充气轮胎制造技术

技术编号:3924862 阅读:115 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及充气轮胎,其具有包括可硫化橡胶组合物的部件,基于100重量份弹性体(phr),所述可硫化橡胶组合物包括:(A)约60至约90phr的用烷氧基硅烷基团和至少一个选自伯胺和硫醇的官能团官能化的溶液聚合丁苯橡胶;(B)约40至约10phr的聚丁二烯,其具有包括约96至约99%顺式1,4-异构单元、约0.1至约1%反式1,4-异构单元和约1至约3%乙烯基1,2-异构单元的微结构;约75,000至约150,000的数均分子量(Mn)和约3/1至约5/1的多相性指数(Mw/Mn);和(C)约50至约150phr的二氧化硅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充气轮胎,更具体地涉及具有包括可硫化橡胶组合物的部件的充 气轮胎。
技术介绍
高度理想的是轮胎具有良好的抗湿滑性、低滚动阻力和良好的耐磨特性。在不牺 牲其抗湿滑性和牵引力特性的前提下,传统上已经很难改进轮胎的耐磨特性。这些性能在 很大程度上取决于制造轮胎中使用的橡胶的动态粘弹性。为了降低滚动阻力和提高轮胎的胎面耐磨特性,传统上已经在制造轮胎胎面橡胶 胶料中使用具有高回弹性的橡胶。另一方面,为了提高轮胎的抗湿滑性,通常已经在轮胎胎 面中使用经受较大能量损失的橡胶。为了平衡这两种粘弹性上不一致的性能,通常在轮胎 胎面中使用各种类型的合成和天然橡胶的混合物。
技术实现思路
本专利技术涉及一种充气轮胎,具有包括可硫化橡胶组合物的部件,基于100重量份 弹性体(Phr),所述可硫化橡胶组合物包括(A)约60至约90phr的用烷氧基硅烷基团和至少一个选自伯胺和硫醇的官能团官 能化的溶液聚合丁苯橡胶;(B)约40至约IOphr的聚丁二烯,其具有包括约96至约99%顺式1,4_异构单 元、约0. 1至约反式1,4-异构单元和约1至约3%乙烯基1,2-异构单元的微结构;约 75,000至约150,000的数均分子量(Mn)和约3/1至约5/1的多相性指数(Mw/Mn);和(C)约50至约150phr的二氧化硅。附图说明图1显示使用胎面模具制造的橡胶挤出物;和图2显示使用ASTM#1 (Garvey)模具制造的橡胶挤出物。具体实施例方式公开了一种充气轮胎,具有包括可硫化橡胶组合物的部件,基于100重量份弹性 体(Phr),所述可硫化橡胶组合物包括(A)约60至约90phr的用烷氧基硅烷基团和至少一个选自伯胺和硫醇的官能团官 能化的溶液聚合丁苯橡胶;(B)约40至约IOphr的聚丁二烯,其具有包括约96至约99%顺式1,4_异构单 元、约0. 1至约反式1,4-异构单元和约1至约3%乙烯基1,2-异构单元的微结构;约 75,000至约150,000的数均分子量(Mn)和约3/1至约5/1的多相性指数(Mw/Mn);和(C)约50至约150phr的二氧化硅。橡胶组合物包括用烷氧基硅烷基团以及伯胺基团与硫醇基团的至少一个官能化 的丁苯橡胶。在一个实施方案中,丁苯橡胶通过共聚合苯乙烯和丁二烯获得,并且特征在于 该丁苯橡胶具有键合至聚合物链的伯氨基基团和/或硫醇基团以及烷氧基甲硅烷基基团。 在一个实施方案中,烷氧基甲硅烷基基团可以为甲氧基甲硅烷基基团和乙氧基甲硅烷基基 团的至少一种。伯氨基基团和/或硫醇基团可以键合至聚合引发末端、聚合终止末端、丁苯橡胶 主链和侧链的任一个,只要其键合至丁苯橡胶链。但是,伯氨基基团和/或硫醇基团优选 引入到聚合引发末端或聚合终止末端,因为抑制聚合物末端处的能量消失改进迟滞损耗特 性。此外,键合至(共)聚合物橡胶的聚合物链的烷氧基甲硅烷基基团的含量优选为 0. 5至200mmol/kg 丁苯橡胶。含量更优选为1至lOOmmol/kg 丁苯橡胶,和特别优选为2至 50mmol/kg 丁苯橡胶。烷氧基甲硅烷基基团可以键合至聚合引发末端、聚合终止末端、(共)聚合物的主 链和侧链的任一个,只要其键合至(共)聚合物链。但是,烷氧基甲硅烷基基团优选引入到 聚合引发末端或聚合终止末端,因为抑制(共)聚合物末端的能量消失能够改进迟滞损耗 特性。通过由使用有机碱金属和/或有机碱土金属作为引发剂的阴离子聚合,在烃溶剂 中聚合苯乙烯和丁二烯,在聚合已经基本完成时添加具有用保护基团保护的伯氨基基团和 /或用保护基团保护的硫醇基团以及烷氧基甲硅烷基基团的终止剂化合物,使其与活性聚 合物链末端反应,然后例如通过水解或其它适当的步骤进行解封,可以制备丁苯橡胶。在一 个实施方案中,丁苯橡胶可以如US 7,342,070中公开的制备。在另一个实施方案中,丁苯 橡胶可以如WO 2007/047943中公开的制备。在一个实施方案中以及如US 7,342,070中教导的,丁苯橡胶具有式(I)或(II)<formula>formula see original document page 5</formula>其中P为共轭二烯或者共轭二烯与芳族乙烯基化合物的(共)聚合物链,R1为具 有1至12个碳原子的亚烷基,R2和R3各自独立地为具有1至20个碳原子的烷基、烯丙基 或芳基,η为1或2的整数,m为1或2的整数,以及k为1或2的整数,条件是n+m+k为3 或4的整数,<formula>formula see original document page 6</formula>其中P、R1、R2和R3具有如上述式I给出的相同定义,j为1至3的整数,和h为1 至3的整数,条件是j+h为2至4的整数。具有保护的伯氨基和烷氧基甲硅烷基的终止剂化合物可以为本领域中已知的各 种化合物的任一种。在一个实施方案中,具有保护的伯氨基和烷氧基甲硅烷基的化合物 可以包括例如N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、1-三甲基甲硅烷 基-2,2-二甲氧基-1-氮杂-2-硅杂环戊烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基三甲氧 基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基三乙氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基) 氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基三甲氧基硅烷、N,N-双 (三甲基甲硅烷基)-氨基乙基三乙氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基甲基二 甲氧基硅烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基甲基二乙氧基硅烷等,和优选的是1-三 甲基甲硅烷基-2,2-二甲氧基-1-氮杂-2-硅杂环戊烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基 丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷。在一 个实施方案中,具有保护的伯氨基和烷氧基甲硅烷基的化合物为N,N-双(三甲基甲硅烷 基)氨基丙基三乙氧基硅烷。在一个实施方案中,具有保护的伯氨基和烷氧基甲硅烷基的化合物可以为式III 的任何化合物<formula>formula see original document page 6</formula>其中与氮(N)原子结合的R为保护的胺基团,对其适当后处理时产生伯胺,R表示 选自烷基、环烷基、烯丙基或芳基的具有1至18个碳原子的基团;和X为1至20的整数。 在一个实施方案中,至少一个R为乙基。适当后处理产生伯胺表示活性聚合物与具有保护 的伯氨基和烷氧基甲硅烷基的化合物反应之后去除保护基团。例如,在双(三烷基甲硅烷 基)保护基团在N,N-双(三甲基甲硅烷基)氨基丙基三乙氧基硅烷中的情况下,使用水解 来去除三烷基甲硅烷基并保留伯胺。在一个实施方案中,橡胶组合物包括约60至约90phr的用烷氧基硅烷基团和伯胺 基团或硫醇基团官能化的丁苯橡胶。用烷氧基硅烷基团和伯胺基团官能化的合适的丁苯橡胶是可商购的,例如购自 Japan Synthetic Rubber (JSR)的 HPR 355。在一个实施方案中,溶液聚合的丁苯橡胶如WO 2007/047943中公开的,并且用烷 氧基硅烷基团和硫醇官能化,以及包括活性阴离子聚合物和由式VII表示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有下述部件的充气轮胎,特征在于所述部件包括可硫化橡胶组合物,基于100重量份弹性体(phr),所述可硫化橡胶组合物包括:  (A)60至90phr的用烷氧基硅烷基团和至少一个选自伯胺和硫醇的官能团官能化的溶液聚合丁苯橡胶;  (B)40至10phr的聚丁二烯,其具有包括96至99%顺式1,4-异构单元、0.1至1%反式1,4-异构单元和1至3%乙烯基1,2-异构单元的微结构;75,000至150,000的数均分子量(Mn)和3/1至5/1的多相性指数(Mw/Mn);和  (C)50至150phr的二氧化硅。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:PH桑斯特伦BS古拉斯DM弗兰茨SW克罗宁
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]

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