胎面为弹性体组合物的轮胎制造技术

本发明专利技术公开了一种具有橡胶胎面的充气橡胶轮胎，其中基于１００重量份胎面橡胶计，所述胎面橡胶包含（Ａ）大约１０－５０ｐｈｒ天然顺－１，４－聚异戊二烯橡胶和（Ｂ）大约５０－９０ｐｈｒ基本合成橡胶，所述基本合成橡胶包含（ｉ）大约３０－８０ｐｈｒ Ｔｇ在大约－７０℃到大约－１００℃的范围并且异戊二烯含量在大约５－７０％范围的异戊二烯／丁二烯共聚物弹性体和（ｉｉ）大约５－３０ｐｈｒ至少一种其它基于二烯的Ｔｇ在大约－５℃到大约－３０℃范围的弹性体，其中所述异戊二烯／丁二烯共聚物弹性体的Ｔｇ至少比所述其它基于二烯的弹性体的Ｔｇ低４０℃。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胎面由至少两种合成弹性体基料的橡胶共混物构成的充气橡胶轮胎，所述至少两种合成弹性体基料由(i)rg在大约-70～-100℃范围的特定异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶，和(ii)Tg在大约-5～-30℃范围的二烯基弹性体以及少量天然顺—1，4-聚异戊二烯橡胶组成。所述两种Tg分开或隔开至少40℃的合成弹性体基料的选择是胎面橡胶共混物的一个重要特征。所述Tg在-5到-30℃范围的弹性体的代表性实例是3，4-聚异戊二烯弹性体、苯乙烯/异戊二烯共聚物弹性体和高乙烯基聚丁二烯弹性体。一方面，可以用由碳黑或碳黑和硅石的组合伴以偶联剂组成的增强填充剂来增强胎面橡胶共混物。充气橡胶轮胎通常都制成胎面一般由弹性体共混物构成的。人们常常希望能够根据轮胎的使用用途将胎面的复合材料设计成能提供最佳牵引力、胎面磨损和/或滚动阻力性能的轮胎。本专利技术主要致力于载人车辆轮胎，人们希望这样的轮胎胎面具有在道路上良好的牵引力、投入使用后良好的胎面磨损性能和为节省车辆燃料而较低的滚动阻力。人们已充分认识到，如果想要特别增强上述三项轮胎胎面性能之一，则常常另两个性能的一个或多个会有所降低，否则只好作罢。在轮胎胎面中使用单一成分的弹性体被认为很难或不易达到上述三项性能的适当平衡，因此通常为此目的而使用弹性体共混物。已经在各种轮胎胎面组合物中使用了各种基于二烯的弹性体，包括异戊二烯和丁二烯的均聚物及其相互间的共聚物及其与乙烯基芳族材料例如苯乙烯的共聚物。例如顺-1，4-聚异戊二烯、3，4-聚异戊二烯顺-1，4-聚丁二烯，苯乙烯/丁二烯共聚物和异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体已经以各种组合用于轮胎胎面组合物中。异戊二烯/丁二烯弹性体被用于或建议用于各种轮胎胎面橡胶组合物中。例如可参见美国专利5,294,663。可以制备玻璃化转变温度范围很宽(例如大约-10℃到大约-100℃)的异戊二烯/丁二烯弹性体这取决于微结构。一般来说，共聚物中乙烯基或1，2-单元越多和/或34-聚异戊二烯含量越高，则共聚物的Tg越高。如果希望降低轮胎的滚动阻力和改善胎面磨损，人们会认为具有很低Tg(例如在大约-70到大约-100℃的范围)的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体比Tg在较高温度范围的异戊二烯/丁二烯弹性体更为有利。然而，这样的共聚物弹性体与具有大约-30℃到大约-50℃的较高范围Tg的类似共聚物弹性体相比便在轮胎胎面的牵引力性能上稍差一些。这样的具有相当低Tg温度范围的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体有时在本文中称为“低Tg IBR”。有人以前提出将这样的Tg在大约-75℃到大约-90℃的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体用于由这样的弹性体、顺-1，4-聚异戊二烯天然橡胶和可选的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶组成的轮胎胎面组合物中。此处，人们认为顺-1，4-聚异戊二烯天然橡胶一般Tg为大约-65℃而含有大约5到大约30％苯乙烯的苯乙烯/丁二烯共聚物弹性体的Tg预期在大约-40到大约-70℃的范围，这主要取决手苯乙烯含量。因此，上述低Tg IBR、天然橡胶和苯乙烯/丁二烯弹性体具有基本相当的Tg，总体上在大约-40到大约-90℃的范围。人们认为这三种橡胶基本上是相容的，原因是尽管有Tg的多样性，混合的橡胶共混物却表现出单一的Tg或相对较宽的Tg。尽管迄今为止人们已经提供或提出了各种由包括上述弹性体在内的各种弹性体组成的橡胶胎面的轮胎，但人们仍希望提供具有新的弹性体共混物橡胶胎面的轮胎。本文所指的玻璃化转变温度即Tg代表相应的未硫化、未混合状态的弹性体的玻璃化转变温度。Tg可用差示扫描量热计以每分钟1℃的升温速率适当地测定。根据本专利技术，提供了一种具有橡胶胎面的充气橡胶轮胎，其中基于100重量份胎面橡胶计，所述胎面橡胶包含(A)大约10-50或者大约10-40phr天然顺-1，4-聚异戊二烯橡胶和(B)大约50-90或者大约60-90phr基本合成橡胶，所述基本合成橡胶包含(i)大约30-80、优选大约40-60phr Tg在大约-70℃到大约-100℃的范围并且异戊二烯含量在大约5-70％范围的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体和(ii)大约5-30、优选大约10-20phr至少一种其它基于二烯的Tg在大约-5℃到大约-30℃范围的弹性体，其中所述异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体的Tg至少比所述其它基于二烯的弹性体的Tg低40℃。因此，在本专利技术的实践中轮胎胎面的弹性体组合物的主要成分是上述由两种所述合成弹性体组成的合成橡胶基料，其中之一要求是具有明确分开的Tg(要求至少分开40℃)的低Tg异戊二烯/丁二烯弹性体并要求弹性体组合物中有少量天然橡胶。所述其它基于丁二烯的弹性体(ii)是3，4-含量在大约40-70％范围且Tg在大约-10℃到大约-20℃范围的3，4-聚异戊二烯弹性体；含有大约5-35％苯乙烯且Tg在大约-5℃到大约-30℃范围的苯乙烯/异戊二烯共聚物弹性体。；1，2-乙烯基含量在大约60-80％范围且Tg在大约-20℃到大约-30℃范围的高乙烯基聚丁二烯弹性体；和Tg在大约-10℃到大约-30℃范围的异戊二烯/丁二烯共聚物。在本专利技术的实践中，优选的其它合成弹性体(ii)是3，4-聚异戊二烯、高乙烯基聚丁二烯和苯乙烯/异戊二烯共聚物弹性体。在保持上述基本合成弹性体组合物的同时，本文预见胎面橡胶组合物可含有大约5-30％、或者大约5-20phr至少再一种基于二烯的合成弹性体，只要所述基本合成弹性体在橡胶组合物中是主要成分或占橡胶组合物中全部弹性体的至少50phr(50％(重量))便可。附加的弹性体不受上述Tg分开40℃的限制。上述基于合成二烯的附加的弹性体可以是例如异戊二烯与丁二烯的聚合物和共聚物，但不是上述Tg在大约-70℃到大约-100℃范围的异戊二烯/丁二烯共聚物，因为这样的弹性体是以附加的弹性体的形式出现的，和异戊二烯和/或丁二烯与选自苯乙烯和α—甲基苯乙烯的芳族乙烯基化合物的共聚物。所述附加的合成弹性体的代表性的实例有顺-1，4-聚丁二烯、乙烯基含量在大约30-50％范围的中乙烯基聚丁二烯，Tg在大约-30℃到-50℃范围的异戊二烯/丁二烯共聚物，Tg在大约-5℃到-30℃范围且异戊二烯含量在大约75-90％范围的苯乙烯/异戊二烯共聚物弹性体，环氧当量在大约10-50％的环氧天然橡胶弹性体，丙烯腈含量在大约5-50％范围的羧化的丙烯腈/丁二烯共聚物弹性体，Tg在大约-85℃到-95℃范围的顺-1，4-聚丁二烯弹性体和通过有机溶液聚合或水乳液聚合制得的Tg在大约-15℃到-35℃范围且苯乙烯含量在大约10-50％的苯乙烯/丁二烯共聚物和苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元共聚物。在实践中，用于胎面组合物的弹性体(包括另一种弹性体和附加的弹性体)最好不含异丁烯的聚合物和共聚物(包括其囟素修饰物)。在本专利技术的实践中，附加的合成弹性体优选顺-1，4-聚丁二烯、苯乙烯/丁二烯共聚物。因此，本专利技术还提供具有橡胶胎面的充气轮胎，其中基于100重量份胎面橡胶计，所述胎面橡胶包含(A)大约10-40或者大约15-25phr顺-1，4-聚异戊二烯天然橡胶，(B)大约50-85或者大约75-85phr所述基本合成弹性体，所述基本合成弹性体包含(i)大约30-80phr所述Tg在大约-7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有橡胶胎面的充气橡胶轮胎，其中基于１００重量份胎面橡胶计，所述胎面橡胶包含（Ａ）大约１０－５０ｐｈｒ天然顺－１，４－聚异戊二烯橡胶和（Ｂ）大约５０－９０ｐｈｒ基本合成橡胶，所述基本合成橡胶包含（ｉ）大约３０－８０ｐｈｒ Ｔｇ在大约－７０℃到大约－１００℃的范围并且异戊二烯含量在大约５－７０％范围的异戊二烯／丁二烯共聚物弹性体和（ｉｉ）大约５－３０ｐｈｒ至少一种其它基于二烯的Ｔｇ在大约－５℃到大约－３０℃范围的弹性体，其中所述异戊二烯／丁二烯共聚物弹性体的Ｔｇ至少比所述其它基于二烯的弹性体的Ｔｇ低４０℃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DJ赞齐格，PH桑斯特龙，JJA弗思，RR迪罗西，GM霍扎普，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]