轮胎橡胶组合物及充气轮胎制造技术

本发明专利技术的目标在于提供一种轮胎用橡胶组合物以及一种使用该橡胶组合物生产的充气轮胎，所述橡胶组合物以良好平衡方式改进了机械强度、耐磨性、滚动阻力、湿抓地性能、和干抓地性能。本发明专利技术涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包含：包含改性二烯橡胶的橡胶组分；和包含表面用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅的二氧化硅组分，其中，在100质量％橡胶组分中，改性二烯橡胶的含量为15质量％以上，并且二氧化硅组分的分散率为70％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轮胎橡胶组合物以及使用该橡胶组合物制造的充气轮胎。
技术介绍
包含二氧化硅作为填料的轮胎橡胶组合物通常在耐磨性和机械强度(拉伸强度 和断裂伸长)上不如包含炭黑的橡胶组合物。为了提高这些性能，人们知道的方法有使用 硅烷偶联剂的方法和使用具有高补强性能的微粒二氧化硅的方法。在使用硅烷偶联剂的情况下，二氧化硅可能不能与硅烷偶联剂充分反应，并且未 反应的二氧化硅可能维持较差的分散。此处，如果升高捏合温度，能够促进硅烷偶联剂和二 氧化硅之间的反应。然而，捏合温度的过度升高可能会引起门尼粘度的增加，并且由此可能 会降低加工性能并且可能会出现橡胶烧灼(焦烧)。为了解决上述问题，专利文献1和2公开了一种轮胎(特别是胎面)橡胶组合物， 所述组合物包含其表面用硅烷偶联剂预处理过的二氧化硅(表面已处理过的二氧化硅)。 这种橡胶组合物可提高性能例如耐磨性。然而，本专利技术的研究显示，上述改进是不充分的， 并且存在改进的余地，特别是在使用改性二烯橡胶(近年来越来越多为了获得低油耗而使 用)的情况下，特别是在一个分子中具有两个以上改性基团的改性二烯橡胶。专利文献1 JP 3933207 B专利文献2 JP 2001-11245 A
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种轮胎用橡胶组合物以及一种使用该橡胶组合物生产 的充气轮胎，所述橡胶组合物以良好平衡方式改进了机械强度、耐磨性、滚动阻力、湿抓地 性能、和干抓地性能，以便解决上述问题。本专利技术涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包括包含改性二烯橡胶的橡胶组分；和 包含表面用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅的二氧化硅组分，其中，在100质量％橡胶组分 中，改性二烯橡胶的含量为15质量％以上，并且二氧化硅组分的分散率为70%以上。所述改性二烯橡胶理想的是在其一个分子中具有两个以上改性基团。轮胎用橡胶组合物理想的是通过在68°C以下的捏合开始温度(kneading start temperature)下捏合橡胶组分和二氧化硅组分而获得。本专利技术还涉及一种使用上述橡胶组合物生产的充气轮胎。根据本专利技术，所述橡胶组合物包含包含预定量改性二烯橡胶的橡胶组分；以及 包含表面用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅的二氧化硅组分，并且二氧化硅的分散率为特定 值以上。因此，本专利技术的橡胶组合物可提供一种能以良好平衡方式改进如下性能的充气轮 胎机械强度、耐磨性、滚动阻力、湿抓地性能、和干抓地性能。具体实施例方式本专利技术的橡胶组合物包含包含预定量改性二烯橡胶的橡胶组分；以及包含表面 用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅的二氧化硅组分，并且二氧化硅的分散率为特定值以上。表面处理过的二氧化硅的颗粒可能彼此聚集或者变为块状，以致难以捏合它们， 这倾向于引起不良分散。特别是在改性二烯橡胶(特别是，在一个分子中改性基团为两个 以上的改性二烯橡胶)和表面处理过的二氧化硅用于组合物的情况下，这种不良分散更显 著地发生。本专利技术通过用如下方法将二氧化硅组分的分散率保持在特定值以上来解决上述 问题例如，包括在捏合二氧化硅组分(包含表面已处理过的二氧化硅)与橡胶组分及其它 组分的过程中降低捏合开始温度的方法。因此，本专利技术以良好平衡方式改进了机械强度、耐 磨性、滚动阻力、湿抓地性能、和干抓地性能。本专利技术中的橡胶组合包含改性二烯橡胶作为橡胶组分。因此，二氧化硅和橡胶组分 更强烈地相互粘合，在对应于轮胎在路面上滚转运动的频率范围内的能量损失会下降，并且 由此减小滚动阻力。在改性二烯橡胶与表面已处理过的二氧化硅组合使用的情况下，如上所 述，二氧化硅组分的分散比率可能下降。相反，本专利技术通过用如下方法将二氧化硅组分的分散 率保持在特定值以上来解决上述问题例如，包括在捏合二氧化硅组分与橡胶组分及其它组 分的过程中降低捏合开始温度的方法。由此，在不降低其它性能的同时，改进了滚动阻力。在改性二烯橡胶中改性基团的数量越多，滚动阻力提高越多，同时表面已处理过 的二氧化硅的分散越少。因此，在其中改性二烯橡胶在其一个分子中具有两个以上改性基 团的模式中，二氧化硅组分的分散率可能特别低。相反，本专利技术通过用如下方法将二氧化硅 组分的分散率保持在特定值以上来解决上述问题例如，包括在捏合二氧化硅组分与橡胶 组分及其它组分的过程中降低捏合开始温度的方法。由此，在不降低其它性能的同时，改进 了滚动阻力。在100质量％的橡胶成分中，改性二烯橡胶的含量是15质量％以上，理想的是25 质量％以上，更理想的是50质量％或以上，并且进一步理想的是75质量％以上。如果该含 量低于15质量％，不能充分改进滚动阻力。改性二烯橡胶的含量的上限没有特别限制，并 且可能是100质量％。改性二烯的例子包括环氧化天然橡胶(ENR)、主链和/或末端改性的丁二烯橡胶 (改性BR)、和主链和/或末端改性的聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(改性S-SBR)。而ENR，可使用市场上买得到的ENR(MRB公司(在马来西亚)生产的ENR25和 ENR50等)，或者ENR可通过环氧化天然橡胶(NR)来进行制备。NR环氧化的方法没有特别 限制。其例子可包括氯醇法、直接氧化法、过氧化氢法、烷基过氧化物法、和过酸法(在JP H04-26617B, JP H02-110182A、GB 2113692等中公开)。过酸法的例子包含一种有机过酸 如过乙酸或过甲酸与NR反应的方法。被环氧化的NR的例子包含通常用于橡胶工业的那些 ENR, ta RSS #3、和TSR 20及其乳胶(latexes)。ENR可以单独使用，也可以两种以上组合使 用。亦即，具有不同环氧值的ENR可组合使用。在100质量％的橡胶成分中，ENR的含量理想的是30质量％以上，更理想的是50 质量％以上，并且进一步理想的是75质量％以上。该含量可以是100质量％，但理想的是 95质量％以下，更理想的是90质量％以下，并且进一步理想的是85质量％以下。当ENR含量在此范围内时，可改进湿抓地性能和抗裂性，并且可获得良好的滚动阻力。而改性BR，可使用通过用改性剂处理通常用于轮胎工业的BR所获得的改性BR。改 性剂的例子包括3-氨丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基乙基 二甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、和N-甲基 吡咯烷酮。这些改性剂可以单独使用，也可以两种以上组合使用。而用改性剂改性的方法，可使用常规方法例如在JP H06-53768 B、JP H06-57767 B等中所述的那些方法。在100质量％的橡胶组分中，改性BR的含量理想的是5质量％以上，更理想的是 15质量％以上，并且进一步理想的是25质量％以上。该含量理想的是60质量％以下，更 理想的是45质量％以下，并且进一步理想的是40质量％以下。当改性BR的含量在此范围 内，在保持湿抓地性能和机械强度(拉伸强度和断裂伸长)的同时，还获得良好的耐磨性、 抗裂性、和滚动阻力。而改性SBR，可使用通过用改性剂处理通常用于轮胎工业的SBR(溶液聚合的 SBR(S-SBR)等)所获得的改性SBR。可使用和改性BR中相同的改性剂和改性方法。在100质量％的橡胶组分中，改性SBR的含量理想的是15质量％以上，更理想的 是35质量％以上，并且进一步理想的是45质量％以上。该含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎用橡胶组合物，其包含：含有改性二烯橡胶的橡胶组分；以及包含表面用硅烷偶联剂处理过的二氧化硅的二氧化硅组分，其中，在１００质量％的所述橡胶组分中，所述改性二烯橡胶的含量为１５质量％以上，并且所述二氧化硅组分的分散率为７０％以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：服部高幸，松浦亚衣，和田孝雄，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP