缓冲层用橡胶组合物以及充气轮胎制造技术

本发明专利技术提供一种缓冲层用橡胶组合物，该橡胶组合物可获得良好的燃料经济性和断裂，同时具有出色的加工性能；本发明专利技术还提供一种包含使用该橡胶组合物所生产的缓冲层的充气轮胎。本发明专利技术涉及一种缓冲层用橡胶组合物，其包括：含有含改性天然橡胶的橡胶组分，所述改性天然橡胶具有200ppm以下的磷含量；以及炭黑和/或白填料，其中基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组合物包含5质量％以上的改性天然橡胶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种缓冲层用橡胶组合物以及使用该组合物生产的充气轮胎。
技术介绍
有一种降低轮胎滚动阻力从而抑制生热性、并由此改进车辆的燃料经济性的方法。近年来，对于通过改进轮胎来改进燃料经济性的需求增加了。为了改进燃料经济性，一直非常需要改进胎面和胎侧。这种需求仍然逐年增加，并且需要改进其它组件例如缓冲层从而获得燃料经济性。而且，要求用于高负载车辆例如卡车和公共汽车以及用于乘用车的轮胎具有较高的燃料经济性。用于获得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性填料的方法、以及使用较少量的补强填料的方法。然而，这些通过使用填料来改进燃料经济性的方法会引起橡胶组合物补强作用的下降，并因此引起抗挠曲裂纹生长性下降的问题。因此，通常难以同时获得较高的燃料经济性和断裂性能(breaking performance) 0通常用于缓冲层橡胶的天然橡胶具有比其它合成橡胶更高的门尼粘度，因此加工性能较低。因此，待使用的天然橡胶通常与胶溶剂一起加入，然后素炼以使得橡胶具有降低的门尼粘度。因此，天然橡胶的使用降低了生产率。此外，素炼可引起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必须具有的高重均分子量聚合物的性能(例如， 橡胶强度)的丧失。专利文献1公开了一种橡胶组合物，其包含已经被去蛋白质化的天然橡胶以便具有0. 1质量％以下的作为蛋白质含量指数的氮含量，所述橡胶组合物获得了良好水准的强度、低生热性、以及加工性能。然而，橡胶组合物仍然在如下方面存在改进的空间在改进燃料经济性和断裂性能的同时兼顾保证加工性能。专利文献1 JP H06-329838A专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种缓冲层用橡胶组合物，该橡胶组合物可获得良好的燃料经济性和断裂性能，并同时具有出色的加工性能；以及提供一种包括使用该橡胶组合物所生产的缓冲层的充气轮胎。本专利技术涉及一种缓冲层用橡胶组合物，其包括含有改性天然橡胶的橡胶组分，所述改性天然橡胶具有200ppm以下的磷含量；以及炭黑和/或白填料，其中基于100质量％ 的橡胶组分，所述橡胶组合物包含5质量％以上的改性天然橡胶。改性天然橡胶优选具有0. 3质量％以下的氮含量。此外，改性天然橡胶优选具有 20质量％以下的凝胶含量，所述凝胶含量被作为甲苯不溶物的含量测定。改性天然橡胶优选通过对天然胶乳进行皂化来生产。所述改性天然橡胶优选通过如下步骤获得(A)对天然乳胶进行皂化，从而制备出皂化天然乳胶；(B)凝结皂化天然乳胶，并且用碱处理所得到的凝结的橡胶；以及(C)洗涤所生成的橡胶，直至橡胶中的磷含量降低至200ppm以下。在橡胶组合物中，白填料优选二氧化硅。本专利技术还涉及一种充气轮胎，其包括使用所述橡胶组合物所生产的缓冲层。根据本专利技术的橡胶组合物是缓冲层用橡胶组合物，其包括包含特定含量的具有较低磷含量的改性天然橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白填料。当该橡胶组合物应用于缓冲层贴胶(breaker topping)用橡胶组合物从而制备缓冲层时，包括该缓冲层的充气轮胎可以同时获得良好的燃料经济性和良好的断裂性能。含有上述组分的未硫化橡胶组合物的加工性能也很出色。具体实施例方式本专利技术的缓冲层用橡胶组合物包括与橡胶组分混合的炭黑和/或白填料，所述橡胶组分含有磷含量为200ppm以下的改性天然橡胶(HPNR)。与使用NR相比，使用具有降低或消除水准的天然橡胶(NR)中所含磷脂的HPNR(优选具有消除蛋白质和凝胶组分以及上述磷脂水准的HPNR)能够使燃料经济性更高。此外，HPNR具有低门尼粘度以及出色的加工性能，因此即使没有任何特别的素炼也能够良好地捏合，这导致可以防止由素炼所引起的橡胶性能(例如，橡胶强度)的降低。 因此，可以保持天然橡胶的固有性能，并且可以获得良好的橡胶强度(断裂性能)。此外， HPNR不包含TSR(Technical Specified Rubber)等所含有的污染物(砾石、木片等)、并且不需要除去污染物的步骤。因此，HPNR的生产率出色，并且不需要担心由污染物引起的橡胶破损。所以，人们可以在获得出色加工性能(生产率)的同时以平衡方式获得燃料经济性和断裂性能。改性天然橡胶(HPNR)具有200ppm以下的磷含量。当磷含量高于200ppm时，可以在天然橡胶中形成磷的网络(network)，并且这似乎会导致凝胶含量和门尼粘度的上升。此外，硫化橡胶的tan δ趋向于增加，其结果可能是燃料经济性和断裂性能没有以平衡方式改进。磷含量优选150ppm以下，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(含磷化合物)。改性天然橡胶优选具有20质量％以下、更优选10质量％以下、并且更优选7质量％以下的凝胶含量。超过20质量％的凝胶含量趋向于导致加工性能的降低例如填料分散下降和门尼粘度上升。此外，可能无法改进上述性能的平衡性。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，并避光在暗处静置一周。然后，将甲苯溶液以1.3X 104rpm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。将不溶于甲苯的凝胶部分与甲醇混合从而固化，然后干燥。最后，凝胶含量可由干燥后的凝胶部分的质量与初始样品的质量的比例来确定。改性天然橡胶优选基本上不含磷脂。此处，“基本上不含磷脂”是指在通过氯仿提取改性天然橡胶样品所获得的提取物在31P NMR测定中在-3至Ippm之间不存在磷脂峰。 存在于_3ppm和Ippm之间的磷脂峰是指对应于在磷脂的磷组分中磷酸酯结构的峰。改性天然橡胶优选具有0. 3质量％以下、更优选包含0. 15质量％以下的氮含量。 当氮含量超过0.3质量％时，在天然橡胶中可以形成蛋白质网络，并且这似乎趋向会导致凝胶含量和门尼粘度的上升。此外，并没有改进上述性能的平衡。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。用于生产改性天然橡胶的方法的例子包括通过如下步骤生产改性天然橡胶的方法(A)对天然乳胶进行皂化，从而制备出皂化天然乳胶；(B)凝结皂化天然乳胶，并且用碱处理所生成的凝结的橡胶；以及(C)洗涤所生成的橡胶，直至橡胶中的磷含量降低至 200ppm以下。根据该方法，可以降低磷含量。此外，可以进一步降低橡胶中的氮含量。在上述生产方法中，可以通过将碱以及可选的表面活性剂加入到天然乳胶中、并将混合物在预定温度下静置一段时间来进行皂化反应。此处，混合物可选地进行搅拌或进行其它操作。根据上述生产方法，通过洗涤除去在皂化反应中分离出的磷化合物，由此可降低天然橡胶中的磷含量。此外，皂化反应可降解天然橡胶中的蛋白质，这有可能会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，并且向天然胶乳中添加碱有利于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、无机盐、 以及橡胶组分。橡胶中的凝胶部分被认为是源自橡胶中这些不同杂质的络合物。用于本专利技术的胶乳可以是通过割开树而从橡胶树中采集的生胶乳，或者是通过离心而浓缩的纯化胶乳。可选地，可使用通过如下方法生产的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种缓冲层用橡胶组合物，其包含：含有改性天然橡胶的橡胶组分，所述改性天然橡胶具有２００ｐｐｍ以下的磷含量；以及炭黑和／或白填料；其中基于１００质量％的所述橡胶组分，所述橡胶组合物包含５质量％以上的改性天然橡胶。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：榊俊明，市川直哉，岩本雅子，
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