一种橡胶组合物，以１００重量份的含有天然橡胶和／或二烯合成橡胶的橡胶组分为基准，含有２５～１００重量份的表面处理的二氧化硅，所述表面处理的二氧化硅，可以通过混合二氧化硅和含硫有机硅化合物制得，其中含硫有机硅化合物如通式（１）所示： Ｒ↑［１］－＊－Ｒ↑［４］－Ｓｘ－Ｚ （１） 其中Ｒ↑［１］～Ｒ↑［３］分别为具有１～１２个碳原子的烷基或烷氧基，Ｒ↑［４］为具有１～６个碳原子的亚烷基，Ｚ为Ｒ↑［１］Ｒ↑［２］Ｒ↑［３］－Ｓｉ－Ｒ↑［４］－或具有１～１２个碳原子的烷基、酰基或芳基，并且Ｒ↑［１］～Ｒ↑［４］及Ｚ可以相同或不同；ｘ为多硫部分中硫原子的数目，ｘ的平均值为２～５， 或如通式（２）所示： ＊＊＊ （２） 其中Ｒ↑［１］～Ｒ↑［３］分别为具有１～１２个碳原子的烷基或烷氧基，Ｒ↑［４］和Ｒ↑［５］分别为具有１～６个碳原子的烷基，并且Ｒ↑［１］～Ｒ↑［５］可以相同或不同， 在１３０～１８０℃温度下，以１００重量份的所述二氧化硅为基准，所述含硫有机硅化合物的混入量为１～２０重量份。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎。 专利技术背景近来，对轮胎性能的需求多种多样，除了低燃料消耗外，还包括诸如操控稳定性、耐磨性和行驶质量等性能。为了改进这些性能，人们已经进行了各种各样的设计。在这些性能中，特别是轮胎的防滑性能和滚动阻力性能(低燃料消耗性能)是涉及到橡胶的滞后损失的性能。通常，当滞后损失增大时，抓地力会增加，从而改进刹车性能，但是滚动阻力也会增加，从而造成燃料消耗增加。因此，由于防滑性能与滚动阻力性能之间是对立的关系，为了同时满足这两种性能，人们提出了很多种用于轮胎的橡胶组合物。 比如，已知的致力于改进低放热性能的混入二氧化硅和硅烷偶联剂的方法。硅烷偶联剂通过与二氧化硅表面的硅烷醇基团键合，可以防止二氧化硅间的聚凝；同时，通过使二氧化硅和聚合物与硅烷偶联剂化学键合，可以降低滚动阻力并且改进耐磨性。然而，为了达到这些目的，当二氧化硅和硅烷偶联剂被捏合时，二氧化硅和硅烷偶联剂需要在高温下充分反应，并且在处理工艺如捏合过程中，硅烷偶联剂中与橡胶反应的官能团开始反应，会造成产生被称之为凝聚的橡胶焦化现象的问题。当在不会发生橡胶焦化的较低温度下进行捏合时，由于硅烷偶联剂和二氧化硅反应不充分，会出现性能下降如耐磨性下降的问题。 JP-A-2003-192842公开了一种橡胶组合物，通过混入特定量的特定的无水二氧化硅和水合二氧化硅，可以在不降低耐磨性和滚动阻力性能的情况下，改进湿防滑性，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎，但其加工性能没有得到提高，而且在滚动阻力性能和湿防滑性能方面还有提高的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种橡胶组合物，能够同时改进加工性能、耐磨性、滚动阻力性能和湿防滑性能，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。 本专利技术涉及一种橡胶组合物，以100重量份的含有天然橡胶和/或二烯合成橡胶的橡胶组分为基准，含有25～100重量份的表面处理的二氧化硅，所述表面处理的二氧化硅，可以通过混合二氧化硅和含硫有机硅化合物制得，其中含硫的有机硅化合物如通式(1)所示 其中，R1～R3分别为具有1～12个碳原子的烷基或烷氧基，R4为具有1～6个碳原子的亚烷基，Z为R1R2R3-Si-R4或具有1～12个碳原子的烷基、酰基或芳基，并且R1～R4及Z可以相同或不同；x代表多硫部分中硫原子的数目，并且x的平均值为2～5，或者如通式(2)所示 其中，R1～R3分别为具有1～12个碳原子的烷基或烷氧基，R4和R5分别为具有1～6个碳原子的烷基，并且R1～R5可以相同或不同，在130～180℃下，以100重量份的二氧化硅为基准，含硫有机硅化合物的混入量为1～20重量份。 表面处理的二氧化硅优选通过溶剂萃取，未反应的含硫有机硅化合物在萃取的溶液中的量至多为50wt％。 表面处理的二氧化硅优选通过使含硫的有机硅化合物与二氧化硅在存在酸性化合物的条件下反应进行制备，其中以100重量份的二氧化硅为基准，酸性化合物的量为0.1～10重量份。 表面处理的二氧化硅优选通过使含硫的有机硅化合物与二氧化硅在存在碱性化合物的条件下反应进行制备，其中以100重量份的二氧化硅为基准，碱性化合物的量为0.1～10重量份。 表面处理的二氧化硅优选通过使一部分含硫的有机硅化合物与二氧化硅在存在酸性化合物的条件下反应，其中以100重量份的二氧化硅为基准，酸性化合物的量为0.1～10重量份；然后，使剩余的含硫的有机硅化合物与二氧化硅在存在碱性化合物的条件下反应进行制备，其中以100重量份的二氧化硅为基准，碱性化合物的量为0.1～10重量份。 所述酸性化合物和/或碱性化合物优选为钠盐和/或钾盐。 另外，本专利技术还涉及一种含有该橡胶组合物的充气轮胎。具体实施方式本专利技术的橡胶组合物包含橡胶组分和表面处理的氧化硅。 橡胶组分包含天然橡胶(NR)和/或二烯合成橡胶。 二烯合成橡胶的例子有丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)和丁基橡胶(IIR)。这些橡胶可以单独使用，也可以其中至少两种组合使用。在这些橡胶中，由于可以提高防滑性能而优选为丁苯橡胶。 当包含天然橡胶时，在橡胶组分中天然橡胶的量优选至少为10wt％，并且进一步优选至少为15wt％。当天然橡胶的量低于10wt％时，与其它二烯橡胶的相容性相反会恶化，而且不但加工性能会下降，而且性能也可能会下降。另外，天然橡胶的量优选至多为100wt％，并且进一步优选至多为90wt％。 丁苯橡胶的苯乙烯单元的量优选至少为10wt％，并且进一步优选至少为15wt％。当丁苯橡胶的苯乙烯单元的量低于10wt％时，会有无法获得足够的防滑性能的趋势。另外，丁苯橡胶的苯乙烯单元的量优选至多为50wt％，并且进一步优选至多为45wt％。当丁苯橡胶的苯乙烯单元的量超过50wt％时，滚动阻力趋于降低。 当橡胶组合物中包含丁苯橡胶时，丁苯橡胶的量优选至少为10wt％，并且进一步优选至少为15wt％。当丁苯橡胶的量低于10wt％时，会有无法获得足够的防滑性能的趋势。另外，丁苯橡胶的量优选至多为100wt％，并且进一步优选至多为90wt％。 通过使用含硫的有机硅化合物处理二氧化硅可以制得表面处理的二氧化硅。 二氧化硅包括由干法或湿法制备的二氧化硅，但二氧化硅的制备工艺并无特别限制。 二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)优选至少为40m2/g，并且进一步优选至少为50m2/g。当二氧化硅的氮吸附比表面积小于40m2/g时，增强效果趋于变小。另外，二氧化硅的氮吸附比表面积优选至多为400m2/g，并且进一步优选至多为380m2/g。当二氧化硅的氮吸附比表面积超过400m2/g时，分散性下降，并且橡胶组分的发热性有增大的趋势。 由于二氧化硅与含硫的有机硅化合物的反应为水解反应，因此需要一定的湿气。然而，由于二氧化硅会吸收空气中的湿气，因此根据周围环境含水量可能不是常量。在这种情况下，不但二氧化硅与含硫的有机硅化合物发生再生反应，而且表面处理的二氧化硅的储存稳定性也趋于恶化；因此，二氧化硅的含水量优选调为1～6％。当含水量小于1％时，会有水解反应进行不充分的趋势；而当含水量超过6％时，储存稳定性趋于恶化。 二氧化硅中含水量的调节可以只通过二氧化硅进行，也可以在下文中将提及的存在酸性化合物或碱性化合物的条件下进行。虽然二氧化硅中含水量的调节方法并无特定限制，但例子有在100～130℃下对二氧化硅进行10分钟～3小时加热处理的方法。加热处理可以将二氧化硅静置于干燥剂中进行，也可以在装有搅拌叶和加热装置的混合器中将其搅拌的同时进行。 含硫的有机硅化合物为如下列通式(1)或(2)所示的化合物 (其中，R1～R3为具有1～12个碳原子的烷基或烷氧基，R4为具有1～6个碳原子的烷基，Z为R1R2R3-Si-R4或具有1～12个碳原子的烷基、或酰基或芳基，并且R1～R4以及Z分别可以相同或不同。另外，X代表多硫部分中的硫原子数目，并且X的平均值为2～5)。 在通式(1)中，R1～R3优选为烷基或烷氧基。当R1～R3为烷基时，碳原子的数目优选为1～10。另外，当R1～R3为烷氧基时，碳原子的数目优选为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，以100重量份的含有天然橡胶和/或二烯合成橡胶的橡胶组分为基准，含有25～100重量份的表面处理的二氧化硅，所述表面处理的二氧化硅，可以通过混合二氧化硅和含硫有机硅化合物制得，其中含硫有机硅化合物如通式(1)所示 其中R1～R3分别为具有1～12个碳原子的烷基或烷氧基，R4为具有1～6个碳原子的亚烷基，Z为R1R2R3-Si-R4-或具有1～12个碳原子的烷基、酰基或芳基，并且R1～R4及Z可以相同或不同；x为多硫部分中硫原子的数目，x的平均值为2～5，或如通式(2)所示 其中R1～R3分别为具有1～12个碳原子的烷基或烷氧基，R4和R5分别为具有1～6个碳原子的烷基，并且R1～R5可以相同或不同，在130～180℃温度下，以100重量份的所述二氧化硅为基准，所述含硫有机硅化合物的混入量为1～20重量份。2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，当用溶剂萃取所述表面处理的二氧化硅时，萃取的溶液中含有的未反应的含硫有机硅化合物的量至多为50wt％。3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，通过使含硫有机硅化合物与所述二氧化硅在存在酸性化合物的条件下反应进行制备，其中以100重量份所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：八木则子，皆川康久，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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