橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供能改进轮胎的操纵稳定性且硫化生产率和挤出加工性优异的橡胶组合物，更具体地，提供橡胶组合物，其包含由天然橡胶和基于二烯的合成橡胶中至少一种构成的橡胶组分、至少含无机填料的填料、具有与橡胶组分优异的相容性且对于无机填料具有亲合力的特定化合物和硼酸钠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎， 更具体地，涉及能改进轮胎的操纵稳定性并且硫化生产率和挤 出加工性优异的橡胶组合物。
技术介绍
随着近来对降低机动车燃料消耗的要求，需要具有低滚动 阻力的轮胎。在这方面，提出了使用无机填料如二氧化硅等作 为填料或使用该无机填料与炭黑的橡胶组合物(参见JP國A-2000-80205和JP画A画2002誦179841)。在胎面中使用这类橡胶 组合物的轮胎的滚动阻力低，低燃料消耗以及以抗湿滑性(wet skidresistance)为代表的湿路上的操纵稳定性优良。然而，这种 轮胎中存在这样的问题在干燥状态的操纵稳定性差，这是因 为其耐磨性差且弹性模量低。当在轮胎胎面中使用配混有无机填料如二氧化硅等的橡胶 组合物时，作为轮胎耐磨性、弹性模量等恶化的原因，认为 与通常用作填料的炭黑相比，无机填料对于作为胎面的橡胶组 分的共轭二烯橡胶的亲合力低，因此无机填料在共扼二烯基橡胶中的分散性差，且不能获得充分的补强效果。相反，开发并使用各种硅烷偶联剂以改进无机填料对于共轭二烯基橡胶的亲合力，但无机填料在共轭二烯基橡胶中的分散性仍然不够，尚有改进的空间。另一方面，JP-A-2003-176378公开一种橡月交组合物，其中通过使用分子中具有至少一个对橡胶组分的活性基团a且具有 共轭二烯基橡胶中的分散性以改进储能模量。
技术实现思路
然而，专利技术人已进一步研究并发现具有至少一个对橡月交 组分的活性基团a和在同 一 个分子中两个以上对无机填料的吸 附基团b的化合物会延緩橡胶组合物的硫化速率，因此轮胎的碌u 化生产率恶化。相反，若试图通过作为传统方法的以硫化促进 剂调节而保持硫化速率，则橡胶组合物的抗焦烧性恶化而且挤 出加工性也恶化，所以发现不能以硫化促进剂调节来补偿硫化 生产率。因此，本专利技术目的在于提供能改进轮胎操纵稳定性并具有 优异的硫化生产率和挤出加工性的橡胶组合物。还有，本专利技术 的另 一个目的在于提供使用该橡胶组合物并且操纵稳定性和生 产率优异的充气轮胎。专利技术人进行了大量的研究以达到上述目的，发现通过在 橡胶组合物中使用无机填料、具有与橡胶组分良好的相容性并 与对无机填料有亲合力的特定化合物以及硼酸钠，在不降低橡 胶组合物的挤出加工性的情况下，能够改进橡胶组合物的硫化 速率，通过在轮胎中4吏用该橡胶组合物可大大改进胎的碌u化 生产率，结果完成了本专利技术。即，根据本专利技术的橡胶组合物的特征在于包含由天然橡胶 和基于二烯的合成橡胶中至少 一种构成的橡胶组分、至少含无机填料的填料、由下式(I)表示的化合物和硼酸钠HOOC-CH《H-COO画R、CO-CH《H-COOH…(1) [其中W为由式-1120-表示的基团{其中112为具有碳数目2-36的 亚烷基或亚烯基或者二价的芳香烃基}，由式-(1130)5-表示的基 团{其中RS为具有碳数目2-4的亚烷基；s为l到60的数，其表示加成的氧化烯基的平均摩尔数},由式-(:112(:11(011)<:1120-表示的基团或由式-(R40-COR5-COO-)tR40-l示的基团{其中114为具 有碳数目2-18的亚烷基或亚烯基、二价芳香烃基或由式 -(R^O)uR、表示的基团(其中I^为具有碳数目2-4的亚烷基；且u 为l-30的数，其表示加成的氧化烯基的平均摩尔数)；Rs为具有 碳数目2-18的亚烷基或亚烯基或二价芳香烃基；t为作为平均值 1-30的数}]。根据本专利技术橡胶组合物中，所配混的硼酸钠的量优选为 5-80质量％,更优选为20-50质量％，基于式(I)表示的化合物。 在这种情况下，硫化生产率能在良好地保持挤出加工性的同时 得以提高。在根据本专利技术的橡胶组合物的优选实施方案中，至少30质 量％的填料为无机填料。在根据本专利技术的橡胶组合物的另一优选实施方案中，橡胶 组分包含30-100质量％的具有结合苯乙烯含量35-50%的苯乙烯 -丁二烯共聚物橡胶。这种情况下，橡胶组分更优选具有平均结 合苯乙烯含量不低于26.5%。本专利技术中，无机填料为二氧化硅或由下式(II)表示的无机化 合物wM xSiOy zH20...(II)。在这种情况下，二氧化硅特别优选具有氮吸附 比表面积(N2SA)为180到270m2/g。根据本专利技术的橡胶组合物优选进一 步以基于无机填料为 1-20质量％的比例包含硅烷偶联剂。这种情况下，硅烷偶联剂更优选为下式(III)表示的化合物AcB3-cSi-X-Sd-X-SiAcB3々..(m) 。而且，根据本专利技术的充气轮胎特征在于在任何轮胎构件中 使用该橡胶组合物。作为轮胎构件，优选胎面。此外，根据本 专利技术的充气轮胎优选作为客车轮胎。根据本专利技术，可提供通过除了无机填料和式(I)的化合物之 外配混硼酸钠而能够改进轮胎的操纵稳定性和具有优异的硫化 生产率和挤出加工性的橡胶组合物。同样，可以提供使用该橡胶组合物并且操纵稳定性和生产率优异的充气轮胎。 最佳实施方式下面将详细描迷本专利技术。根据本专利技术的橡胶组合物包含由 天然橡胶和基于二烯的合成橡胶中至少 一种构成的橡胶组分， 至少含有无机填料的填料，由式(I)表示的化合物以及硼酸钠。 由于根据本专利技术的橡胶组合物包含无机填料如二氧化硅等，因 此潮湿状态下的操纵稳定性良好，滚动阻力低，且低燃料消耗 优良。而且，式(I)的化合物与橡胶组分的相容性优良，因为其 具有两个以上与羧基和氧化羰基(oxycarbonyl)键合的碳-碳双 键，而且还由于具有两个羧基，对无机填料的亲合力也优良。 因此，无机填料在橡胶组分中的分散性可以通过使式(I)的化合 物与无机填料 一 起配混入橡胶组分来改进，以4吏橡胶组合物高 弹性化，结果，通过使用该橡胶组合物，轮胎在干燥状态的操纵稳定性也能够得以改进。而且，根据本专利技术的橡胶组合物除 式(I)的化合物之外含有硼酸钠，使得在挤出时不会引起焦烧， 且提高硫化速率。因此，该橡胶组合物的挤出加工性优良，4吏 用该橡胶组合物的轮胎硫化生产率优良。作为根据本专利技术的橡胶组合物的橡胶组分，提及天然橡胶(NR)和基于二烯的合成橡胶。作为基于二烯的合成橡胶，提及 聚丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、聚异戊 二烯橡胶(IR)、 丁基橡胶(IIR)等。这些橡胶组分可以单独使用 或两种以上组合l吏用。而且，橡月交组分优选包含30-100质量％ 的具有结合苯乙烯含量35-50%的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶，且 橡胶组分的平均结合苯乙烯含量更优选为不低于26.5%。当平 均键接苯乙烯含量不低于26.5%时，千燥状态下的操纵稳定性 能在不损害潮湿状态下的操纵稳定性和低燃料消耗的情况下大 大改进。这是由于这样的事实当使用式(I)的化合物、具有结 合苯乙烯含量不低于35%的苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶和无机 填料时，三种成分之间的亲合力变高，同时可以实现高弹化 (elasiticization)以及对低燃料消耗性恶化的控制(提高滚动阻力 的控制)。要求根据本专利技术的橡胶组合物中的填料至少含有无机填 料，优选含有不低于30质量％的无机填料。作为填料，提及除 无机填料之外的炭黑等。使用含无机填料的橡胶组合物的轮胎 滚动阻力低，低燃料消耗优良，而且在潮湿状态下的操纵稳定 性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，其包含由天然橡胶和基于二烯的合成橡胶中至少一种构成的橡胶组分、至少含无机填料的填料、由下式（Ⅰ）表示的化合物和硼酸钠：　　　　ＨＯＯＣ－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－Ｒ↑［１］－ＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯＨ…（Ⅰ）　　　　［其中Ｒ↑［１］为由式－Ｒ↑［２］Ｏ－表示的基团｛其中Ｒ↑［２］为具有碳数目２－３６的亚烷基或亚烯基或者二价的芳香烃基｝，由式－（Ｒ↑［３］Ｏ）↓［ｓ］－表示的基团｛其中Ｒ↑［３］为具有碳数目２－４的亚烷基；ｓ为１到６０的数，其表示加成的氧化烯基的平均摩尔数｝，由式－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ↓［２］Ｏ－表示的基团或由式－（Ｒ↑［４］Ｏ－ＣＯＲ↑［５］－ＣＯＯ－）↓［ｔ］Ｒ↑［４］Ｏ－表示的基团｛其中Ｒ↑［４］为具有碳数目２－１８的亚烷基或亚烯基、二价芳香烃基或由式－（Ｒ↑［６］Ｏ）↓［ｕ］Ｒ↑［６］－表示的基团（其中Ｒ↑［６］为具有碳数目２－４的亚烷基；且ｕ为１－３０的数，其表示加成的氧化烯基的平均摩尔数）；Ｒ↑［５］为具有碳数目２－１８的亚烷基或亚烯基或二价芳香烃基；ｔ作为平均值为１－３０的数｝］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子智，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：JP[日本]