Figure DE112012005990B4_0002
    wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen oder eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen ist; x eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5 ist; und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.
  • In dem cyclischen Polysulfid der vorstehenden Formel (I) ist R eine Alkylengruppe oder eine Oxyalkylengruppe, und die Kohlenstoffzahl davon beträgt vorzugsweise 4 bis 8 und mehr bevorzugt 4 bis 7. Zu Beispielen für Substituenten an der Alkylengruppe und der Oxyalkylengruppe gehören eine Phenylgruppe, Benzylgruppe, Methylgruppe, Epoxidgruppe, Isocyanatgruppe, Vinylgruppe, Silylgruppe und dergleichen. S ist Schwefel. x ist eine Zahl mit einem Durchschnitt von vorzugsweise 3 bis 5 und mehr bevorzugt mit einem Durchschnitt von 3,5 bis 4,5. n ist vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 5 und mehr bevorzugt von 1 bis 4. Ein solches cyclisches Polysulfid kann durch gewöhnliche Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2007-92086 beschriebene Herstellungsverfahren.
  • In der vorliegenden Erfindung beträgt der Mischungsanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Teile des Dienkautschuks 0,2 bis 5 Gewichtsteile und vorzugsweise 1 bis 4 Gewichtsteile. Wenn der Mischungsanteil des cyclischen Polysulfids weniger als 0,2 Gewichtsteile beträgt, werden die Wirkung des langen Haltens der Haftungsleistung auf einem hohen Niveau und die Wirkung des Verbesserns der Beständigkeit gegen Reifenpannen nicht erzielt. Außerdem kann die Abnahme der Abriebbeständigkeit der Kautschukzusammensetzung nicht ausreichend unterdrückt werden. Außerdem wird, wenn der Mischungsanteil an cyclischem Polysulfid 5 Gewichtsteile übersteigt, die Einfachheit der Verarbeitung beeinträchtigt.
  • In der Kautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen dient das cyclische Polysulfid der vorstehenden Formel (I) als Vulkanisierungsmittel. Das Vulkanisierungsmittel kann das cyclische Polysulfid allein sein oder kann zusammen mit anderen Vulkanisierungsmitteln verwendet werden. Als andere Vulkanisierungsmittel ist Schwefel bevorzugt. Der Mischungsanteil an Schwefel pro 100 Teile des Dienkautschuks beträgt 0,1 bis 1,5 Gewichtsteile und vorzugsweise 0,5 bis 4 Gewichtsteile. Wenn Schwefel beigemischt wird, beträgt das Gewichtsverhältnis von cyclischem Polysulfid zu Schwefel (cyclisches Polysulfid/Schwefel) vorzugsweise 1/5 bis 10/1 und mehr bevorzugt 1/4 bis 4/1. Da das Gewichtsverhältnis von cyclischem Polysulfid/Schwefel innerhalb eines solchen Bereichs liegt, wird die Wirkung des langen Haltens der Haftungsleistung auf hohem Niveau erzielt, die Beständigkeit gegen Reifenpannen wird verbessert, und die Abriebbeständigkeit wird verbessert.
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Reifenlaufflächen kann auch verschiedene Compoundierungsmittel enthalten, die gewöhnlich in Kautschukzusammensetzungen zur Verwendung in Reifenlaufflächen eingesetzt werden. Zu Beispielen davon zählen Vulkanisierungs- oder Vernetzungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger, Alterungsverzögerer, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, flüssige Polymere, Duroplaste und dergleichen. Diese Compoundierungsmittel können mithilfe eines üblichen Verfahrens geknetet werden, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die dann zur Vulkanisierung oder Vernetzung verwendet werden kann. Diese Compoundierungsmittel können in herkömmlichen allgemeinen Mengen gemischt werden, sofern die Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht behindert werden. Die Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Reifenlaufflächen kann durch Mischen der oben genannten Bestandteile mithilfe einer gut bekannten Kautschukknetvorrichtung, wie z. B. einem Banbury-Mischer, einem Kneter, einer offenen Walze oder dergleichen, hergestellt werden.
  • Die Kautschukzusammensetzung zur Verwendung in Reifenlaufflächen der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft in Luftreifen verwendet werden. Bei einem Luftreifen, bei dem diese Kautschukzusammensetzung in den Laufflächen verwendet wird, können Kautschukhärte, Elastizitätsmodul und Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand auf das Niveau des Stands der Technik oder darüber hinaus verbessert werden, während eine hervorragende Trockenhaftungsleistung für eine längere Zeit aufrechterhalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele weiter beschrieben. Allerdings ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Beispiele
  • Es wurden zwanzig Arten von Kautschukzusammensetzungen zum Gebrauch in Reifenlaufflächen gemäß den in Tabellen 1 und 2 gezeigten Formulierungen hergestellt (Ausführungsbeispiele 1 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11). Die Bestandteile außer dem Schwefel, dem Vulkanisierungsbeschleuniger und dem cyclischen Polysulfid wurden in einem verschlossenen 1,8-l-Mischer für fünf Minuten bei 160°C geknetet. Dann wurden die Mischungen als Stammmischungen extrudiert, zu denen der Schwefel, der Vulkanisierungsbeschleuniger und das cyclische Polysulfid zugegeben wurden. Danach wurden die Stammmischungen auf einer offenen Walze geknetet. Es ist zu beachten, dass in Tabellen 1 bis 3 der reine Mischungsanteil jedes Kautschukbestandteils für Streckungsöl enthaltenden SBR in Klammern dargestellt ist.
  • Vulkanisierte Kautschukproben wurden durch 20-minütiges Druckvulkanisieren der erhaltenen 20 Arten von Kautschukzusammensetzungen zur Verwendung in Reifenlaufflächen in einer Gießform mit einer vorgegebenen Gestalt bei 160°C hergestellt. Dann wurden die Kautschukhärte, der 300-%-Modul und die Zugbruchfestigkeit im Hochtemperaturzustand und der tanδ (20°C) gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren gemessen.
  • Kautschukhärte (100°C)
  • Gemäß JIS K6253 wurde ein Durometer Typ A verwendet, um die Kautschukhärte der erhaltenen Probenstücke bei einer Temperatur von 100°C zu messen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Kautschukhärte (100°C)” der Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei der Indexwert von Vergleichsbeispiel 1 100 ist. Höhere Indexwerte bedeuten, dass die Kautschukhärte hoch ist und mechanische Eigenschaften hervorragend sind und dass die Lenkstabilität und Haftungsleistung hervorragend sind, wenn der Luftreifen für lange Zeit bei hoher Geschwindigkeit läuft.
  • Zugbruchfestigkeit und 300-%-Modul (100°C)
  • Hantelförmige Probenstücke gemäß JIS 3 (Dicke: 2 mm) wurden gemäß JIS K6251 aus den erhaltenen Probenstücken gestanzt. Der Test wurde bei 100°C bei einer Zuggeschwindigkeit von 500 mm/Minute durchgeführt, und die Zugbruchfestigkeit und der 300-%-Modul (300% Verformungsspannung) wurden gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „Bruchfestigkeit (100°C)” und „300-%-Mod (100°C)” von Tabellen 1 bis 3 dargestellt, wobei die Indexwerte von Vergleichsbeispiel 1 jeweils 100 sind. Höhere Indexwerte bedeuten, dass die Zugbruchfestigkeit und die Steifigkeit im Hochtemperaturzustand hoch sind und mechanische Eigenschaften hervorragend sind und dass die Lenkstabilität, Haftungsleistung und Abriebfestigkeit hervorragend sind, wenn der Luftreifen für lange Zeit bei hoher Geschwindigkeit läuft.
  • Trockenhaftungsleistung (tanδ bei 20°C)
  • Die Trockenhaftungsleistung der erhaltenen vulkanisierten Kautschukproben wurde auf Basis des Verlustfaktors bzw. des Tangens des Verlustwinkels tanδ (20°C) beurteilt, bei dem es sich um einen bekannten Indikator der Trockenhaftungsleistung handelt. Der tanδ wurde unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers (hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) unter den folgenden Bedingungen gemessen: Anfangsverzerrung von 10%, Amplitude von ±2%, Frequenz von 20 Hz und Temperatur von 20°C. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Zeilen „tanδ (20°C)” von Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei der Indexwert von Vergleichsbeispiel 1 100 ist. Höhere Indexwerte von tanδ (20°C) bedeuten eine bessere Trockenhaftungsleistung. [Tabelle 1-I]
    Vergleichsbeispiel
    1 2
    S-SBR1 Gew.-Teile
    S-SBR2a Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile 137,5(100)
    S-SBR4 Gew.-Teile 137,5(100)
    S-SBR6 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120
    Ruß 2 Gew.-Teile
    Ruß 3 Gew.-Teile
    Terpenharz 1 Gew.-Teile
    Terpenharz 2 Gew.-Teile
    Öl Gew.-Teile 80 80
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 100 95
    tanδ (20°C) Indexwert 100 120
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 100 90
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 100 95
    [Tabelle 1-II]
    Vergleichsbeispiel
    3 4
    S-SBR1 Gew.-Teile
    S-SBR2a Gew.-Teile 137,5(100)
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR6 Gew.-Teile 137,5(100)
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120
    Ruß 2 Gew.-Teile
    Ruß 3 Gew.-Teile
    Terpenharz 1 Gew.-Teile
    Terpenharz 2 Gew.-Teile
    Öl Gew.-Teile 80 80
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 98 98
    tanδ (20°C) Indexwert 92 94
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 95 96
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 95 97
    [Tabelle 1-III]
    Ausführungsbeispiel Vergleichsbeispiel 5
    1 2
    S-SBR1 Gew.-Teile 137,5(100) 137,5(100) 137,5(100)
    S-SBR2a Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR6 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120
    Ruß 2 Gew.-Teile 120
    Ruß 3 Gew.-Teile 120
    Terpenharz 1 Gew.-Teile
    Terpenharz 2 Gew.-Teile
    Öl Gew.-Teile 80 80 80
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 102 102 90
    tanδ (20°C) Indexwert 115 105 90
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 120 130 140
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 115 110 105
    [Tabelle 1-IV]
    Ausführungsbeispiel
    3 4 5
    S-SBR1 Gew.-Teile 137,5(100) 137,5(100) 137,5(100)
    S-SBR2a Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR6 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120 120
    Ruß 2 Gew.-Teile
    Ruß 3 Gew.-Teile
    Terpenharz 1 Gew.-Teile 20 60
    Terpenharz 2 Gew.-Teile 20
    Öl Gew.-Teile 60 20 60
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 103 102 102
    tanδ (20°C) Indexwert 125 145 117
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 123 120 120
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 115 105 118
    [Tabelle 2-I]
    Ausführungsbeispiel
    6 7
    S-SBR1 Gew.-Teile 110(80) 110(80)
    S-SBR2a Gew.-Teile 27,5(20)
    S-SBR2b Gew.-Teile 27,5(20)
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR5 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120
    Terpenharz 1 Gew.-Teile 20 20
    Öl Gew.-Teile 60 60
    Cyclisches Polysulfid 1 Gew.-Teile
    Cyclisches Polysulfid 2 Gew.-Teile
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 110 112
    tanδ (20°C) Indexwert 110 108
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 125 118
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 120 130
    [Tabelle 2-II]
    Ausführungsbeispiel
    8 9
    S-SBR1 Gew.-Teile 137,5(100) 137,5(100)
    S-SBR2a Gew.-Teile
    S-SBR2b Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR5 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120
    Terpenharz 1 Gew.-Teile 20 20
    Öl Gew.-Teile 60 60
    Cyclisches Polysulfid 1 Gew.-Teile 4
    Cyclisches Polysulfid 2 Gew.-Teile 4
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 0,5 0,5
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 106 106
    tanδ (20°C) Indexwert 115 116
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 125 126
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 128 129
    [Tabelle 2-III]
    Vergleichsbeispiel
    6 7 8
    S-SBR1 Gew.-Teile 68,75(50) 110(80) 110(80)
    S-SBR2a Gew.-Teile 68,75(50)
    S-SBR2b Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile 27,5(20)
    S-SBR4 Gew.-Teile
    S-SBR5 Gew.-Teile 20
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 120 120
    Terpenharz 1 Gew.-Teile 20 20 20
    Öl Gew.-Teile 60 67,5 60
    Cyclisches Polysulfid 1 Gew.-Teile
    Cyclisches Polysulfid 2 Gew.-Teile
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 115 95 104
    tanδ (20°C) Indexwert 90 105 98
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 130 95 98
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 125 90 94
    [Tabelle 2-IV]
    Vergleichsbeispiel
    9 10 11
    S-SBR1 Gew.-Teile 110(80) 137,5(100) 137,5(100)
    S-SBR2a Gew.-Teile
    S-SBR2b Gew.-Teile
    S-SBR3 Gew.-Teile
    S-SBR4 Gew.-Teile 27,5(20)
    S-SBR5 Gew.-Teile
    Ruß 1 Gew.-Teile 120 70 160
    Terpenharz 1 Gew.-Teile 20 20 20
    Öl Gew.-Teile 60 60 60
    Cyclisches Polysulfid 1 Gew.-Teile
    Cyclisches Polysulfid 2 Gew.-Teile
    Stearinsäure Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Zinkoxid Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Schwefel Gew.-Teile 2,0 2,0 2,0
    Vulkanisierungsbeschleuniger Gew.-Teile 3,0 3,0 3,0
    Kautschukhärte (100°C) Indexwert 108 90 125
    tanδ (20°C) Indexwert 110 89 130
    300-%-Mod (100°C) Indexwert 105 95 135
    Bruchfestigkeit (100°C) Indexwert 98 105 95
  • Die in den Tabellen 1 und 2 verwendeten Arten von Rohmaterialien sind folgende.
    • • S-SBR1: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 36 Gew.-%; Vinylmenge 64 Gew.-%; MG 1.470.000; Tg –13°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; Tafuden E680 (hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation)
    • • S-SBR2a: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 37 Gew.-%; Vinylmenge 42 Gew.-%; MG 1.260.000; Tg –27°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; Tafuden E581 (hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation)
    • • S-SBR2b: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 41 Gew.-%; Vinylmenge 25 Gew.-%; MG 1.010.000; Tg –30°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; SLR6430 (hergestellt von Dow Chemical)
    • • S-SBR3: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 27 Gew.-%; Vinylmenge 69 Gew.-%; MG 780.000; Tg –18°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; NS460 (hergestellt von Nihon Zeon Corporation)
    • • S-SBR4: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 47 Gew.-%; Vinylmenge 52 Gew.-%; MG 660.000; Tg –6°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; NS462 (hergestellt von Nihon Zeon Corporation)
    • • S-SBR5: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge 23 Gew.-%; Vinylmenge 70 Gew.-%; MG 420.000; Tg –24°C; nicht mit Öl gestrecktes Produkt; NS116 (hergestellt von Nihon Zeon Corporation)
    • • S-SBR6: Lösungspolymerisierter Styrol-Butadien-Kautschuk; Styrolmenge von 41 Gew.-%; Vinylmenge von 41 Gew.-%; MG von 1.160.000; Tg –19°C; mit Öl gestrecktes Produkt, das 37,5 Gewichtsteile Öl pro 100 Gewichtsteile des Kautschukbestandteils aufweist; HP755B (hergestellt von JSR Corporation)
    • • Ruß 1: N2SA von 340 m2/g; CD2019 (hergestellt von Columbia Carbon Corporation)
    • • Ruß 2: N2SA von 225 m2/g; Toka Black #5500 (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.)
    • • Ruß 3: N2SA = 142 m2/g; Seast 9 (hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.)
    • • Terpenharz 1: Aromatisches modifiziertes Terpenharz mit einem Erweichungspunkt von 125°C; YS Resin TO-125 (hergestellt von Yasuhara Chemical Co., Ltd.)
    • • Terpenharz 2: Aromatisches modifiziertes Terpenharz mit einem Erweichungspunkt von 85°C; YS Resin TO-85 (hergestellt von Yasuhara Chemical Co., Ltd.)
    • • Öl: Extrakt Nr. 4S (hergestellt von Showa Shell Sekiyu K. K.)
    • • Cyclisches Polysulfid 1: Cyclisches Polysulfid; in der vorstehenden Formel (I) ist R = (CH2)2O(CH2)2; X (Durchschnitt) ist 4; n ist 2 bis 3; hergestellt wie nachstehend beschrieben: 1,98 g (0,02 mol) 1,2-Dichlorethan und 1197 g (2 mol) 30%-iges Natriumpolysulfid (Na2S4) in wässriger Lösung wurden zu Toluol (500 g) zugegeben, und dann wurden 0,64 g (0,1 mol) Tetrabutylammoniumbromid zugegeben und für 2 Stunden bei 50°C umgesetzt. Anschließend wurde die Reaktionstemperatur auf 90°C erhöht, und eine Lösung, die durch Auflösen von 311 g (1,8 mol) Dichlorethylformal in 300 g Toluol hergestellt wurde, wurde tropfenweise im Laufe von 1 Stunde zugegeben und dann für weitere 5 Stunden umgesetzt. Nach der Reaktion wurde die organische Schicht abgetrennt und unter verringertem Druck bei 90°C kondensiert, und 405 g des vorstehenden cyclischen Polysulfids wurden erhalten (Ausbeute: 96,9 %).
    • • Cyclisches Polysulfid 2: Cyclisches Polysulfid; in der vorstehenden Formel (I) ist R = (CH2)6; X (Durchschnitt) ist 4; n ist 1 bis 4; hergestellt wie nachstehend beschrieben. 8 g (0,102 mol) Natriumsulfidanhydrid, 9,8 g (0,306 mol) Schwefel und 50 g Tetrahydrofuran (THF) wurden in einen Dreihalskolben, der mit einem Kondensator und einem Thermometer ausgestattet war, gegeben und für 1 Stunde bei 80°C in einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, und dazu wurden 20 g einer THF-Lösung, die 15,5 g (0,10 mol) 1,6-Dichlorhexan enthielt, tropfenweise im Laufe von 2 Stunden bei 80°C gegeben, und dies wurde für 2 Stunden bei der gleichen Temperatur weiter umgesetzt. Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde das Salz der organischen Phase herausgefiltert, und durch Kondensieren der organischen Phase unter verringertem Druck bei 90°C wurden 20,2 g cyclisches Polysulfid 2 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erhalten (Ausbeute: 95%).
    • • Stearinsäure: Beads Stearic Acid YR (hergestellt von NOF Corp.)
    • • Zinkoxid: Zinc Oxide Nr. 3 (hergestellt von Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
    • • Schwefel: Mit Öl behandeltes Schwefelpulver „Golden Flower”; (hergestellt von Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
    • • Vulkanisierungsbeschleuniger: Vulkanisierungsbeschleuniger CBS; Nocceler CZ-G (hergestellt von Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)
  • Wie aus Tabellen 1 und 2 hervorgeht, wurde nachgewiesen, dass die Kautschukzusammensetzungen zum Gebrauch in Reifenlaufflächen der Ausführungsbeispiele 1 bis 9 eine hohe Kautschukhärte, einen hohen 300-%-Modul und eine hohe Kautschukfestigkeit im Hochtemperaturzustand aufweisen und Trockenhaftungsleistung (tanδ bei 20°C) für eine längere Zeit aufrechterhalten können.
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, werden bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2 die Kautschukhärte (100°C), der 300-%-Modul und die Zugbruchfestigkeit (100°C) beeinträchtigt, da die Styrolmenge von S-SBR4 38 Gew.-% übersteigt, die Vinylmenge weniger als 60 Gew.-% beträgt und das MG weniger als 1.000.000 beträgt. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 3 werden der tanδ bei 20°C, der 300-%-Modul und die Zugbruchfestigkeit (100°C) beeinträchtigt, da kein S-SBR1 der vorliegenden Erfindung beigemischt wird und nur S-SBR2a beigemischt wird. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4 werden der tanδ bei 20°C, der 300-%-Modul und die Zugbruchfestigkeit (100°C) beeinträchtigt, da die Styrolmenge von S-SBR6 38 Gew.-% übersteigt und die Vinylmenge weniger als 60 Gew.-% beträgt. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 5 werden die Kautschukhärte (100°C) und der tanδ bei 20°C beeinträchtigt, da die N2SA von Ruß 3 weniger als 200 m2/g beträgt.
  • Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, wird bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 6 die Trockenhaftungsleistung (tanδ bei 20°C) beeinträchtigt, da der Mischungsanteil von S-SBR1 weniger als 60 Gew.-% beträgt. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 7 werden die Kautschukhärte (100°C), der 300-%-Modul und die Zugbruchfestigkeit (100°C) beeinträchtigt, da der S-SBR2 der vorliegenden Erfindung nicht beigemischt ist und das MG von S-SBR5 weniger als 1.000.000 beträgt. bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiele 8 und 9 wird die Zugbruchfestigkeit (100°C) in beiden Fällen beeinträchtigt, da der S-SBR2 der vorliegenden Erfindung nicht beigemischt ist, das MG von S-SBR3 und S-SBR4 jeweils weniger als 1.000.000 betragen und die Tg höher als –20°C ist. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 10 werden die Kautschukhärte (100°C), der tanδ bei 20°C und der 300-%-Modul beeinträchtigt, da der Mischungsanteil von Ruß 1 weniger als 80 Gewichtsteile beträgt. Bei der Kautschukzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 11 wird die Zugbruchfestigkeit (100°C) beeinträchtigt, da der Mischungsanteil von Ruß 1 über 150 Gewichtsteile beträgt.

Claims (5)

  1. Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen, die 80 bis 150 Gewichtsteile Ruß mit einer spezifischen Stickstoffadsorptionsoberfläche von 200 bis 400 m2/g umfasst, die pro 100 Gewichtsteile Styrol-Butadien-Kautschuk beigemischt sind, welcher 60 Gew.-% bis 100 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR1 und 40 Gew.-% bis 0 Gew.-% lösungspolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuk S-SBR2 aufweist, um insgesamt 100 Gew.-% zu ergeben, wobei die Styrolmenge des S-SBR1 30 Gew.-% bis 38 Gew.-% beträgt, die Vinylmenge des S-SBR1 62 Gew.-% bis 80 Gew.-% beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR1 –18°C bis –5°C beträgt, das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR1 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt, die Glasübergangstemperatur des S-SBR2 nicht weniger als –30°C und weniger als –22°C beträgt und das Molekulargewicht-Gewichtsmittel des S-SBR2 1.000.000 bis 1.800.000 beträgt.
  2. Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen nach Anspruch 1, wobei 10 bis 50 Gewichtsteile aromatisches modifiziertes Terpenharz pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks beigemischt sind.
  3. Kautschukzusammensetzung zum Gebrauch in Reifenlaufflächen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei 0,2 bis 5 Gewichtsteile eines cyclischen Polysulfids, das durch die nachstehende Formel (I) ausgedrückt wird, pro 100 Gewichtsteile des Styrol-Butadien-Kautschuks beigemischt sind: Formel 1
    Figure DE112012005990B4_0003
    wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen oder eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffen ist; x eine Zahl mit einem Durchschnitt von 3 bis 5 ist; und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.
  4. Vulkanisiertes Produkt, erhältlich durch Vulkanisieren einer Kautschukzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Verwendung eines vulkanisierten Produkts nach Anspruch 4 in einer Reifenlauffläche eines Luftreifens.
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