橡胶组合物和使用该橡胶组合物的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及一种包含１００质量份二烯聚合物和２０－２５０质量份碳黑填充剂的橡胶组合物，其特征在于碳黑的邻苯二甲酸二丁酯（ＤＢＰ）吸收值为４０－１８０ｃｍ↑［３］／１００ｇ，氮吸附比表面积（Ｎ↓［２］ＳＡ）为４０－３００ｍ↑［２］／ｇ，着色强度（ＴＩＮＴ）为５０－１５０％，甲苯提取物透光率不低于９０％，氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足以下等式（Ⅰ）：０．０２８３×Ａ×（１００－Ｂ）≤４０…（Ⅰ）其中Ａ是氮吸附比表面积，Ｂ是甲苯提取物透光率。该橡胶组合物具有高耐磨性和低生热性。

【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和一种使用该橡胶组合物的轮胎，更具体而言，涉及一种用于轮胎胎面并具有高耐磨性和低生热性的橡胶组合物。
技术介绍
迄今为止，碳黑被混入橡胶中作为填充剂，通过混入碳黑来增强橡胶并提高橡胶的物理性能如耐磨性、拉伸强度等。通常，可以通过控制碳黑的表面性质来获得具有高增强性能的碳黑，但是同时会降低甲苯提取物透光率，增加附着到碳黑表面的焦油成分，而这种焦油成分会损害碳黑原有的增强性能。因此，为了提高碳黑的增强性能自然有一定的限制(参见JP-A-2000-53883，JP-A-10-36703和JP-A-9-40883)。此外，混有高增强性碳黑的橡胶组合物具有优良的耐磨性能，因此适合用作轮胎的胎面橡胶。但是，近年来，鉴于降低轮胎燃料消耗的需求，要求胎面橡胶中使用的橡胶组合物除了具有优良的耐磨性外还要具有优良的低生热性。这两种性能通常相互抵触，而通过改良碳黑等填充剂，使得可能同时获得这两种性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是解决常规技术中的问题，提供一种具有高耐磨性和低生热性的橡胶组合物。此外，本专利技术的另一目的是提供一种具有优良耐磨性和低生热性的轮胎，其中上述橡胶组合物应用于胎面。为达到上述目的，专利技术人经过多方面研究并发现，当二烯聚合物与碳黑混合形成一种橡胶组合物时，通过使用表面上存在较少焦油成分尤其是多环芳族成分的碳黑，可以大大增强二烯聚合物，由此在橡胶组合物中获得高断裂强度和耐磨性，并进一步将橡胶组合物的生热性抑制到低水平，从而完成了本专利技术。也就是说，根据本专利技术的橡胶组合物是一种包含100质量份二烯聚合物和20-250质量份碳黑填充剂的橡胶组合物，其特征在于碳黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为40-180cm3/100g，氮吸附比表面积(N2SA)为40-300m2/g，着色强度(TINT)为50-150％，甲苯提取物透光率不低于90％，氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足以下等式(I)0.0283×A×(100-B)≤40·····(I)其中A是氮吸附比表面积，B是甲苯提取物透光率。在根据本专利技术的橡胶组合物的一个优选实施方案中，氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足以下等式(II)0.0283×A×(100-B)≤20·····(II)其中A和B均与以上定义的相同。此时，进一步优选氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足以下等式(III)0.0283×A×(100-B)≤8····· (III)其中A和B均与以上定义的相同。在根据本专利技术的橡胶组合物的另一个优选实施方案中，碳黑在330-340nm处的最大紫外(UV)吸收不超过0.020且在260-280nm处的最大紫外(UV)吸收不超过0.020。在根据本专利技术的橡胶组合物的另一个优选实施方案中，碳黑在400-530℃的失重率不超过0.20％。在根据本专利技术橡胶组合物的进一步优选的实施方案中，碳黑的二氯甲烷提取率不超过0.12％。在根据本专利技术橡胶组合物的进一步优选的实施方案中，碳黑在2000℃的氢放出率不低于0.15％。此时，优选碳黑在2000℃的氢放出率不低于0.18％，更优选不低于0.23％。此外，根据本专利技术的轮胎的特征在于在胎面中使用上述橡胶组合物。本专利技术的最佳实施方式以下将详细描述本专利技术。根据本专利技术的橡胶组合物以100质量份二烯聚合物计包含20-250质量份碳黑填充剂，其中碳黑的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为40-180cm3/100g，氮吸附比表面积(N2SA)为40-300m2/g，着色强度(TINT)为50-150％，甲苯提取物透光率不低于90％，氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足上述等式(I)。在该碳黑中，DBP吸收值、N2SA和TINT满足上述范围，而且甲苯提取物透光率不低于90％，因此表面上存在的焦油成分足够少，而且碳黑和橡胶成分之间的复合有效产生，从而可以极小地增强橡胶组合物的耐磨性并同时降低橡胶组合物的生热性。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，优选其邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为40-180cm3/100g，更优选为70-170cm3/100g。如果碳黑的DBP吸收值低于40cm3/100g，不能获得作为轮胎的橡胶组合物所需的最低拉伸应力，如果超过180cm3/100g，不能确保需要的最低伸长率。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，其氮吸附比表面积(N2SA)为40-300m2/g，优选为70-250m2/g，更优选为70-170m2/g。如果碳黑的氮吸附比表面积低于40m2/g，不能获得作为轮胎的橡胶组合物所需的最低强度(拉伸强度)，如果超过300m2/g，不能充分确保橡胶组合物中的分散性，因此橡胶组合物的耐磨性等变差。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，其着色强度(TINT)为50-150％，优选为90-145％。如果碳黑的着色强度低于50％，当橡胶组合物用于胎面时，轮胎不能获得持久的强度和耐磨性，如果超过150％，橡胶的粘度显著升高，难以提供橡胶组合物。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，甲苯提取物透光率不低于90％，优选不低于95％。当碳黑的甲苯提取物透光率低于90％时，存在于碳黑表面上的焦油成分尤其是芳香成分变多，因此橡胶组合物不能被充分增强，其耐磨性等降低。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，从作为绝对值来看，其氮吸附比表面积和甲苯提取物透光率之间的关系满足等式(I)，优选满足等式(II)，更优选满足等式(III)。当等式(I)，(II)和(III)左侧超过40时，碳黑表面的焦油成分变多，因此橡胶组合物不能被充分增强，其耐磨性降低。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，优选在330-340nm的最大紫外(UV)吸收不超过0.020，且在260-280nm的最大紫外(UV)吸收不超过0.020。当在330-340nm和260-280nm的最大紫外(UV)吸收变小时，存在于碳黑表面的芳香成分变少。因此通过使用在330-340nm和260-280nm的最大紫外(UV)吸收不超过0.020的碳黑，可以赋予橡胶组合物高增强性能，从而提高耐磨性等。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，优选在400-530℃的失重率不超过0.20％。当在400-530C的失重率变小时，存在于碳黑表面的芳香成分变少。因此通过使用在400-530℃的失重率不超过0.20％的碳黑，可以赋予橡胶组合物高增强性能，从而提高耐磨性等。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，优选二氯甲烷提取率不超过0.12％。当二氯甲烷提取率变小时，存在于碳黑表面的芳香成分变少。因此，通过使用二氯甲烷提取率不超过0.12％的碳黑，可以赋予橡胶组合物高增强性能，从而提高耐磨性等。根据本专利技术的橡胶组合物中使用的碳黑，在2000℃的氢放出率优选不低于0.15％，更优选不低于0.18％，尤其优选不低于0.23％。此时，在2000℃的氢放出率指碳黑在2000℃加热15分钟产生的氢的量与碳黑的质量之间的比值。如果橡胶组合物中使用的碳黑在200℃的氢放出率低于0.15％，橡胶组合物的耐磨性降低，并且不利地，橡胶组合物的生热性增大。根据本专利技术的橡胶组合物中，以每100质量份作为橡胶成分的二烯聚合物计包含20-250质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含１００质量份二烯聚合物和２０－２５０质量份碳黑填充剂的橡胶组合物，其特征在于碳黑的邻苯二甲酸二丁酯（ＤＢＰ）吸收值为４０－１８０ｃｍ↑［３］／１００ｇ，氮吸附比表面积（Ｎ↓［２］ＳＡ）为４０－３００ｍ↑［２］／ｇ，着色强度（ＴＩＮＴ）为５０－１５０％，甲苯提取物透光率不低于９０％，氮吸附比表面积与甲苯提取物透光率之间的关系满足以下等式（Ⅰ）：０．０２８３×Ａ×（１００－Ｂ）≤４０．．．．．（Ⅰ）其中Ａ是氮吸附比表面积，Ｂ是甲苯提取物透光率。

【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：中山敦，山田浩，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：发明
国别省市：JP[日本]