具有包括热塑性弹性体和炭黑的胎面的轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及设置有胎面的轮胎。
【背景技术】
[0002] 在通常的轮胎中，胎面主要包括二烯弹性体。
[0003] 轮胎制造商的持续目标是改善轮胎的湿抓地力。同时，另一目标是减少轮胎的滚 动阻力。然而，这两个目标是难以调和的，因为抓地力的改善增加滞后损失，反之滚动阻力 的改善降低滞后损失。因此存在优化性能的折衷。在抓地力和滚动阻力之间这种折衷之外， 对于胎面的组合物使得可能良好的耐磨性是重要的。
[0004] 为了这个目的，申请人公司已经出乎意料的发现设置有特定的胎面的轮胎使得有 可能在抓地力和滚动阻力性能获得非常良好的折衷，同时具有良好的耐磨性。
【发明内容】
[0005] 本发明的主题是轮胎，所述轮胎包括胎面、具有胎冠增强件的胎冠、两个胎侧、两 个胎圈和锚固至两个胎圈并且从一个胎侧延伸至另一个胎侧的胎体增强件，其中所述胎面 基于至少一种热塑性弹性体和体积含量5%至30%的炭黑，所述热塑性弹性体为包含至少 一个弹性体嵌段和至少一个热塑性嵌段的嵌段共聚物，并且热塑性弹性体的总含量在65 至IOOphr (重量份/百份弹性体）的范围内。
[0006] 优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中热塑性弹性体的数均分子量在30000 和 500000g/mol 之间。
[0007] 优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中嵌段共聚物的一个或多个弹性体嵌段 选自玻璃化转变温度小于25°C的弹性体，优选选自乙烯弹性体、二烯弹性体及其混合物，更 优选选自二烯弹性体，可替代地选自二烯烃弹性体并且更特别地选自由异戊二烯，丁二烯 或后者的混合物得到的二烯弹性体。
[0008] 再优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中嵌段共聚物的一个或多个热塑性嵌 段选自玻璃化转变温度大于80°C和在半结晶热塑性嵌段的情况下熔点大于80°C的聚合 物，和特别地，嵌段共聚物的一个或多个热塑性嵌段选自聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、聚 缩醛、聚醚、聚苯硫醚、多氟化合物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚酰 亚胺、热塑性共聚物及其混合物，更优选地选自聚苯乙烯。
[0009] 非常优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中一种或多种热塑性弹性体选自苯 乙烯/ 丁二烯（SB)、苯乙烯/异戊二烯（SI)、苯乙烯/ 丁二烯/异戊二烯（SBI)、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯（SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯（SIS)和苯乙烯/ 丁二烯/异戊二烯/ 苯乙烯（SBIS)热塑性弹性体和这些共聚物的混合物。
[0010] 根据一个实施方案，本发明涉及如上限定的轮胎，其中热塑性弹性体为胎面的唯 一的弹性体。
[0011] 根据另一实施方案，本发明涉及如上限定的轮胎，其中胎面还包含至多35phr含 量的非热塑性弹性体。
[0012] 优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中炭黑的体积含量在7%至30%的范围 内，优选10%至25%。
[0013] 根据优选的实施方案，本发明涉及如上限定的轮胎，其中炭黑选自具有BET比表 面积大于80m 2/g的炭黑，优选BET比表面积大于90m2/g。更优选地，炭黑是BET比表面积 大于120m 2/g的炭黑。
[0014] 优选地，本发明涉及如上限定的轮胎，其中胎面的组合物额外包括增塑剂，优选地 增塑剂的含量在5和85phr之间。优选地，所述增塑剂是增塑树脂和/或增塑油。更优选 地，所述油是石蜡油。再优选地，所述增塑剂的含量是在10至60phr的范围内。
[0015] 本发明更特别地涉及旨在装备无马达的车辆的轮胎，如自行车，或以下类型的机 动车的轮胎：客运车，SUV (越野车），两轮车辆（特别是摩托车），飞机，至于工业车辆选自 有蓬货车，重型汽车-即，地铁，公共汽车，重型公路运输车辆（货车，拖拉机，拖车）或者越 野车，如农用车或土方设备-，或其他运输或装卸车辆。
【具体实施方式】
[0016] 在本说明书中，除非另外指明，示出的所有百分比（％)均为重量百分比。
[0017] 此外，在本专利申请的含义内，术语"phr"（法语缩写为pee)意指重量份/百份弹 性体（混合在一起的热塑性和非热塑性弹性体）。在本发明的含义内，热塑性弹性体（TPE) 包括在弹性体内。
[0018] 此外，由表述"在a和b之间"表示的任何数值范围代表从大于a延伸至小于b的 数值范围（即不包括极限a和b)，而由表述"a至b"表示的任何数值区间意指从a延伸直 至b的数值范围（即包括严格极限a和b)。
[0019] 1.胎而的组合物
[0020] 根据本发明的轮胎具有基本的特征，其包括胎面、具有胎冠增强件的胎冠、两个胎 侦I两个胎圈和锚固至两个胎圈并且从一个胎侧延伸至另一个胎侧的胎体增强件，其中所 述胎面基于至少一种热塑性弹性体和体积含量5%至30%的炭黑，所述热塑性弹性体为包 含至少一个弹性体嵌段和至少一个热塑性嵌段的嵌段共聚物，并且热塑性弹性体的总含量 在65至IOOphr (重量份/百份弹性体）的范围内。
[0021] I. L热塑件弾件体（TPE)
[0022] 热塑性弹性体（缩写为"TPE"）具有介于热塑性聚合物和弹性体之间的结构。这 些为由通过柔性弹性体嵌段连接的刚性热塑性嵌段组成的嵌段共聚物。
[0023] 用于实施本发明的热塑性弹性体为嵌段共聚物，所述嵌段共聚物的热塑性嵌段和 弹性体嵌段的化学特性可以变化。
[0024] I. I. I. TPE 的结构
[0025] TPE的数均分子量（用Mn表示）优选在30 000和500 000g/mol之间，更优选在 40 000和400 000g/mol之间。低于所指出的最小值，则存在TPE的弹性体链之间的内聚力 受到影响的风险，特别是由于其可能的稀释（在增量油的存在下）；此外，操作温度的增加 存在影响机械性质，特别是断裂性质的风险，具有降低的"热"性能的后果。此外，过高的重 量Mn可能损害使用。因此，已发现在50 000至300 000g/mol范围内的值是特别合适的， 特别地适合用于轮胎胎面组合物的ΤΡΕ。
[0026] 通过空间排阻色谱法（SEC)以已知的方式确定TPE弹性体的数均分子量（Mn)。 例如，在苯乙烯热塑性弹性体的情况下，首先将样品以大约lg/Ι的浓度溶解于四氢呋喃 中，然后在注入之前将溶液过滤通过孔隙率为0. 45 μ m的过滤器。所使用的装置为Waters Alliance色谱线。洗脱溶剂为四氢呋喃，流速为0. 7ml/min，系统的温度为35°C并且分析时 间为90分钟。使用串联的一组四根Waters柱，其具有商标名Styragel (HMW7、HMW6E和两 根HT6E柱）。聚合物样品的溶液的注入体积为ΙΟΟμΙ。检测器为Waters 2410差示折光 器，并且其附带的用于使用色谱数据的软件为Waters Millennium系统。计算的平均摩尔 质量相对于用聚苯乙烯标样产生的校正曲线。条件可以由本领域技术人员进行调节。
[0027] TPE的多分散指数PI的值（提示：PI = Mw/Mn，其中Mw为重均分子量，Mn为数均 分子量）优选小于3,更优选小于2且还更优选小于1. 5。
[0028] 在本专利申请中，当提及TPE的玻璃化转变温度时，其涉及相对于弹性体嵌段的 Tg。TPE优选具有优选小于或等于25°C，更优选小于或等于KTC的玻璃化转变温度（"Tg")。 大于这些最小值的Tg值可能在极低温度下使用时降低胎面的性能；对于这种用途，TPE的 Tg还更优选小于或等于-KTC。再优选，TPE的Tg大于-100°C。
[0029] 以已知的方式，TPE具有两个玻璃化转变温度峰（Tg，根据ASTM D3418测量），最 低温度相对于TPE的弹性体部分和最高温度相对于TPE的热塑性部分。因此，TPE的柔性 嵌段通过小于环境温度（25°C )的Tg限定，而刚性嵌段具有大于80°C的Tg。
[0030] 为了在特性上同时为弹性体的和热塑性的，TPE必须具有足够不相容的嵌段（亦 即，由于其各自的重量、其各自的极性或其各自的Tg值而不同）从而保持其弹性体嵌段或 热塑性嵌段的自身性质。
[0031] TPE可以为具有少量嵌段（小于5,通常2或3)的共聚物，在该情况下这些嵌段优 选具有大于15000g/mol的高重量。这些TPE可以例如为包含热塑性嵌段和弹性体嵌段的二 嵌段共聚物。它们通常也为三嵌段弹性体，所述三嵌段弹性体具有通过柔性链段连接的两 个刚性链段。刚性链段和柔性链段可以线性排列，或者以星形