含有环状多硫化物作为硫化剂的橡胶组合物及由其制备的充气轮胎制造技术

一种含有１００重量份的硫磺可硫化橡胶（Ａ）和作为硫化剂的０．１～３０重量份的式（Ⅰ）环状多硫化物（Ｂ）的橡胶组合物，其中Ｒ为取代或未取代的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］亚烷基、取代或未取代的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］氧化亚烷基或含有芳环的亚烷基，ｎ为１～２０的整数，ｘ为２～６的数。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种橡胶组合物及由其制备的充气轮胎，所述组合物含有环状多硫化物作为硫化剂并且具有硫磺可硫化橡胶的多种改善的硫化性能(例如，在某些情况下结合其它特定组分，抗热老化性、发热性、断裂特性、耐疲劳性、湿滑性、附着性能、冰雪路面刹车性能、高速耐久性、滚动阻力、横向稳定性、高硬度、高强度、高伸长率等)。
技术介绍
由于通过硫磺硫化得到的交联橡胶包含多硫键，因此其耐热性和硫化返原性差。为了改善耐热性和硫化返原性的问题，已知硫化剂例如四硫化物聚合物或环状多硫化物是有效的(Sho Yamazaki，等The Society ofRubber industry，Japan，1981 Research Presentation Conference Abstract，P.532-17，以及日本未审专利公开(Kokai)No.10-120788)。特别地，就交联效率而言环状多硫化物是优选的，但至今报导的制备环状多硫化物的方法存在一些问题，如制备过程长、使用昂贵的材料等，因而缺乏可实用性(即日本未审专利公开(Kokai)No.58-122944和日本未审专利(Kokai)No.2002-293783)。近年来，充气轮胎已在多个方面得到改善。在这些改进中，为了提高抗热老化性能，日本未审专利公开(Kokai)No.6-57040提出了EV交联的方法(即混入大量硫化促进剂以降低多硫键的比例)，但其具有动态耐疲劳性较差的问题。因此在日本未审专利公开(Kokai)No.2002-293783中公开了一种解决抗热老化性和动态耐疲劳性之间这种权衡的方法，但情况仍不能满足需要。此外，作为充气轮胎用的轮胎胎面胶，由于改善耐磨性或附着性能是必需的，已经找到了具有高拉伸强度或断裂伸长率的橡胶组合物。另一方面，轮胎胎面胶容易降解。伴随着老化，胎面发生硬化和附着力下降。不仅如此，在某些情形下，甚至有胎面剥落等危险。为改善高性能轮胎的附着力持久性，例如已经对硫化剂或硫化促进剂的使用作了研究，但特别是在具有大量填料的橡胶组合物中，不能以令人满意的水平同时满足附着力和其持久性(参见日本未审专利公开(Kokai)No.2001-348461和日本未审专利公开(Kokai)No.10-151906)。对于缓冲层橡胶来说，为了改善高速耐久性，已在寻找提供高拉伸强度和断裂伸长率的橡胶组合物。另一方面，也已在寻找用于改善操纵稳定性的高硬度缓冲层橡胶和用于改善燃料效率的低tanδ缓冲层橡胶。这些物理性质处于权衡状态。从这一角度考虑，已在寻找提供高硬度、高强度和伸长率且不会导致tanδ升高的橡胶组合物。此外，在近年来对充气轮胎的多种改进中，对于胎圈外护胶来说，为了改善耐疲劳性，已在寻找提供高拉伸强度和断裂伸长率的橡胶组合物(例如参见日本未审专利公开(Kokai)No.2002-105249)。另一方面，也已在寻找用于改善操纵稳定性的高硬度缓冲层橡胶和用于改善燃料效率的低tanδ缓冲层橡胶(例如参见日本未审专利公开(Kokai)No.5-51487)。这些物理性质处于权衡状态。从这一角度考虑，已在寻找提供高硬度、高强度和伸长率且不会导致tanδ升高的橡胶组合物。存在对紧急情况下可行驶的充气轮胎的需求，这种轮胎可使其甚至在用于汽车等期间被刺穿、燃烧等情况下行驶一定距离和迅速降低内部压力，即防爆轮胎。为满足这一需求，已提出多种建议。作为一种建议，例如日本未审专利公开(Kokai)No.10-297226和日本国家公开(Tokuhyo)No.2001-519279公开了在充气轮胎的空腔的轮缘上安装缺气行驶支撑物(中心环)以及使用它支撑刺穿的或其它方式损伤的充气轮胎以使得能够进行缺气行驶操作。用于这种防爆轮胎的侧面增强层的橡胶要求具有低发热性能和高硬度特征，并由此混入了大量聚丁二烯橡胶(BR)或者使用了高交联密度配方。然而，所述胎侧增强橡胶要求具有强的耐热性和耐疲劳性特征，因此若试图通过EV交联而提高耐热性(也就是混入其量比硫磺多的硫化促进剂以提高单硫键和二硫键的比例)，则弯曲疲劳强度会变差，而反过来，若使用常规交联(也就是说，提高硫磺的量超过所述促进剂和提高多硫化物的比例)，则可改善弯曲疲劳强度，但耐热性或老化性能会变差，也就是说这是一个自相矛盾的问题。此外，胎侧增强橡胶的配方包含大量聚丁二烯橡胶，因此即使是新制品(老化前)也只具有低断裂伸长率，因而长期使用后(老化后)其缺气行驶的持久性是有限的。此外，由于防爆轮胎具有厚侧面部件，因此在硫化时，轮胎内部的导热困难。当高温硫化时，靠近表面和内部的物理性质将会产生巨大差别，而在低温硫化时存在生产率差的问题。如图1所示的缺气行驶中心环1安置在充气轮胎2的内腔3中，其由环形金属壳4和弹性环5组成并且支撑在轮缘6上。所述缺气行驶中心环的弹性环需要具有低发热性和高硬度，但是如果硬度增加(交联密度增加)且同时保持低发热性，则断裂伸长率会变小，从而在缺气行驶操作期间的持久性会受到限制。此外，中心环1的弹性环始终与所述轮缘接触，正常操作时因制动产生的热量传送至所述轮缘，因而轮缘长时间地暴露在相当高的温度下。因此如果橡胶的抗热老化性差，则会存在在缺气行驶状态下不能体现预期性能的问题。此外，充气轮胎的内衬层往往使用丁基橡胶类，如丁基橡胶或卤化丁基橡胶(如参见日本未审专利公开(Kokai)No.10-87884)，但是丁基橡胶可用炭黑等补强的性能差，因此丁基橡胶的组合物的机械性能较差且在应用中受到限制。此外，要求充气轮胎的带束层混合物提供高刚度，但是如果试图通过增加炭黑用量或增加作为硫化剂或硫化促进剂的硫磺用量来提高刚度，则伸长率会下降和耐疲劳性会降低。结果在所述带束层的末端会发生分离并在轮胎中产生问题，因而确保高刚度和伸长率是必要的(日本未审专利公开(KoKai)No.2001-226528)。此外，为了得到强的结合作用，提出了混入大量硫磺(日本未审专利公开(Kokai)No.2000-233603)，但是这会导致抗热老化性下降。为了提高抗热老化性，可以增加抗氧化剂，但是这会导致易于损害与金属丝(金属)的结合作用。专利技术详述因此本专利技术的目的在于通过使用环状多硫化物代替至少部分常用的硫磺硫化剂作用而解决传统充气轮胎工业中存在的多种问题，以及提供具有硫化橡胶的多种改进物理性质的橡胶组合物及由其制备的充气轮胎。根据本专利技术，提供了一种含有100重量份的硫磺可硫化橡胶(A)和作为硫化剂的0.1～30重量份的式(I)环状多硫化物(B)的橡胶组合物 其中R为取代或未取代的C2-C20亚烷基、取代或未取代的C2-C20氧化亚烷基或具有芳环的亚烷基，n为1～20的整数，x为平均2～6的数。附图简述将参照附图说明本专利技术，其中图1为沿经向的横截面图，其显示了本专利技术的轮胎中心环的一个实施方案的主要部分。本专利技术的最佳实施方案在本专利技术的说明书和附属权利要求书中，所用的单数形式应当理解为包括复数形式，除非从上下文中明显可以确定不是这样。在本专利技术中，作为所述橡胶组合物中的硫化剂，至少部分常用硫磺(在某些情况下全部)用(B)具有式(I)的环状多硫化物代替。所述环状多硫化物可以由例如下述方式制备。也就是，所述具有式(I)的环状多硫化物通过具有式X-R-X的二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有１００重量份的硫磺可硫化橡胶（Ａ）和作为硫化剂的０．１～３０重量份的式（Ⅰ）环状多硫化物（Ｂ）的橡胶组合物：＊＊＊其中Ｒ为取代或未取代的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］亚烷基、取代或未取代的Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］氧化亚烷基 或具有芳环的亚烷基，ｎ为１～２０的整数，ｘ为平均２～６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：崔源文，松村智行，纲野直也，高濑一浩，金成大辅，穗高武，名取润一郎，
申请(专利权)人：横滨橡胶株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]