充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供了一种充气轮胎，其具有改善的橡胶拉伸强度、燃料经济性、和操纵稳定性。本发明专利技术涉及一种由橡胶组合物形成的充气轮胎，所述橡胶组合物包含氢化共聚物和炭黑；所述氢化共聚物通过共聚芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物而得到，所述氢化共聚物的共轭二烯单元的氢化度为75mol％以上；基于100质量％的橡胶成分，所述橡胶组合物含有75质量％以上的所述氢化共聚物；相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物含有30‑80质量份的炭黑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充气轮胎
本专利技术涉及由特定的橡胶组合物形成的充气轮胎。
技术介绍
随着近来对环境问题的关注的提高，对汽车的更好的燃料经济性的要求日益增加。已经提出例如通过使用由具有低生热性的胎面基部和胎面行驶面组成的双层胎面来改善轮胎的燃料经济性，但是需要进一步的改进。另外，随着汽车性能的改进和道路网络的发展，需要改进轮胎的操纵稳定性，特别是在高速驾驶期间。关于这些需要，在胎面中引入大量的炭黑增加了胎面部的刚性，并且提高了橡胶拉伸强度和操纵稳定性，但降低了燃料经济性。另一方面，使用减少量的炭黑提高了燃料经济性，但降低了刚性，从而降低了橡胶拉伸强度和操纵稳定性。因此，难以同时提高橡胶拉伸强度、操纵稳定性和燃料经济性。专利文献1提出了使用通过含有氨基和烷氧基的有机硅化合物改性的二烯橡胶(改性橡胶)的方法。然而，该方法难以同时改进橡胶拉伸强度、操纵稳定性和燃料经济性。引用文献列表专利文献专利文献1：JP2000-344955A
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决上述问题并提供一种具有改进的橡胶拉伸强度、燃料经济性和操纵稳定性的充气轮胎。解決课题的方法本专利技术涉及一种由橡胶组合物形成的充气轮胎，所述橡胶组合物包含氢化共聚物和炭黑；所述氢化共聚物通过共聚芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物而得到，所述氢化共聚物的共轭二烯单元的氢化度为75mol％以上；基于100质量％的橡胶成分，所述橡胶组合物含有75质量％以上的所述氢化共聚物；相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物含有30-80质量份的炭黑。优选地，所述氢化共聚物的重均分子量为200,000～2,000,000。优选地，所述氢化共聚物的氢化度为90mol％以上。优选地，所述氢化共聚物为氢化苯乙烯-丁二烯共聚物。优选地，所述氢化苯乙烯-丁二烯共聚物为氢化改性苯乙烯-丁二烯共聚物。优选地，所述氢化苯乙烯-丁二烯共聚物的苯乙烯含量为5质量％～40质量％。优选地，基于100质量％的橡胶成分，所述氢化苯乙烯-丁二烯共聚物以90质量％～100质量％的量存在。优选地，所述橡胶组合物进一步包含二氧化硅，并且相对于100质量份的橡胶成分，所述二氧化硅以10-80质量份的量存在。优选地，本专利技术的充气轮胎包含由橡胶组合物形成的胎面基部。专利技术的有益效果本专利技术的充气轮胎由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有一定量的氢化度为75mol％以上的特定氢化共聚物和炭黑。这种充气轮胎具有良好的橡胶拉伸强度、良好的燃料经济性和良好的操纵稳定性。具体实施方式本专利技术的充气轮胎由橡胶组合物形成。基于100质量％的橡胶成分，所述橡胶组合物含有75质量％以上的氢化共聚物，所述氢化共聚物通过如下方式获得：将芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物进行共聚以制得共聚物(在下文中，也称之为芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的共聚物)，然后将该共聚物的共轭二烯单元氢化，得到75mol％以上的氢化度。相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物还含有30-80质量份的炭黑。相对于100质量份的橡胶成分，本专利技术的橡胶组合物不仅含有30-80质量份的炭黑，而且基于100质量％的橡胶成分，本专利技术的橡胶组合物还含有75质量％以上的共轭二烯单元的氢化度为75mol％以上的特定氢化共聚物，以显著提高橡胶拉伸强度、燃料经济性、和操纵稳定性(特别是橡胶拉伸强度)。本专利技术的橡胶组合物的特征在于：在橡胶成分中，含有通过将芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的共聚物的共轭二烯单元进行氢化而得到的氢化共聚物。由于常规橡胶含有大量的可发生交联反应的双键，所以它们将在交联浓度上发生变化，而该交联浓度上的变化被认为导致应力集中，该应力集中可以引发断裂。根据本专利技术，氢化处理降低了双键的数目，从而降低了用于交联的反应点的数目。结果是，预期交联浓度上的变化减少，使得应力集中被缓和，导致橡胶拉伸强度和其它性能的改善。芳香族乙烯基化合物的例子包括：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、3-乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯、4-环己基苯乙烯、以及2，4，6-三甲基苯乙烯。这些中的每种可以单独使用或者两种以上组合使用。在这些例子中，考虑到实用方面比如单体的可获得性，以及由于可以更合适地实现本专利技术的效果，特别优选苯乙烯。共轭二烯化合物的例子包括：1，3-丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯、2，3-二甲基丁二烯、2-苯基-1，3-丁二烯、以及1，3-己二烯。这些中的每种可以单独使用或者两种以上组合使用。在这些例子中，考虑到实用方面比如单体的可获得性，以及由于可以更合适地实现本专利技术的效果，优选1，3-丁二烯或异戊二烯，更优选1，3-丁二烯。优选地，芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的共聚物为苯乙烯和1，3-丁二烯的共聚物(苯乙烯-丁二烯共聚物)。因此优选地，氢化共聚物为氢化苯乙烯-丁二烯共聚物。此外，优选地，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物为已按如下所述进行改性的氢化改性苯乙烯-丁二烯共聚物。所述苯乙烯-丁二烯共聚物可以通过苯乙烯和1，3-丁二烯以任何顺序共聚而制得，并且可以通过无规共聚或者嵌段共聚制得，优选通过无规共聚制得。这同样适用于除了苯乙烯-丁二烯共聚物以外的芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的共聚物。氢化共聚物的氢化度(芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的共聚物的共轭二烯单元的氢化度)为75mol％以上，优选80mol％以上，更优选90mol％以上，还更优选93mol％以上。当氢化度小于75mol％时，难以改善燃料经济性和操纵稳定性。此外，氢化共聚物的氢化度还优选为99mol％以下，更优选98mol％以下。当氢化度大于99mol％时，橡胶组合物会变硬。氢化度可以由对应于不饱和键的1H-NMR光谱的强度上的降低率算出。优选地，氢化共聚物的重均分子量(Mw)为200,000以上，更优选400,000以上。当Mw小于200,000时，无法获得良好的橡胶拉伸强度。此外，氢化共聚物的Mw还优选为2,000,000以下，更优选1,000,000以下，还更优选700,000以下。当Mw大于2,000,000时，加工性倾向于降低。本文中，重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)(购自Tosoh公司的GPC-8000系列，检测器：差示折光计，柱子：购自Tosoh公司的TSKGELSUPERMULTIPOREHZ-M)相对于聚苯乙烯标准进行测定。在氢化共聚物为氢化苯乙烯-丁二烯共聚物的情况下，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物的苯乙烯含量优选为5质量％以上，更优选10质量％以上，还更优选15质量％以上，特别优选20质量％以上，最优选25质量％以上。当苯乙烯含量小于5质量％时，无法获得充分的抓地性能。氢化苯乙烯-丁二烯共聚物的苯乙烯含量还优选为40质量％以下，更优选35质量％以下。当苯乙烯含量大于40质量％时，无法获得充分的橡胶拉伸强度，并且燃料经济性还可能劣化。当苯乙烯含量落在上述范围之内时，可以更合适地实现本专利技术的效果。苯乙烯含量如后述的实施例所述地进行测定。所述氢化共聚物例如可以通过如下方法合成：聚合芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物以制造聚合物，然后对该聚合物进行氢化，具体地可以通过以下方法合成。<制备共聚物的方法>(聚合方法)芳香族乙烯基化合物和共轭二烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
充气轮胎，其由橡胶组合物形成，其特征在于，所述橡胶组合物包含：氢化共聚物，其通过共聚芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物而得到，所述氢化共聚物的共轭二烯单元的氢化度为75mol％以上；和炭黑，基于100质量％的橡胶成分，所述橡胶组合物包含75质量％以上的所述氢化共聚物，相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物包含30‑80质量份的所述炭黑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 JP 2014-1823951.充气轮胎，其由橡胶组合物形成，其特征在于，所述橡胶组合物包含：氢化共聚物，其通过共聚芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物而得到，所述氢化共聚物的共轭二烯单元的氢化度为75mol％以上；和炭黑，基于100质量％的橡胶成分，所述橡胶组合物包含75质量％以上的所述氢化共聚物，相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物包含30-80质量份的所述炭黑。2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述氢化共聚物的重均分子量是200,000至2,000,000。3.如权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述氢化共聚物的氢化度为90mol％以上。4.如权利要求1-3中任一项所述的充气轮胎，...

【专利技术属性】
技术研发人员：土田刚史，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP