包括由多种弹性体配混物制成的胎面的轮胎的制作方法_2

文档序号:8519721阅读:来源:国知局
体配混物层的内部并且与所述第一弹性体配混物层接触的第二弹性体混配物 层由至少三个部分组成,所述第二层的轴向外部由第二弹性体配混物组成,所述第二弹性 体配混物具有用tan( 8 )max表示的严格小于0. 060的最大tan( 8 )值,所述第二层的在轴 向上至少与轴向外部接触的至少一部分由第三弹性体配混物组成,所述第三弹性体配混物 具有大于1. 2MPa并且至少比第一弹性体配混物小5%的模量G*的值和用tan(S)max表示 的在0? 060和0? 120之间的最大tan(S)值。
[0028] 根据本发明的一个优选的实施方案,第三配混物的用tan(S)max表示的最大 tan( S)值小于 〇?100〇
[0029] 损耗因数tan(S)为橡胶配混物层的动态性质。其在粘度分析仪(Metravib VA4000)上根据标准ASTMD5992-96进行测量。记录测试试样的响应,所述测试试样由两 个厚度为2_且直径为一厘米的圆柱形丸粒组成(测试试样由从轮胎中尽可能接近赤道平 面的区域在厚度足以形成测试试样的区域中在相关层的高度的中间取得的样本制得),试 样以10Hz的频率在60°C的温度下经受简单交变正切剪切负荷。扫描覆盖从0. 1至50%峰 至峰(在向外周期上)的变形幅度,然后覆盖从50%至1 %峰至峰(在返回周期上)的变 形幅度。使用的结果为复数动力学剪切模量(G*)和损耗因子tan(S)。对于向外周期,标 明观察到的tan( 8)的最大值,用tan( 8)max表示。
[0030] 滚动阻力为当轮胎滚动时出现的阻力,并且透露所述轮胎的温度增加。滚动阻力 因此通过与轮胎在旋转一圈的过程中的变形相关的滞后性损失来表示。所使用的材料的 tan(S)值在10Hz下在30和100°C之间测得从而并入由于轮胎旋转造成的各种变形频率 的效果。在60°C下的tan(S)值因此对应于轮胎在运行时的滚动阻力的指标。
[0031] 在尚未进行任何运行的新轮胎上进行各种测量。
[0032] 本发明人首次能够证明具有大于1. 8MPa的模量G*的作为与地面接触的胎面的材 料的第一弹性体配混物和由如上所述的两种弹性体配混物组成的径向内部第二层的组合 造成轮胎的耐磨损性质和耐久性和滚动阻力性质之间的令人满意的折中。
[0033] 情况是制成胎面的第一层的第一弹性体配混物具有赋予其令人满意的磨损性能 的刚度。
[0034] 所述第二层的在轴向上至少与轴向外部接触的所述至少一部分结合了第三弹性 体配混物的刚度和滞后性性质,所述第三弹性体配混物一方面能够有助于滚动阻力方面的 性能,另一方面在第一层被磨掉之后为轮胎的增强件提供令人满意的保护,因此允许翻新 轮胎。
[0035] 对应于第三弹性体配混物的这种弹性体配混物为基于天然橡胶或主要具有顺 式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能基于至少另一种二烯弹性体和增强填料的弹性体配混 物,所述增强填料包括:
[0036] ⑴二氧化硅和/或氧化铝类型的具有SiOH和/或A10H表面官能的白填料,所述 白填料选自沉淀或热解的二氧化硅、氧化铝或铝硅酸盐并且具有在120和180m2/g之间范 围内的比表面积,以大于或等于40phr并且小于或等于70phr的比例使用,或
[0037] (ii)CTAB比表面积在65和105m2/g之间的炭黑以大于或等于15phr并且小于或 等于28phr的比例与(i)中所述的白填料的共混物,其中填料的总含量大于或等于40phr 并且小于或等于70phr,并且白填料以phr表示的含量大于或等于炭黑以phr表示的含量减 去5。
[0038] CTAB比表面积根据标准NFT 45-007 (1987年11月,方法B)确定。
[0039] 如果使用透明填料或白填料,必须使用选自本领域技术人员已知的试剂的偶联剂 和/或涂布剂。可以提及的优选的偶联剂的实例为双(3 -二烷氧基甲娃烷基丙基)多硫化 物类型的硫化的烷氧基硅烷,其中特别是由Degussa以商标名Si69(纯液体产品)和商标 名X50S(固体产品(以50重量/50重量与N330炭黑共混))销售的双(3-三乙氧基甲硅 烷基丙基)四硫化物。可以提及的涂布剂的实例为脂肪醇,烷基烷氧基硅烷例如由Degussa 分别以商标名Sill6和Si216销售的十六烷基三甲氧基硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷,二 苯胍,聚乙二醇,和硅油,如果需要的话所述硅油通过0H或烷氧基官能团改性。以填料的重 量计,涂布剂和/或偶联剂以多1/100和< 20/100的比例使用,如果透明填料形成所有增 强填料则优选以在2/100至15/100范围内的比例使用,如果增强填料通过炭黑和透明填料 的共混物形成则以在1/100至20/100范围内的比例使用。
[0040] 可以提及的具有上述二氧化硅和/或氧化铝类型的材料的形态和SiOH和/或 A10H表面官能并且根据本发明适合用作这些材料的全部或部分替代品的增强填料的其它 实例,包括炭黑,所述炭黑或者在合成过程中通过在供应至炉的油中加入硅和/或铝的化 合物或者在合成之后通过将酸加入炭黑在硅酸钠和/或铝酸钠溶液中的水悬浮液而改性, 从而用SiOH和/或A10H官能覆盖炭黑的至少部分表面。可以提及的这种类型的具有SiOH 和/或A10H表面官能的碳质填料的一些非限制性实例为在ACS橡胶专题会议(阿纳海姆, 加利福尼亚,1997年5月6-9日)第24号文件中描述的CSDP填料和专利申请EP-A-0 799 854中描述的那些。
[0041] 如果使用透明填料作为唯一的增强填料,通过使用沉淀或热解二氧化硅或沉淀氧 化铝或CTAB比表面积在120至180m2/g范围内的铝硅酸盐获得滞后性和内聚力性质。可 以提及的这种类型的填料的一些非限制性实例为如下二氧化硅:由Akzo销售的KS404,由 Degussa销售的UltrasilVN2 或VN3 和BV3370GR,由Huber销售的Zeopol8745,由Rhodia 销售的Zeosil175MP或Zeosil1165MP,由PPG销售的HI-SIL2000 等。
[0042] 在可以与天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯共混使用的二烯 弹性体中,可以提及优选主要具有顺式-1,4链的聚丁二烯(BR),苯乙烯-丁二烯共聚物 (SBR)溶液或乳液,丁二烯-异戊二烯共聚物(BIR),或甚至是苯乙烯-丁二烯-异戊二烯 三元聚合物(SBIR)。这些弹性体可以为这样的弹性体,所述弹性体在聚合过程中或在聚合 之后通过支化剂(例如二乙烯基苯)或星形支化剂(例如碳酸酯、卤代锡和卤代硅)或通 过造成氧化羰基、羧基官能或胺官能接支在链上或链端部的官能化剂例如通过二甲基-苯 甲酮或二乙基氨基-苯甲酮的作用进行改性。在天然橡胶或主要包含顺式-1,4链的合成 聚异戊二烯与一种或多种上述二烯弹性体的共混物的情况下,天然橡胶或合成聚异戊二烯 优选以主要比例,更优选以大于70phr的比例使用。
[0043] 构成胎面的第二径向内层的轴向外部的第二弹性体配混物的选择允许显著改进 滚动阻力方面的性能。选择有可能获得希望的滞后性性质的该第二弹性体配混物通常造成 内聚力方面的不太有利于轮胎磨损性能的性质。胎面的第二层的轴向外部因此被有利地限 定成在轮胎的整个寿命中不与地面接触。
[0044] 在本发明的含义内,根据应力测量通过确定断裂曲线处的力/伸长评估橡胶配混 物的内聚力。
[0045] 还测量断裂应力(以MPa计)和断裂伸长(以%计)。在60°C±2°C的温度下和 标准吸湿条件(50±5%相对湿度)下根据法国标准NFT40-101(1979年
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