轮胎用橡胶组合物、充气轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种轮胎用橡胶组合物，其与现有水平相比进一步提高了低滚动阻力性、湿路抓着性和耐磨耗性。其特征在于，相对于含有5?50重量％的乙烯基单元含量为10?60重量％的改性BR的二烯系橡胶100重量份，配合了软化点为100?130°C的芳香族改性萜烯树脂2?50重量份、二氧化硅X和二氧化硅Y这两种合计60?130重量份，包含炭黑的增强性填充剂总量中的二氧化硅比率为85重量％以上，二氧化硅X的氮吸附比表面积为140m2/g以上，二氧化硅Y的氮吸附比表面积为大于lOOmVg且小于140mVg，并且在相对于100重量份所述二烯系橡胶，将二氧化硅X的配合量设为x重量份、将二氧化硅Y的配合量设为y重量份时，满足x/7<y<x的关系，并且所述改性BR的官能团与二氧化硅表面的硅烷醇基具有反应性。
【专利说明】轮胎用橡胶组合物、充气轮胎
【技术领域】
[0001] 本发明涉及与现有水平相比低滚动阻力性、湿路抓着性和耐磨耗性提高了的轮胎 用橡胶组合物和充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 近年来，对于轿车用充气轮胎，开始了JATMA(JapanAutomobileTyre ManufacturersAssociation,日本汽车轮胎制造商协会）制定的标记（标识方法）制度， 要求使低滚动阻力性和湿路抓着性以更高水平并存。特别是对湿路抓着性的要求水平非常 高，还未开发出满足基于标记制度的湿路抓着性等级a的充气轮胎。另外，同时为了延长轮 胎寿命，要求改善耐磨耗性。
[0003] 过去，为了改善低滚动阻力性和湿路抓着性的平衡，已知在构成充气轮胎的胎面 部的橡胶组合物中配合二氧化硅。但是，二氧化硅在其表面具有硅烷醇基，容易聚集，另外， 由于缺乏与二烯系橡胶的亲和性，所以存在分散性变得不充分的情况，在这种情况下，存在 不能充分获得改善橡胶组合物的损耗角正切（tanδ)等动态粘弹性特性的效果这样的问 题。另外，二氧化硅存在比炭黑增强性小且耐磨耗性不足的情况，如果分散性差，则存在耐 磨耗性进一步降低这样的问题。
[0004] 为此，专利文献1提出了通过配合了用聚有机硅氧烷等将末端改性了的聚丁二烯 橡胶、和二氧化硅的橡胶组合物来改善低发热性和耐磨耗性的方案。对于该橡胶组合物，虽 然确认了改善低发热性和耐磨耗性的效果，但是需求者期待提高低滚动阻力性和耐磨耗性 以及湿路抓着性的要求水平更高，要求进一步改善这些性能的平衡。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2009-84413号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 本发明的目的在于提供一种轮胎用橡胶组合物和充气轮胎，其将低滚动阻力性、 湿路抓着性和耐磨耗性提高至现有水平以上。
[0010] 解决课题的手段
[0011] 实现上述目的的本发明的轮胎用橡胶组合物的特征在于，相对于100重量份二烯 系橡胶，配合了软化点为100?130°c的芳香族改性萜烯树脂2?50重量份、二氧化硅X和 二氧化硅Y这两种合计60?130重量份，所述二烯系橡胶含有5?50重量％的乙烯基单 元含量为10?60重量％的末端改性丁二烯橡胶（改性BR)，二氧化硅相对于包含前述二 氧化硅X和二氧化硅Y以及任意配合的炭黑的增强性填充剂的总量的比率为85重量％以 上，前述二氧化硅X的氮吸附比表面积为140m2/g以上，前述二氧化硅Y的氮吸附比表面积 为大于IOOmVg且小于140m2/g，并且在相对于100重量份前述二烯系橡胶，将二氧化硅X的 配合量设为X重量份、将二氧化硅Y的配合量设为y重量份时，满足x/7〈y<X的关系，并 且前述改性BR的官能团与二氧化硅表面的硅烷醇基具有反应性。
[0012] 另外，本发明的充气轮胎使用了上述轮胎用橡胶组合物。
[0013] 发明效果
[0014] 本发明的轮胎用橡胶组合物，由于在含有5?50重量％的乙烯基单元含量为 10?60重量％且带有与硅烷醇基具有反应性的官能团的末端改性丁二烯橡胶（改性BR) 的二烯系橡胶中，配合了软化点100?130°C的芳香族改性萜烯树脂2?50重量份，限定上 述具有特定粒子性状的2种二氧化硅X和Y的配合量并且使相对于增强性填充剂的总量的 二氧化硅比率为85重量％以上，所以能够改善二氧化硅的分散性，能够将低滚动阻力性、 湿路抓着性和耐磨耗性提高至现有水平以上。
[0015] 作为前述二氧化硅X的氮吸附比表面积，优选为140m2/g以上且小于185m2/g。
[0016] 作为前述改性BR的官能团，优选聚有机硅氧烷基，其与二氧化硅表面的硅烷醇基 反应性优异，能够改善二氧化硅的分散性。
[0017] 使用了本发明的轮胎用橡胶组合物的充气轮胎，与现有水平相比能够提高低滚动 阻力性、湿路抓着性和耐磨耗性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是示出本发明的实施例、比较例的各组合物的配合、评价的图。
[0019] 图2是示出本发明的实施例、比较例的各组合物的配合、评价的图。
[0020] 图3是示出本发明的实施例、比较例的各组合物的配合、评价的图。
[0021] 图4是示出在本发明的实施例、比较例的各组合物中使用的共同配合成分的图。
【具体实施方式】
[0022] 在本发明的轮胎用橡胶组合物中，橡胶成分含有二烯系橡胶。在100重量％二烯 系橡胶中，使5?50重量％为末端改性丁二烯橡胶（以下称为"改性BR"。）。二烯系橡胶 可以含有25?95重量％除改性BR以外的其它二烯系橡胶。作为其它二烯系橡胶，可以例 示出天然橡胶、异戊二烯橡胶、未改性的丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、末端改性了的苯 乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、异丁烯/对甲基苯乙烯共聚物橡胶的溴化物、乙烯-丙烯-二 烯橡胶等。其中优选天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、末端改性了的苯乙烯丁二烯橡胶、异丁 烯/对甲基苯乙烯共聚物橡胶的溴化物。在100重量％二烯系橡胶中例如含有25?66重 量％上述末端改性了的苯乙烯丁二烯橡胶。
[0023] 在100重量％二烯系橡胶中，改性BR的含量为5?50重量％，优选为10?35重 量％。例如，在100重量％二烯系橡胶中为17?30重量％。如果改性BR的含量小于5重 量％，则二氧化硅的分散性不足，不能充分改善低滚动阻力性和耐磨耗性。另外，如果改性 BR的含量超过50重量％，则湿路抓着性反而恶化。
[0024]在本发明的橡胶组合物中，改性BR的乙烯基单元含量为10?60重量％，优选为 10?30重量％。例如为10?12重量％。如果改性BR的乙烯基单元含量小于10重量％， 则与二氧化硅的亲和性不足，不能充分改善低滚动阻力性、湿路抓着性和耐磨耗性。另外， 如果改性BR的乙烯基单元含量超过60重量％，则滚动阻力性恶化。另外，改性BR的乙烯 基单元含量通过红外分光分析（汉普顿法）进行测定。对于丁二烯橡胶中乙烯基单元含量 的增减，可以通过催化剂等常用方法进行适当调节。
[0025] 在本发明中，改性BR是通过与二氧化硅表面的硅烷醇基具有反应性的官能团将 其分子末端的两方或一方改性了的丁二烯橡胶。作为与硅烷醇基反应的官能团，优选举出 选自聚有机娃氧烧基、含有轻基的聚有机娃氧烧结构、烧氧基甲娃烧基、轻基、醒基、竣基、 氨基、亚氨基、环氧基、酰胺基、硫醇基、醚基中的至少1种。其中更优选聚有机硅氧烷基。
[0026] 作为聚有机硅氧烷基，优选为具有下述式（I)的结构的聚有机硅氧烷。
【权利要求】
1. 一种轮胎用橡胶组合物，其特征在于，相对于100重量份二烯系橡胶，配合了软化点 为100?130°C的芳香族改性萜烯树脂2?50重量份、二氧化硅X和二氧化硅Y这两种合 计60?130重量份，所述二烯系橡胶含有5?50重量％的乙烯基单元含量为10?60重 量％的末端改性丁二烯橡胶即改性BR， 二氧化硅相对于包含所述二氧化硅X和二氧化硅Y以及任意配合的炭黑的增强性填充 剂的总量的比率为85重量％以上， 所述二氧化硅X的氮吸附比表面积为140m2/g以上， 所述二氧化硅Y的氮吸附比表面积为大于IOOmVg且小于140m2/g，并且 在相对于100重量份所述二烯系橡胶，将二氧化硅X的配合量设为X重量份、将二氧化 硅Y的配合量设为y重量份时，满足x/7〈y<X的关系，并且 所述改性BR的官能团与二氧化硅表面的硅烷醇基具有反应性。
2. 根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅X的氮吸附比 表面积为140m2/g以上且小于185m2/g。
3. 根据权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物，其特征在于，所述改性BR的官能团 为聚有机硅氧烷基。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的轮胎用橡胶组合物，所述二烯系橡胶进一步含 有25?95重量％的末端改性了的苯乙烯丁二烯橡胶。
5. -种充气轮胎，其使用了权利要求1?4中任一项所述的轮胎用橡胶组合物。
【文档编号】C08L47/00GK104220509SQ201380019670
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年4月16日
【发明者】武田慎也, 芦浦诚 申请人:横滨橡胶株式会社