橡胶组合物和包含该组合物的轮胎制造技术

提供一种用于轮胎的橡胶组合物。该橡胶组合物含有１００重量份橡胶，该橡胶含有约７０重量％或更多的苯乙烯－丁二烯橡胶，以橡胶为基准计，该苯乙烯－丁二烯橡胶具有约２０～约６０重量％的苯乙烯含量，以苯乙烯－丁二烯橡胶为基准计；５～１００重量份勃姆石；０～１００重量份二氧化硅，它的ＢＥＴ比表面积为约１３０ｍ↑［２］／ｇ～约３００ｍ↑［２］／ｇ；和５～２００重量份炭黑。包含该橡胶组合物的轮胎在燃料消耗、湿地面牵引力和耐磨性方面有优良的性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶组合物和包含该组合物的轮胎。更特别的是，本专利技术涉及橡胶组合物，其能使轮胎有优良的制动性能和湿路面牵引力，有小的滚动阻力和优良的耐磨性，本专利技术还涉及包含该橡胶组合物的轮胎。关于上述的所需要的性能，已经建议过，可以用填充二氧化硅到胎面胶中的方法来改进低燃料消耗和湿路面牵引力，而不降低耐磨性(例如，日本专利申请未决公开No.(JP-A-)3-252431(相对于US-5409969)，JP-A-6-248116和JP-A-8-225684(相应于US-5717016))。然而，这种填充二氧化硅的方法导致所得轮胎的储存弹性的降低，其引起如它的干路面牵引力降低等问题。虽然已建议，填充更多的二氧化硅会解决干路面牵引力降低的问题，但新的问题会产生，如通过增加二氧化硅的填充量，轮胎胎面胶的可加工性变差，因为在所得的轮胎中填料的总量增加太多。含有非二氧化硅的无机化合物作为填料的橡胶组合物也被建议过。例如，通过填充炭黑和非二氧化硅的无机化合物粉到胎面胶中获得的橡胶组合物已公开在JP-A-7-149950中。该橡胶组合物可能没有影响加工性的因素(当填充大量的二氧化硅时会时常观察到)和可能制得有特定程度湿路面牵引力的轮胎。然而，该橡胶组合物的耐磨性是不够的。为了提高耐磨性，在JP-A-2000-204197(相应于EP-A-1000965)中建议含有粒径为0.8μm的氢氧化铝的橡胶组合物。然而，该橡胶组合物的耐磨性也是不够的，且需要进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供橡胶组合物，其能提供在保持低燃料消耗和湿路面牵引力的同时有改进的耐磨性的轮胎，及提供这样的轮胎本身。本专利技术的专利技术者已研究过能被用在橡胶组合物中的填料，最终完成了本专利技术。本专利技术提供了橡胶组合物，其包括(I)100重量份橡胶，其含有约70重量％或更多的二烯型合成橡胶，以含有二烯型合成橡胶的橡胶为基准；(II)5～100重量份勃姆石；(III)0～100重量份二氧化硅，它的BET比表面积为约130m2/g～约300m2/g；和(IV)5～200重量份炭黑。而且，本专利技术提供橡胶组合物，其包括(I)100重量份橡胶，其含有约70重量％或更多的苯乙烯-丁二烯橡胶，以橡胶为基准，苯乙烯-丁二烯橡胶具有约20～约60重量％的苯乙烯含量，以苯乙烯-丁二烯橡胶烯为基准；(II)5～100重量份勃姆石；(III)0～100重量份二氧化硅，它的BET比表面积为约130m2/g～约300m2/g；和(IV)5～200重量份炭黑。此外，本专利技术提供含有任一种上述橡胶组合物的轮胎。而且，本专利技术提供使用任一种上述橡胶组合物制造轮胎的方法。本专利技术的橡胶组合物含有橡胶，其含有约70重量％或更多的二烯型合成橡胶，以含有二烯型合成橡胶的橡胶为基准。当在含有二烯型合成橡胶的橡胶中的二烯型合成橡胶的量小于约70重量％时，得到具有令人满意的湿地面牵引力的轮胎可能是困难的。二烯型合成橡胶的例子包括苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶等等。这些橡胶的任一种可以单独使用或它们的两种或多种混合使用。二烯型合成橡胶优选是苯乙烯-丁二烯橡胶，且更优选是包括约20重量％(包括该点)～约60重量％(包括该点)的苯乙烯成分的苯乙烯-丁二烯橡胶，以二烯型合成橡胶为基准。当使用所含苯乙烯成分的量小于约20重量％的苯乙烯-丁二烯橡胶时，所得的轮胎的湿地面牵引力趋于降低。另一方面，当用所含苯乙烯成分的量大于约60重量％的苯乙烯-丁二烯橡胶时，所得的橡胶组合物的硬度趋于增加，且所得的轮胎的耐磨性和湿地面牵引力会降低。更优选，本专利技术的橡胶组合物包含，作为橡胶成分的有约20重量％～约60重量％的苯乙烯含量的苯乙烯-丁二烯橡胶，以苯乙烯-丁二烯橡胶为基准。由这样的组合物制得的轮胎有令人满意的湿地面牵引力。本专利技术的橡胶组合物包括勃姆石。勃姆石可以是水合氧化铝(即，氢氧化铝)的一种，它的结晶结构通过X射线衍射分析测得，是勃姆石或假勃姆石。本专利技术所用的勃姆石可以有约100nm或更小的平均初级粒子尺寸。勃姆石(氢氧化铝)优选有约1nm或更大的平均初级粒子尺寸。而且，勃姆石优选有约50nm或更小的平均初级粒子尺寸，更优选有约10nm或更小的平均初级粒子尺寸。勃姆石的平均初级粒子尺寸能表示为Feret直径。Feret直径是通过将在透射电镜镜像中的粒子沿横穿该镜像的某一方向夹在两条平行线间，测量平行线间的距离得到的(见，例如Particle Engineering Handbook，第4页，由ASAKURASHOTEN 1965年出版)。本专利技术中使用的典型的勃姆石可以用化学分子式Al2O3H2O表示，优选在垂直于勃姆石的(120)晶格面方向，有约1nm～约30nm的晶粒大小。当晶粒大小小于约1nm时，在勃姆石的初级粒子间的粘结强度趋于增加，其会导致在橡胶中分散很困难。另一方面，当晶粒大小超过约30nm时，获得高耐磨性的橡胶组合物会很困难。通过用X射线衍射图研究(120)勃姆石的晶格面的半峰宽的值，然后将该值应用到Acherrer方程式中，可以计算晶粒大小。在本专利技术中，可以以5重量份或更多的量使用上述的勃姆石，优选10重量份或更多，以100重量份的上述橡胶为基准。而且，可以使用100重量份或更少的勃姆石，优选80重量份或更少，以100重量份橡胶为基准。当每份橡胶中的勃姆石的量不在上述范围内，得到适用于显示出低燃料消耗、高耐磨性和高湿地面牵引力的轮胎的橡胶组合物会很困难。例如，当勃姆石的量超过100重量份时，所得的轮胎的耐磨性会降低。并不清楚为什么勃姆石能有助于提供适用于具有低燃料消耗、高耐磨性和高湿地面牵引力性能的轮胎的橡胶组合物。假设较小的粒子尺寸和较窄的勃姆石粒子尺寸的分布(比其它水合氧化铝如三水铝石)可能有助于取得上述优势。能获得本专利技术中使用的勃姆石，例如通过水解烷醇铝、铝盐如铝酸钠的中和反应、活化铝盐如ρ氧化铝的再水化、铝盐如硝酸铝在超临界水中水解等等。通过任一种上述的方法制备的勃姆石也可以通过水热处理熟化。在这些方法中，勃姆石的晶粒大小能被控制。例如，这些方法可以一致地提供有约1nm～100nm的初级粒子尺寸和在垂直(120)晶格面方向有约1nm～30nm的晶粒大小的勃姆石。在本专利技术的橡胶组合物中，任选含有二氧化硅。二氧化硅能由化学分子式SiO2表示，BET比表面积为约130m2/g～约300m2/g。当BET比表面积小于约130m2/g，这样会导致获得具有足够弹性模量的橡胶组合物会很困难，当用于轮胎时，所得的轮胎的耐磨性趋向于不够。另一方面，当BET比表面积为超过约300m2/g，橡胶组合物的可加工性会降低。结果是，二氧化硅在橡胶组合物中的分散不均匀，导致所得轮胎的耐磨性不足。二氧化硅的量可以是0～100重量份，以100重量份上述橡胶为基准。优选，使用通过气相方法、湿法(例如，沉淀方法)等等制得的二氧化硅。在本专利技术的橡胶组合物中，可以含有炭黑。炭黑优选具有约80m2/g～约280m2/g的BET比表面积。当炭黑的BET比表面积小于约80m2/g时，所得的橡胶组合物的耐磨性会降低。另一方面，当BET比表面积超过约280m2/g时，该橡胶组合物的可加工性会降低。炭黑的量可以是5～200重量份，以10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，其包括： （Ⅰ）１００重量份橡胶，其含有约７０重量％或更多的苯乙烯－丁二烯橡胶，以橡胶为基准计，该苯乙烯－丁二烯橡胶具有约２０～约６０重量％的苯乙烯含量，以苯乙烯－丁二烯橡胶为基准计； （Ⅱ）５～１００重量份勃姆石； （Ⅲ）０～１００重量份二氧化硅，它的ＢＥＴ比表面积为约１３０ｍ↑［２］／ｇ～约３００ｍ↑［２］／ｇ；和 （Ⅳ）５～２００重量份炭黑。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：新叶智，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]