胎面用橡胶组合物和充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供一种会提供显著改善的湿抓地性能的轮胎用橡胶组合物以及一种包含该橡胶组合物的充气轮胎。本发明专利技术涉及一种胎面用橡胶组合物，其含有：包含苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中，连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示二氧化硅的总质量和苯乙烯的总质量，均相对于所述橡胶成分100质量份以质量份表示。

Rubber compositions for tread and pneumatic tires

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胎面用橡胶组合物和充气轮胎
本专利技术涉及胎面用橡胶组合物和充气轮胎。
技术介绍
近来，随着对安全汽车的要求的提高，期望提供具有改善的性能(比如湿抓地性能)的轮胎用橡胶材料。然而，目前通常难以满足严苛的要求，并且进一步通常难以在维持燃料经济性、耐磨性及其它性能的同时显著改善湿抓地性能。一些已知方法使用二氧化硅(用于较低生热性的填料)以克服这些困难。然而，由于硅烷醇基(其为二氧化硅表面上的官能团)的氢键而导致二氧化硅颗粒倾向于聚集，从而导致二氧化硅颗粒分散不充分。因此，此类方法存在一些问题，比如无法获得所希望的性能。为了解决该问题，已经研发出硅烷偶联剂作为改善二氧化硅分散性的材料。例如，专利文献1提出了硅烷偶联剂比如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。尽管如此，仍需要在提供高水平的湿抓地性能、同时具有耐磨性和燃料经济性方面上进一步改善。引用文献列表专利文献专利文献1：JP4266248B
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于解决上述问题，并且提供一种可提供显著改善的湿抓地性能的轮胎用橡胶组合物以及一种包含该橡胶组合物的充气轮胎。解決问题的方案本专利技术涉及一种胎面用橡胶组合物，其含有：包含苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；平均粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示二氧化硅的总质量和苯乙烯的总质量，均相对于所述橡胶成分100质量份以质量份表示。优选地，相对于所述橡胶成分100质量份，苯乙烯的总质量为10～35质量份。优选地，相对于所述橡胶成分100质量份，所述橡胶组合物包含40质量份以上的氮吸附比表面积在150m2/g以上的二氧化硅。优选地，连接碳原子的数量为8个以上。优选地，所述橡胶组合物满足1000≤A×B，其中，A和B如上所述。本专利技术还涉及一种充气轮胎，其具有由所述橡胶组合物形成的胎面。专利技术的有益效果本专利技术的胎面用橡胶组合物含有：包含苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；平均粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中，连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上。此外，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示二氧化硅的总质量和苯乙烯的总质量，均相对于所述橡胶成分100质量份以质量份表示。这种橡胶组合物会提供显著改善的湿抓地性能。具体实施方式本专利技术的胎面用橡胶组合物含有：包含苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；平均粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上。此外，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示相对于橡胶成分表示的二氧化硅的总含量和苯乙烯的总含量。本专利技术可显著(协同)改善湿抓地性能以及湿抓地性能、燃料经济性和耐磨性的平衡。该作用效果的机理可以解释如下。认为，SBR的高苯乙烯含量可抑制聚合物自由变形，并且当以增加的量添加二氧化硅(即便二氧化硅具有相对小的颗粒尺寸)时，苯乙烯部分可以容易地构成这样的障碍。此外，还认为其中通过长连接部分(下文中，也称为间隔部分(spacer))将烷氧基甲硅烷基与硫原子连接的硅烷偶联剂会允许与二氧化硅结合的聚合物的某一程度的自由形变。因此，据信，在本专利技术中，通过在SBR配方中使用具有长间隔部分的硅烷偶联剂并且将苯乙烯含量与二氧化硅含量之积调整到规定值以下，可以协同地增加聚合物的自由变形度，由此可以协同地改善湿抓地性能以及湿抓地性能、耐磨性和燃料经济性的平衡。所述橡胶组合物含有包含苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)的橡胶成分。从本专利技术效果的角度考虑，SBR优选为重均分子量不同的两种以上SBR的组合。例如，具有下述重均分子量(Mw)的SBR1～SBR3中的至少两种(优选三种)的组合是适宜的。SBR1的Mw优选为50000以上，更优选为80000以上。此外，该Mw优选为300000以下，更优选为200000以下。Mw在上述范围内的SBR的使用会改善湿抓地性能和加工性之间的平衡。SBR2的Mw优选为400000以上，更优选为550000以上。此外，该Mw优选为900000以下，更优选为850000以下。Mw在上述范围内的SBR的使用会改善湿抓地性能和耐磨性之间的平衡。SBR3的Mw优选为1000000以上，更优选为1050000以上。此外，该Mw优选为2000000以下，更优选为1500000以下。Mw在上述范围内的SBR的使用会改善耐磨性。Mw通过使用聚苯乙烯标准进行校准的凝胶渗透色谱法(GPC)测量。所述橡胶组合物中，以橡胶成分为100质量％计，SBR总含量优选为5质量％以上，更优选为50质量％以上，还更优选为60质量％以上。该总含量为5质量％以上时，倾向于获得良好的耐磨性和良好的湿抓地性能。该总含量优选为95质量％以下，更优选为90质量％以下。该总含量为95质量％以下时，倾向于获得良好的低生热性。SBR可为未改性SBR或者改性SBR。特别地，从湿抓地性能以及燃料经济性和耐磨性的角度考虑，SBR优选为改性SBR。改性SBR可为具有与填料(比如二氧化硅)相互作用的官能团的任何SBR。例如，其可为：通过用具有上述官能团的化合物(改性剂)对SBR的至少一个链末端进行改性来获得的链末端改性的SBR(即，用上述官能团封端的链末端改性的SBR)；在主链中具有上述官能团的主链改性的SBR；在主链和链末端均具有上述官能团的主链和链末端改性的SBR(例如，主链和链末端改性的SBR，其中，主链具有上述官能团，并且至少一个链末端用上述改性剂进行了改性)；或者，用在分子中具有两个以上环氧基的多官能化合物进行了改性(偶联)从而引入羟基或者环氧基的链末端改性的SBR。上述官能团的示例包括氨基、酰胺基、甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、异氰酸酯基、亚氨基、咪唑基、脲基、醚基、羰基、氧基羰基、巯基、硫基(sulfidegroup)、二硫基(disulfidegroup)、磺酰基、亚硫酰基、硫代羰基、铵基、酰亚胺基、次联氨基、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基和环氧基。这些官能团可被取代。这些之中，为了更加适宜地获得本专利技术效果而优选氨基(优选地，氨基的氢原子被C1-C6烷基取代的氨基)、烷氧基(优选地，C1-C6烷氧基)和烷氧基甲硅烷基(优选地，C1-C6烷氧基甲硅烷基)。具体地，改性SBR可合适地为例如用由下式(1)表示的化合物(改性剂)进行了改性的SBR(被称为S-改性的SBR)：其中，R1、R2和R3相同或不同，各自表示烷基、烷氧基、甲硅烷氧基、缩醛基、羧基(-COOH)或者巯基(-SH)、或者它们的衍生物；R4和R5相同或不同，各自表示氢原子或者烷基，并且R4和R5可结合在一起与氮原子形成环结构；并且，n表示整数。其中，S-改性的SBR可合适地为通过用式(1)所示的化合物对溶液聚合苯乙烯丁二烯橡胶(S-SBR)的聚合末端(活性末端)进行改性来获得的苯乙烯丁二烯橡胶(被称为S-改性的S-SBR(JP2010-111753A中公开的改性SBR))。R1、R2和R3可各自合适地为烷氧基(优选C1-C8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胎面用橡胶组合物，包含：含有苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；平均粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中，连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示二氧化硅的总质量和苯乙烯的总质量，均相对于所述橡胶成分100质量份以质量份表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.03 JP 2017-0185241.一种胎面用橡胶组合物，包含：含有苯乙烯丁二烯橡胶的橡胶成分；平均粒径在18nm以下的微粒二氧化硅；以及含有烷氧基甲硅烷基和硫原子的硅烷偶联剂，其中，连接烷氧基甲硅烷基与硫原子的碳原子的数量为6个以上，所述橡胶组合物满足A×B≤3000，其中，A和B分别表示二氧化硅的总质量和苯乙烯的总质量，均相对于所述橡胶成分100质量份以质量份表示。2.根据权利要求1所述的胎面用橡胶组合物，其中，相对于所述橡胶成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：国泽铁也，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP