本发明专利技术公开了用于轮胎胎面的橡胶组合物，其能够改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。所述橡胶组合物包括一种含有官能团如氨基或羧基的改性丁苯橡胶、二氧化硅、一种硅烷偶联剂、一种木质素衍生物和一种炭黑母炼胶。所述炭黑母炼胶含有一种丁苯橡胶，以及吸碘值为60至130g/kg的炭黑，且炭黑母炼胶中橡胶的量（B）与改性丁苯橡胶的量（A）的重量比例（B/A）为0.25至1。炭黑和二氧化硅的总量为40至100重量份每100重量份橡胶组分，二氧化硅在填料中的比例为25至80重量%，且木质素衍生物的含量为0.1至10重量份。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于充气轮胎胎面的橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。
技术介绍
充气轮胎需要改善有利于燃油效率的滚动阻力性能，以及湿地性能即在潮湿路表面的抓地性能。然而，这些性能通常具有相互矛盾的关系，难以同时满足滚动阻力性能和湿地性能两种特征。为同时满足这些性能，加入二氧化硅作为填料。二氧化硅在橡胶组分中通常难以分散。因此，加入硅烷偶联剂以改善二氧化硅的分散性。然而，这种分散性仍然不够，且不能说二氧化硅的特性被充分发挥。为改善二氧化硅的分散性，已作出尝试，例如提高混合能量，改变二氧化硅的结构 和粒径，或使用含有二烯橡胶的改性橡胶，所述二烯橡胶中被引入羟基、氨基等基团(例如，参见下文的专利文件I和2)。此外，下文的专利文件3公开了将木质素衍生物如木质素磺酸盐加入二烯橡胶，以便改善二氧化硅的分散性，由此改善滚动阻力性能。在这些现有技术中，由于二氧化硅分散性的改善，在改善滚动阻力性能和湿地性能中可见一定程度的效果，但不能说这些效果足够。另一方面，下文的专利文件4公开了一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，为改善滚动阻力性能和湿地性能，其包括油充橡胶(oil extended rubber)组分A,其含有具有高玻璃化转变温度的丁苯橡胶；炭黑母炼胶(masterbatch)，其含有橡胶组分B (其含有具有低玻璃化转变温度的丁苯橡胶)和炭黑的混合物，所述母炼胶具有高于油充橡胶组分A的门尼粘度；以及二氧化硅。该专利文件公开了含有二氧化硅的油充橡胶组分A和含有炭黑的橡胶组分B以适当不均匀的状态不均匀地分布于橡胶组合物中，同时各自具有适当的兼容性，由此发挥出每种橡胶组分的特性。然而，二氧化硅仅通过门尼粘度的差异不能在油充橡胶组分A中良好分散，且滚动阻力性能和湿地性能的改善效果不足够。专利文件I :W096/23027专利文件2 W003/029299专利文件3 JP 2009-108308A专利文件4 JP 11-60816A(1999)
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目标是提供一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，其能够改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。根据本专利技术用于轮胎胎面的橡胶组合物包括含有丁苯橡胶和/或聚丁二烯橡胶的改性二烯橡胶，其具有至少一个选自氨基、羟基、环氧基、烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和羧基的官能团；二氧化硅；硅烷偶联剂；木质素衍生物；以及炭黑母炼胶。所述炭黑母炼胶含有丁苯橡胶和吸碘值为60至130g/kg的炭黑。炭黑母炼胶中丁苯橡胶的量(B)与改性二烯橡胶的量(A)的重量比例(B/A)为0. 25至I。橡胶组合物中含有的炭黑和二氧化硅的总量为40至100重量份每100重量份橡胶组分，且二氧化硅在炭黑和二氧化硅的总量中的比例为25至80重量％。木质素衍生物的含量为0. I至10重量份每100重量份橡胶组分。本专利技术的充气轮胎包括含有所述橡胶组合物的胎面。根据本专利技术，炭黑的分散性可通过使用所述炭黑母炼胶改善，且额外地，二氧化硅的分散性可通过木质素衍生物与改性二烯橡胶的结合改善。作为结果，可改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。 附图说明图I是示出实施例和对比实施例中滚动阻力性能和湿地性能之间关系的图。具体实施例方式本专利技术的实施方案在下文中详细记载。本实施方案的橡胶组合物包括(a) —种改性二烯橡胶，其含有一个对二氧化硅有反应活性或亲和性的官能团、(b) 二氧化硅、(C) 一种硅烷偶联剂、(d) —种木质素衍生物和(e) 一种炭黑母炼胶。木质素衍生物与二氧化硅一起使用能改善二氧化硅在改性二烯橡胶中的分散性，且能通过改性二烯橡胶的官能团与二氧化硅之间的相互作用将二氧化硅和改性二烯橡胶有效地连接。另一方面，当其他二烯橡胶与含有改性二烯橡胶和木质素衍生物的橡胶组合物进一步混合，炭黑很难在所述其他二烯橡胶中分散，且强化性能可能会劣化。另一方面，本实施方案使用具有预先分散于其中的炭黑的炭黑母炼胶。本实施方案能改善炭黑在待与改性二烯橡胶混合的二烯橡胶中的分散性。因此，本实施方案的橡胶组合物能改善作为填料的二氧化硅和炭黑的分散性，从而显著改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。作为改性二烯橡胶(a)，可以使用具有至少一个选自氨基、羟基、环氧基、烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和羧基的官能团的丁苯橡胶(SBR)和/或聚丁二烯橡胶(BR)。已知这些官能团与二氧化硅的硅烷醇基(Si-OH)具有相互作用。此处使用的术语“相互作用”意味着由二氧化硅的硅烷醇基产生借由化学反应或氢键的化学键接。当具有所述官能团的改性二烯橡胶与木质素衍生物结合使用，具有改善的分散性能的二氧化硅通过相互作用被有效连接至改性二烯橡胶，且能改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。在官能团中，氨基不限于伯氨基，也可以是仲氨基。烷基甲硅烷基可以是任意单烷基甲娃烧基、_■烧基甲娃烧基、和二烧基甲娃烧基。烧氧基甲娃烧基意味着甲娃烧基的二个氢中至少一个氢被烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基)代替的基团，且包括三烷氧基甲硅烷基、烷基二烷氧基甲硅烷基和二烷基烷氧基甲硅烷基。这些官能团可被引入丁苯橡胶或聚丁二烯橡胶的聚合物端位，或可被引入聚合物链中。具有所述官能团的改性二烯橡胶是已知的，且不限制其制备方法等。例如，官能团可以通过使用改性剂改性丁苯橡胶或聚丁二烯橡胶(其通过阴离子聚合合成)而引入，或可通过将含有所述官能团的单体与苯乙烯或丁二烯(其为构成原料聚合物的单体)共聚而被引入聚合物链中。尤其，羟基改性二烯橡胶可通过例如公开于上文专利文件I的方法制备。氨基改性二烯橡胶可通过例如公开于上文专利文件2的方法制备。羧基改性二烯橡胶可通过例如公开于JP 5-255408A(1993)的方法制备。改性二烯橡胶优选为通过溶液聚合得到的丁苯橡胶和/或聚丁二烯橡胶，且更优选溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)。在改性SSBR中，不特别限定苯乙烯含量(St)，且其优选为10至45重量％，且更优选15至40重量％。所述改性SSBR具有的玻璃化转变温度(Tg)优选-50至-10°C，且更优选-40至-20°C。此处使用的苯乙烯含量是由1HNMR谱图的积分比率计算出的数值。此处使用的玻璃化转变温度是根据JIS K7121通过差示扫描量热法(DSC)以升温速率20°C /分钟(测量温度范围-150至50°C )测定的值。二氧化硅(b)不特别限定，且包括湿二氧化硅(水合硅酸)、干二氧化硅(无水硅酸)、硅酸钙和硅酸铝。其中，优选使用湿二氧化硅。二氧化硅的胶体性能不特别限定。二氧化硅通过BET法测定的氮气吸附比表面积(BET)优选150至250m2/g，更优选180至230m2/go 二氧化硅的BET根据ISO 5794记载的BET方法测定。硅烷偶联剂(C)不具体限定，且可以使用多种常规硅烷偶联剂。可使用的硅烷偶·联剂的实例包括硫化硅烷如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲娃烧基丙基)~■硫化物或双(2_ 二乙氧基甲娃烧基乙基)四硫化物；受保护的疏基娃烧如3_羊酸硫基-I-丙基二乙氧基娃烧或3_丙酸硫基丙基二甲氧基娃烧。木质素衍生物(d)改善二氧化硅的分散性，且优选使用木质素磺酸盐。所述木质素磺酸盐具有源自木质素的酚羟基，以及磺酸盐基。因此，木本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，包括：一种含有丁苯橡胶和/或聚丁二烯橡胶的改性二烯橡胶，其含有至少一个选自氨基、羟基、环氧基、烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和羧基的官能团；二氧化硅；一种硅烷偶联剂；一种木质素衍生物；以及一种炭黑母炼胶；其中所述炭黑母炼胶含有一种丁苯橡胶和吸碘值为60至130g/kg的炭黑；所述炭黑母炼胶中丁苯橡胶的量（B）与改性二烯橡胶的量（A）的重量比例（B/A）为0.25至1；所述橡胶组合物中含有的炭黑和二氧化硅的总量为40至100重量份每100重量份橡胶组分，且二氧化硅在炭黑和二氧化硅的总量中的比例为25至80重量%；且木质素衍生物的含量为0.1至10重量份每100重量份橡胶组分。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：镰田晋作，
申请(专利权)人：东洋橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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