橡胶组合物和使用该组合物的充气轮胎制造技术

一种具有优异的交联剂耐起霜特性和高硬度的过氧化物交联橡胶组合物，其含有超过６０重量份，但不超过９５重量份选自ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、硅橡胶和／或氟橡胶的橡胶（Ａ）和５重量份但低于４０重量份的极性聚合物（Ｂ），极性聚合物的溶解参数（Ｓｐ值）至少为１７．６（Ｐａ↑［１／２］）且重均分子量至少为１０００００。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有可以改善抗起霜(blooming)特性的交联剂的高硬度橡胶组合物。更具体地涉及到与通用橡胶具有优异可粘合性的高硬度橡胶组合物和使用它作为侧增强层或胎边芯、具有缺气行驶特性的充气轮胎。
技术介绍
在过去，作为获得高硬度橡胶的手段，一般的做法是将大量的交联剂混入到橡胶中。然而交联剂在低极性橡胶如通用橡胶中的溶解度一般很低，因此如果橡胶含有大量交联剂，静止一段时间或更长时间后，将在橡胶的表面出现交联剂的起霜(或沉淀)的问题。作为解决这类问题的方法，当橡胶与硫交联时，可以使用不溶的硫，以便抑制起霜到一定程度，但当在使用不溶的硫时，在橡胶与非硫类型的交联剂如过氧化物交联的情形中，不存在这样的解决方法。尽管如此，对用于要求耐热的场合的橡胶(例如，EPDM)，过氧化物交联可得到优异的耐热性等。因此，与硫交联相比较，更为优选，但这里存在一个问题是与通过常规的硫交联所得到的橡胶相比，通过过氧化物交联所得到的橡胶通常在模量和其他的物理特性上更差一些。(见例如日本未审查专利公开(Kokai)号6-191805)。另一方面，即使由于穿孔、爆胎等所导致的轮胎压力急剧下降，缺气轮胎还能够继续行驶一段距离，这在现有技术中是已经知道的。例如，已经提出了一种具有缺气行驶特性、使用组成中有含有甲基丙烯锌的氢化丁腈橡胶的橡胶组合物、用于具有月牙截面形状的侧增强橡胶层的充气轮胎(见日本未审查专利公开(Kokai)11-100463)。这种橡胶组合物表现出高硬度，适合作为缺气行驶轮胎的侧增强层，但是存在一个问题是与用于轮胎的常规橡胶的硫化粘合性是不够的，需要一层粘合橡胶层，从而使得生产率低下。如果组成中有含有甲基丙烯锌的氢化丁腈橡胶的橡胶组合物的量下降，硫化粘合性得到改善，但存在的问题是不能获得侧增强橡胶所希望的强度。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是提供一种消除了上述现有技术的问题并表现出优异的耐交联剂起霜特性和高强度的橡胶组合物。本专利技术的另一个目的是进一步提供一种充气轮胎，其具有缺气行驶特性，使用一种可和尤其是以上组合物中的常规橡胶组合物很好地硫化粘合的，用于侧增强橡胶层和/或胎边芯的高硬度橡胶组合物，而不使用粘合橡胶层。根据本专利技术，提供了一种具有优异的耐起霜特性的过氧化物交联橡胶组合物，其含有(A)超过60重量份，但不超过95重量份的至少一种选自天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR)、聚丁二烯橡胶(BR)、乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶和氟橡胶的橡胶以及(B)至少5重量份，但低于40重量份的、溶解参数(Sp值)至少为17.6(Pa1/2)且重均分子量至少为100000的极性聚合物(其中组分(A)和(B)的总重量为100重量份)，以及使用它们的充气轮胎。根据本专利技术，也提供了一种过氧化物交联橡胶组合物，其含有(A′)含有至少40重量份聚丁二烯橡胶的橡胶组合物，(B′)含有100重量份的基于烯属不饱和腈-共轭二烯的高饱和共聚物橡胶的橡胶组合物，该共聚物橡胶的共轭二烯单元的含量为30重量％或更低，并将20到120重量份的烯属不饱和羧酸金属盐混入其中，基于总量为100重量份的组分(A′)和组分(B′)，其量在5到40重量份，以及(C)氮比表面积(N2SA)不超过70m2/g的炭黑，其量使组分(B′)和组分(C)的总重量达到20到70重量份(相对于总量为100重量份的组分(A′)和(B′))，以及使用这种组合物作为特别是侧增强橡胶和/或胎边芯、具有缺气行驶特性的充气轮胎。附图简述附图说明图1是沿着中线方向的横截面视图，显示了具有缺气行驶特性的充气轮胎中的侧增强橡胶层排列位置的优选方面。实施专利技术的最佳模式本专利技术涉及解决上述问题的研究，并成功获得了一种可以解决问题的橡胶组合物，其中通过将至少一种可用过氧化物交联的选自NR、IR、SBR、BR、EPM、EPDM、硅橡胶和/或氟橡胶的橡胶(A)与溶解参数(Sp值)至少为17.6(Pa1/2)、重均分子量至少为100000，优选从100000到10000000、其量至少为5重量份但低于40重量份，优选10到30重量份(基于与可和过氧化物交联的上述橡胶(A)总量为100重量份)的极性聚合物(B)相混合。注意上述Sp值被描述于例如日本橡胶联合会编辑的《Shinban GomuGijutsu no Kiso》(新版橡胶技术基础)(发表于1999年4月30日)第101页中，而重均分子量则通过凝胶渗透色谱法来确定。对极性聚合物(B)，优选使用一种由100重量份基于烯属不饱和腈-共轭二烯、共轭二烯单元含量为30重量％或更少，更优选为5到20重量％的高饱和橡胶和20到120重量份的，更优选为30到100重量份的烯属不饱和羧酸金属盐所组成。特别是当其中混入甲基丙烯锌(例如从NipponZeon所获得的商业化ZSC(品牌名))、含H-NBR(也就是氢化丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶)的橡胶组合物被用作极性聚合物时，可以有效地解决常规过氧化物橡胶的低物理特性的缺陷(例如低模量和低耐柔性疲劳)。在本专利技术中，当聚合物(B)的含量少于5重量份时，耐起霜特性差，而当含量为40重量份或更高时，如与其他橡胶的粘合性和断裂强度等物理特性就下降，因此并非优选。另外当极性聚合物(B)的重均分子量小于100000时，极性聚合物本身不能存在于橡胶中，很容易渗出。根据本专利技术，对于被混入橡胶组合物中的极性聚合物(B)的具体例子，可以提及(注意，圆括号中的数字表示其典型Sp值)高苯乙烯丁苯橡胶(17.6到17.8)、聚苯乙烯(17.6到21.1)、NBR(17.6到21.5)、聚硫橡胶(18.4到19.2)、氯化橡胶(19.2)、丙烯酰类橡胶(17.8到18.5)、聚氨酯橡胶(20.5)、通用氯丁橡胶(最高19.2)、聚甲基丙烯酸甲酯(18.6到19.4)、聚乙酸乙烯酯(19.2到19.6)、部分氯磺化聚乙烯(17.6到20.0)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(21.9)、环氧树脂(22.3)和酚树脂(23.1)。另外，也可以使用Sp值为17.6或更低的聚合物改性以增加其极性的改性聚合物。可以提及的例子有环氧化天然橡胶、环氧化SBS、E-GMA-MA或其他环氧化的天然橡胶，马来酸化BR、马来酸化IR、马来酸化SBS、马来酸化PE和其他马来酸改性的聚合物，羧酸化NBR、羧酸化SBR和其他羧酸化改性的聚合物等。在本专利技术中，对于可用于橡胶交联的过氧化物，可以使用任何可用于橡胶交联的有机过氧化物。具体例子是例如过氧化二枯基，过氧化二叔丁基，过氧化叔丁基枯基，过氧化苯甲酰，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己炔-3，2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基过氧化)己烷，α，α′-双(叔丁基过氧化间异丙基)苯等。这些有机过氧化物可以单独使用或任意混合使用，并优选混入的量为0.2到10重量份，更优选为0.2到6重量份，基于100重量份的橡胶。对于可用于本专利技术的有机过氧化物的量没有特别限制，但通常其用量范围在0.2到10重量份。在至少为1.5重量份的大量混合的情形下，本专利技术的橡胶组合物特别有效。另一方面，本专利技术的橡胶组合物是与有机过氧化物交联的橡胶组合物，其含有一种作为成分(A)、(A′)的，含有至少40重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有优异的耐起霜特性的可过氧化物交联的橡胶组合物，其含有（Ａ）超过６０重量份，但不超过９５重量份的选自天然橡胶（ＮＲ）、聚异戊二烯橡胶（ＩＲ）、丁苯橡胶（ＳＢＲ）、聚丁二烯橡胶（ＢＲ）、乙丙橡胶（ＥＰＭ）、三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）、硅橡胶和氟橡胶的至少一种橡胶和（Ｂ）至少５重量份但低于４０重量份的溶解参数（Ｓｐ值）至少为１７．６（Ｐａ↑［１／２］）且重均分子量至少为１０００００的极性聚合物，其中组分（Ａ）和（Ｂ）的总重量为１００重量份。

【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：金成大辅，
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]