具有胎面的充气轮胎制造技术

技术编号:5307273 阅读:134 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及包括接触地面的胎面的充气轮胎,该胎面包括橡胶组合物,该组合物包括约60-约90phr的具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化的一种官能化的、溶液聚合的丁苯橡胶;约40-约10phr的高顺式聚丁二烯;和约50-约150phr的硅石。

【技术实现步骤摘要】

非常希望轮胎具有良好的耐湿滑性(wet skid resistance),低的滚动阻力(rolling resistance)和良好的磨损特性。传统上在不牺牲轮胎的抗湿滑性和牵引特性的情况下很 难改进轮胎的磨损特性。这些性能在很大的程度上取决于在制造轮胎时所使用的橡胶的动 态粘弹性。为了降低滚动阻力和改进轮胎的胎面磨损性,具有高回弹率的橡胶传统上用于制 造轮胎胎面橡胶复合物。另一方面,为了提高轮胎的抗湿滑性,经历大的能量损失或滞后 (hysteresis)的橡胶一般用于轮胎胎面。为了平衡这两种在粘弹性上不一致的性能,各种 类型的合成和天然橡胶的混合物通常用于轮胎胎面。例如,丁苯橡胶(styrene-butadiene riAber)和聚丁二烯橡胶的各种混合物通常用作汽车轮胎胎面的橡胶状材料。本专利技术的概述本专利技术涉及包括接触地面的胎面的充气轮胎,该胎面包括橡胶组合物,该组合物包括 约60-约90 phr的溶液聚合的丁苯橡胶,其具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于 25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化; 约40-约10 phr的高顺式聚丁二烯;和 约50-约150 phr的硅石。本专利技术的详细说明这里公开了包括接触地面的胎面的充气轮胎,该胎面包括橡胶组合物,该组合物包括 约60-约90 phr的溶液聚合的丁苯橡胶,其具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于 25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化; 约40-约10 phr的高顺式聚丁二烯;和 约50-约150 phr的硅石。该橡胶组合物包括含有烯烃不饱和键的橡胶或弹性体。短语“含有烯烃不饱和键 的橡胶或弹性体”或“二烯型弹性体”用来同时包括天然橡胶和它的各种原胶(raw)和回收 形式(reclaim forms),以及各种合成橡胶。在本专利技术的说明书中,术语“橡胶”和“弹性体” 可以互换使用,除非另有规定。术语“橡胶组合物”,“复合橡胶”和“橡胶复合物”可互换使 用来指已经与各种成分和材料共混或混合的橡胶,并且这些术语是在橡胶混合或橡胶配混
中的技术人员熟知的。该橡胶组合物包括60-90 phr的具有大于36wt%的键接苯乙烯含量和低于25 % 的乙烯基1,2-含量的官能化丁苯橡胶。合适的丁苯橡胶包括乳液聚合和/或溶液聚合形 成的苯乙烯/ 丁二烯橡胶。在一个实施方案中,该橡胶组合物包括70-80 phr的具有大于 36wt%的键接苯乙烯含量的丁苯橡胶。在一个实施方案中,该官能化丁苯橡胶具有大于40wt%的键接苯乙烯含量。具有大于36wt%的键接苯乙烯含量的官能化丁苯橡胶也可被烷氧基硅烷基团和 硫醇基团官能化。在一个实施方案中,该丁苯橡胶是通过共聚合苯乙烯和丁二烯而获得的, 并且体现特征于丁苯橡胶具有键接于聚合物链上的硫醇基和烷氧基甲硅烷基。在一个实施方案中,烷氧基甲硅烷基可以是甲氧基甲硅烷基和乙氧基甲硅烷基中的至少一种。该硫醇基可以键接于任何的聚合引发末端、聚合终止末端、丁苯橡胶的主链和侧 链当中上,只要它键接于该丁苯橡胶链上就行。然而,伯氨基和/或硫醇基优选被引入聚合 引发末端或聚合终止末端上,因为在聚合物末端上能量的消失得到抑制,以改进滞后损失 特性。此外,键接于(共)聚合物橡胶的聚合物链上的烷氧基甲硅烷基的含量优选是 0. 5-200 mmol/kg的丁苯橡胶。该含量更优选是1-100 mmol/kg的丁苯橡胶,和特别优选是 2-50 mmol/kg 的丁苯橡胶。烷氧基甲硅烷基可以键接于任何的聚合引发末端、聚合终止末端、(共)聚合物的 主链和侧链上,只要它键接于(共)聚合物链上就行。然而,该烷氧基甲硅烷基优选被引入 聚合引发末端或聚合终止末端,因为抑制了能量从(共)聚合物末端的消失,从而能够改进 滞后损失特性。该丁苯橡胶能够通过使用有机碱金属和/或有机碱土金属作为引发剂的阴离子 聚合反应在烃熔剂中聚合苯乙烯和丁二烯,添加具有被保护基团加以保护的硫醇基团和烷 氧基甲硅烷基基团的终止剂化合物以便当聚合反应基本上完成时让其与活性聚合物链末 端进行反应,然后进行解封闭,例如,通过水解或其它合适的方法。在一个实施方案中,丁苯 橡胶能够按照在WO 2007/047943中所公开的来生产。在一个实施方案中,溶液聚合的丁苯橡胶已公开在WO 2007/047943中并且用烷 氧基硅烷基团和硫醇官能化,并且包括活性阴离子聚合物与由下式I表示的硅烷-硫化物 改性剂的反应产物(R4O) ,R4ySi-R5-S-SiR43I其中Si是硅;S是硫;0是氧;χ是选自1,2和3中的整数;y是选自0、1和2中的整数; χ+y = 3 ;R4是相同的或不同的并且是(C1-C16)烷基;和R,是芳基,和烷基芳基,或(C1-C16) 烷基。在一个实施方案中,R5是(C1-C16)烷基。在一个实施方案中,各R4基团是相同的或 不同的,并且各自独立地是C1-C5烷基,和R5是C1-C5烷基。被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化的合适丁苯橡胶包括从Dow Olefinverbund GmbH获得的试验阶段的官能化SBR,它属于描述在W02007/047943中的硅烷/硫醇官能化 SBR的类型。该橡胶组合物还包括约40-约10 phr的顺式1,4聚丁二烯橡胶。在一个实施方 案中该橡胶组合物包括约30-约20 phr的顺式1,4聚丁二烯。在一个实施方案中,可使用高顺式1,4-聚丁二烯橡胶(BR)。此类BR能够例如通 过1,3-丁二烯的有机溶液聚合反应来制备。该BR适宜地体现特征于例如具有至少90%顺 式1,4_含量。这里提及的弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变温度或Tg,表示在未硫化状态下 或对于弹性体组合物而言可能地硫化状态下的各自弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变 温度。Tg能够适宜地由差示扫描量热计(DSC)在10°C /每分钟的升温速率下作为峰中点 来测定。在这里使用的和根据通常情况的术语“phr”是指“各自材料的重量份/每100重 量份的橡胶或弹性体”。该橡胶组合物也可包括至多70 phr的加工油。加工油可以作为典型用于填充弹 性体中的增量油而包含在橡胶组合物中。也可通过在橡胶配混过程中直接添加加工油将 加工油包含在橡胶组合物中。所使用的加工油可以包括在弹性体中存在的增量油,和在配 混过程中添加的加工油。合适的加工油包括本领域中已知的各种油,包括芳族烃油,链烷烃 油,环烷烃油,植物油,和低PCA油,如MES、TDAE、SRAE和重质环烷烃油。合适的低PCA油包 括由IP346方法所测定,具有低于3wt%的多环芳族烃含量的那些。IP346方法的步骤可在 Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related Products and British Standard 2000 Parts, 2003, 62nd edition,由 the Institute of Petroleum, United Kingdom出版中发现。橡胶组合物可以包括约50 —约150 phr的硅石。在另一个实施方案中,可以使用 60-120 phr 的硅石。可用本文档来自技高网
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【技术保护点】
以接触地面的胎面为特征的充气轮胎,该胎面包括橡胶组合物,该组合物包括约60-约90phr的官能化的、溶液聚合的丁苯橡胶,该丁苯橡胶具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化;约40-约10phr的高顺式聚丁二烯;和约50-约150phr的硅石。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:N科斯坦蒂尼GMV蒂伦F施米茨MP克林肯伯格KA贝特斯FAJ富尔贡
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

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