气密层用橡胶组合物及充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供了一种气密层用橡胶组合物，该组合物能够在具有足够出色的加工性能从而消除对于素炼的需要的同时具有出色的低生热性和较高的抗挠曲裂纹生长性，并且进一步具有良好的气密性，并且本发明专利技术还提供了一种使用该橡胶组合物生产的充气轮胎。本发明专利技术涉及一种气密层用橡胶组合物，该组合物包括：包含具有200ppm以下磷含量的改性天然橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白色填料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气密层用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
技术介绍
存在一种降低轮胎滚动阻力从而抑制生热量并由此获得车辆的燃料经济性的方 法。近年来，从轮胎方面实现车辆燃料经济性的需求已经增加。人们期望从需要高气密性 的气密层和占据轮胎大部分的胎面的改进方面获得燃料经济性。用于获得气密层用橡胶组 合物的低生热性的已知方法的例子包括使用低补强填料的方法、以及减少补强填料含量的 方法。此外，人们还试图通过使用二氧化硅作为填料从而获得低生热。然而，用于从填料方面获得燃料经济性(低生热性)的上述方法的问题在于橡胶 组合物的硬度降低，这使得轮胎变软并降低了抗挠曲疲劳性。因此，难以同时获得出色的低 生热性和高抗挠曲疲劳性。同时，天然橡胶已广泛用于气密层。天然橡胶具有比其它合成橡胶更高的门尼粘 度，因此具有低加工性。因此，所使用的天然橡胶通常与胶溶剂一起加入，然后进行素炼以 便橡胶具有降低的门尼粘度。在使用天然橡胶的情况下，这种工艺的要求降低了生产率。此 外，素炼引起了天然橡胶中的分子链断裂，由此，存在的问题是会导致天然橡胶实质具有的 高重均分子量聚合物的性能的损失(例如，高耐磨性、燃料经济性、和橡胶强度)。专利文献1公开了一种使用天然橡胶和环氧化天然橡胶所生产的橡胶组合物以 便增加非石油资源的含量。然而，该橡胶组合物仍然在如下方面存在改进的空间获得低生 热性和抗挠曲裂纹生长性的同时获得良好气密性以及同时改进加工性。专利文献1 JP 2007-169431A。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种气密层用橡胶组合物，该组合物解决了上述问题，并且 能够在具有足够出色的加工性能以致消除对素炼的需求的同时，可获得出色的低生热性和 较高的抗挠曲裂纹生长性，并进一步获得良好的气密性。本专利技术的目的还在于提供一种使 用该橡胶组合物所生产的充气轮胎。本专利技术涉及一种气密层用橡胶组合物，其包括包含具有200ppm以下磷含量的改 性天然橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白色填料。基于100质量％的橡胶组分，橡胶组合物优选包含1至30质量％的改性天然橡 胶。改性天然橡胶优选包含0.3质量％以下的氮。此外，改性天然橡胶优选具有20质量％ 以下的凝胶含量，所述凝胶含量被测定作为甲苯不溶物的含量。改性天然橡胶优选通过对天然胶乳进行皂化来生产。白色填料优选二氧化硅。本专利技术还涉及用于生产气密层用橡胶组合物的方法，该方法没有素炼改性天然橡 胶的步骤。本专利技术还涉及包括使用该橡胶组合物生产的气密层的充气轮胎。根据本专利技术的橡胶组合物包括具有200ppm以下的磷含量的改性天然橡胶(在下 文中，也称为“HPNR” )；以及炭黑和/或白色填料，并且因此同时具有出色的低生热性和较 高的抗挠曲裂纹生长性，并进一步具有良好的气密性。该橡胶组合物也具有足够出色的加 工性能以消除对素炼的特别需要。具体实施例方式本专利技术的气密层用橡胶组合物包括包含具有200ppm以下的磷含量的改性天然 橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白色填料。本专利技术采用具有较低水平或不含蛋白质、凝胶 部分、和包含于天然橡胶(NR)中的磷脂的改性天然橡胶(HPNR)，并且因此，可在不降低炭 黑和/或白色填料含量的同时获得燃料经济性。因此，通过填料的补强作用可同时获得较 高的橡胶强度，以便兼顾获得低生热性和抗挠曲裂纹生长性。此外，本专利技术的包含HPNR的橡胶组合物与仅包含丁基橡胶或丁基橡胶和普通NR 的组合作为橡胶组分的橡胶组合物相比，具有改进的气密性。具有HPNR的未硫化橡胶组合 物也具有出色的生产率，这是因为当其没有预先素炼就与其它组分例如填料混合时呈现出 良好的加工性。改性天然橡胶(HPNR)具有200ppm以下的磷含量。超过200ppm的磷含量趋向于 在存储期间增加凝胶含量并增加硫化橡胶组合物的tan δ。磷含量优选150ppm以下，并更 优选IOOppm以下。此处，磷含量可以通过常规方法例如ICP发射光谱法来测定。磷来源于 磷脂(磷化合物)。改性天然橡胶优选基本上不含磷脂。此处，“基本上不含磷脂的”的改性天然橡 胶是指改性天然橡胶在其样品的氯仿提取物的Mp-NMR谱中没有与磷脂对应的在_3ppm至 Ippm之间的峰。与磷对应的在_3ppm和Ippm之间的峰是指在磷脂磷组分中与磷酸酯结构 对应的峰。改性天然橡胶优选包含0.3质量％以下、更优选包含0. 15质量％以下的氮。超过 0.3质量％的氮含量趋向于增加存储期间的门尼粘度。氮源于蛋白质。氮含量可通过常规 方法例如凯氏定氮法来测定。改性天然橡胶优选具有20质量％以下的凝胶含量，更优选15质量％以下，并且更 加优选10质量％以下。超过20质量％的凝胶含量趋向于引起加工性能的降低例如门尼粘 度上升。凝胶含量是指测定的作为不溶于非极性溶剂甲苯的物质的含量。在下文中，这一 含量也简单表示为“凝胶含量”或者“凝胶部分”。凝胶含量通过以下方法测定。首先，将天 然橡胶样品浸没在脱水甲苯中并避光在暗处放置一周。然后，将甲苯溶液以1.3X 105rpm离 心分离30分钟，以便不溶于甲苯的凝胶部分和可溶于甲苯的部分相互分离。将甲醇加入不 溶于甲苯的凝胶部分从而固化，然后干燥。最后，凝胶含量可由干燥后的凝胶部分的质量与 样品的初始质量的比例来测定。用于生产改性天然橡胶的方法的例子包括如下生产改性天然橡胶的方法通过用 碱皂化天然胶乳，在皂化反应后清洗由此凝结的橡胶，然后干燥橡胶。通过向天然胶乳加入 碱和可选地加入表面活性剂，并将混合物在预定温度下静置一段时间，来进行皂化。此处， 混合物可选地进行搅拌或进行其它操作。所述方法通过清洗除去了在皂化反应中分离的磷化合物，并由此可降低天然橡胶中的磷含量。此外，皂化反应降解天然橡胶中的蛋白质，这 能够降低天然橡胶中的氮含量。在本专利技术中，可通过向天然胶乳中加入碱来进行皂化反应， 并且向天然胶乳中的该添加会导致高效的皂化反应。天然胶乳是从橡胶树中提取的树液，并且包含组分例如水、蛋白质、脂类、和无机 盐，以及橡胶组分。橡胶中的凝胶部分被认为是源自处于组合状态中的这些不同杂质。用 于本专利技术的胶乳可能是通过割开树从橡胶树中取得的生胶乳，或者通过离心处理浓缩的纯 化胶乳。可选地，可使用通过如下方法生产的高氨胶乳经由普通方法将氨加入生橡胶胶乳 中以便抑制由于胶乳中存在的细菌引起的生橡胶胶乳的腐败并防止胶乳的凝结。用于皂化反应的碱的例子包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、和胺类化合物。在 这些之中，根据皂化反应效果和天然胶乳的稳定性效果，特别优选氢氧化钠和氢氧化钾。碱的添加量没有特别限制。基于100质量份天然胶乳中的固体，碱的最小添加量 优选0. 1质量份以上，并且更优选0. 3质量份以上。基于100质量份天然胶乳中的固体，碱 的最大添加量优选12质量份以下，更优选10质量份以下，更加优选7质量份以下，并且特 别优选5质量份以下。低于0.1质量份的碱的添加量可能需要长时间的皂化反应。另一方 面，超过12质量份的碱的添加量可使天然胶乳不稳定。所使用的表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、或两性表 面活性剂。阴离子表面活性剂的例子包括羧酸阴离子表面活性剂、磺酸阴离子表面活性剂、 硫酸阴离子表面活性剂、和磷酸阴离子表面活性剂。非离本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种气密层用橡胶组合物，包括：包含磷含量为２００ｐｐｍ以下的改性天然橡胶的橡胶组分，以及炭黑和／或白色填料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉本睦树，
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