橡胶组合物及充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能以平衡方式改进橡胶强度和燃料经济性的橡胶组合物，以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。本发明涉及一种橡胶组合物，其包含橡胶组分、炭黑以及如下式（I）所示的化合物，其中相对于100质量份的橡胶组分，炭黑的量为10-100质量份：其中R1和R2是彼此相同或不同的，并且各自代表氢原子、C1-C20烷基、C1-C20烯基，或C1-C20炔基；Mr+代表金属离子；以及r代表金属离子的化合价。
【专利说明】橡胶组合物及充气轮胎
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及橡胶组合物以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
【背景技术】
[0002]近来，日益增长的对汽车更好燃料经济性的期望需要具有出色燃料经济性的轮胎用橡胶组合物。降低橡胶组合物的滞后损失通常对改善燃料经济性是有效的。
[0003]轮胎用橡胶组合物通常包含炭黑作为填料，这是因为其提供了良好的增强效果和出色的耐磨性。为了改善炭黑配方中的燃料经济性，可考虑使用具有较大粒径的炭黑或降低炭黑的量。然而，在该情况下，橡胶强度、耐磨性、湿抓地性能等被降低。因此，仍存在改进的空间。
[0004]已知使用二氧化硅代替炭黑以改善燃料经济性。然而，由于二氧化硅提供比炭黑更低的增强，故在该情况中，橡胶强度等降低。因此，仍存在改进的空间。
[0005]作为用于改善燃料经济性的方法，专利文献I公开了在二氧化硅配方中向橡胶添加特定的极性基团以提高二氧化硅的分散性。然而，近年来，需要进一步改进燃料经济性。此外，该方法仍有改进的空间，因为其橡胶强度比炭黑配方中的低。
[0006]作为改进燃料经济性的另一方法，专利文献2公开了添加胺化合物以提高炭黑的分散性。该方法在以平衡方式改进燃料经济性、橡胶强度、耐磨性和加工性能方面仍存在改进的空间。
[0007]另一改进燃料经济性的已知方法是形成包括胎面基部和胎面行驶面的双层结构的胎面部分并在胎面基部中使用`具有出色燃料经济性的橡胶组合物。专利文献3公开了通过使用锡改性丁二烯橡胶和纸纤维来改进燃料经济性和操纵稳定性的方法。该方法在以平衡方式改进燃料经济性、操纵稳定性和加工性能方面仍存在改进的空间。
[0008]同时，近来，日益要求用于纤维帘线贴胶的橡胶组合物提供改进的燃料经济性、包括高速行驶期间的刹车性能的操纵稳定性以及乘车舒适性。用于改进操纵稳定性的已知方法为向纤维帘线贴胶用橡胶组合物中添加酚醛树脂以改进弹性复数模量(E*)，由此提高刚性。然而，该方法增加了 tan δ并劣化了燃料经济性。因此，仍存在改进的空间。
[0009]用于改进Ε*并降低tan δ的已知方法是使可交联的树脂例如间苯二酚缩合物或改性间苯二酚缩合物与亚甲基供体例如六羟甲基三聚氰胺五甲基醚(HMMPME)的部分缩合物或六甲氧基羟甲基三聚氰胺(HMMM)的部分缩合物发生交联。专利文献4公开了一种橡胶组合物，其与胎体帘线具有较好的粘附性，且能抑制裂缝扩展、发热性以及橡胶性能的降低。然而，近年来，需要进一步改进燃料经济性。
[0010]引用列表
[0011]专利文献
[0012]专利文献I JP-A2001-114939
[0013]专利文献2:日本专利N0.2912845
[0014]专利文献3 JP-A2011-252116[0015]专利文献4 JP-A2006-328194
【发明内容】
[0016]技术问题
[0017]本发明致力于解决上述问题并提供:具有以平衡方式改进的橡胶强度和燃料经济性的橡胶组合物；尤其是具有以平衡方式改进的燃料经济性、橡胶强度、耐磨性和加工性能的橡胶组合物，具有以平衡方式改进的燃料经济性、操纵稳定性和加工性能的橡胶组合物，以及具有以平衡方式改进的加工性能、橡胶强度、抗挠曲裂纹扩展性以及对帘线的粘附性的橡胶组合物；以及由这些橡胶组合物中的任何一种形成的充气轮胎。
[0018]解决问题的方案
[0019]本发明涉及一种橡胶组合物，其包含橡胶组分、炭黑以及如下式(I)所示的化合物，其中相对于100质量份的橡胶组分,炭黑的量为10-100质量份:
【权利要求】
1.一种充气轮胎，其由包含橡胶组分、炭黑以及如下式(I)所示的化合物的橡胶组合物形成，其中， 相对于100质量份的橡胶组分,炭黑的量为10-100质量份:
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于: 式(I)所示的化合物为如下式(1-1)、(1-2)或(1-3)所示的化合物:
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述金属离子为钠、钾或锂离子。
4.如权利要求1-3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述橡胶组合物中，相对于100质量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量为0.5-20质量份。
5.如权利要求1-4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述炭黑具有至多7.9的PH以及至少0.8质量％的挥发物含量。
6.如权利要求1-5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述炭黑具有20-330m2/g的氮吸附比表面以及40-200cm3/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量。
7.如权利要求1-6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述橡胶组合物中，以100质量％的橡胶组分为基准，天然橡胶和异戊二烯橡胶的组合含量为60-80质量％，丁二烯橡胶的含量为20-40质量％， 所述炭黑具有70-200m2/g的氮吸附比表面积以及75-130cm3/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，以及 相对于100质量份的橡胶组分,所述炭黑的量为40-60质量份。
8.如权利要求1-6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述橡胶组合物中，以100质量％的橡胶组分为基准，锡改性丁二烯橡胶的量为5-50质量％，所述锡改性丁二烯橡胶通过使用锂引发剂聚合制得，并且具有50-3000ppm的锡原子含量、5_50质量％的乙烯基键含量和至多为2的分子量分布，以及 相对于100质量份的橡胶组分,所述炭黑的量为15-50质量份。
9.如权利要求1-6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述橡胶组合物包含: 硫； 至少一种可交联树脂，其选自于下组:甲酚树脂、间苯二酚树脂和改性间苯二酚树脂；以及 至少一种亚甲基供体，其选自于下组:六甲氧基羟甲基三聚氰胺的部分缩合物和六羟甲基三聚氰胺五甲基醚的部分缩合物， 其中所述橡胶组分是 包含选自于下组的至少一种二烯橡胶的橡胶组分:异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶和丁苯橡胶， 所述炭黑具有20-130m2/g的氮吸附比表面积， 相对于100质量份的橡胶组分,炭黑的量为10-60质量份,硫的量为2-3.5质量份,可交联树脂的量为0.5-10质量份,亚甲基供体的量为0.1-3质量份，以及相对于100质量份的炭黑，式(I)所示的化合物的量为0.5-20质量份。
【文档编号】C08L7/00GK103804724SQ201310545660
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2012年11月8日
【发明者】中村匡伸, 宫崎达也 申请人:住友橡胶工业株式会社