專利名稱：飛機輪胎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有含有橡膠組合物運行表面的胎面的飛機輪胎，該橡膠組合物包含彈性體，該彈性體的主要部分是專用順式1，4-聚丁二烯彈性體和少量部分是順式1，4-聚異戊二烯橡膠和該橡膠組合物包含由沉淀的二氧化硅和定義的橡膠增強炭黑的結合物組成的增強填料。
背景技術：
飛機輪胎胎面，與更通常的車輛輪胎胎面形成對照，經(jīng)受極端的操作條件，該條件要求輪胎胎面忍受由于輪胎接觸地面和在負荷下立即加速到相對高速度在飛機著陸時經(jīng)歷的顯著力量以及在飛機起飛時經(jīng)歷的顯著力量，它要求在負荷下快速加速到相對高的速度。
此外，飛機輪胎，與更通常的車輛輪胎形成對照，通常至少部分由于通常由顯著多個胎體簾布層組成在本質(zhì)上更剛勁，對于一些飛機輪胎可能多至8個或更多簾布層，和結果是傾向于是顯著更滯后的輪胎，以因此隨輪胎工作期間得到的更大溫升而具有內(nèi)部熱量產(chǎn)生的更大傾向，它對輪胎的熱耐用性具有消極的影響。
對于相對剛勁，相對滯后飛機輪胎的上述極端著陸和起飛操作條件由于內(nèi)部生熱固有地產(chǎn)生飛機胎面的顯著快速溫升，為此輪胎胎面組合物的長期熱耐用性可能是憂慮以及將輪胎胎面的運行表面經(jīng)受顯著的磨損力，為此長期胎面磨損可能是憂慮。
實際上，這樣的飛機輪胎胎面通常由相對堅韌，耐磨，天然橡膠(和有時為提高輪胎胎面的耐磨加入的少量聚丁二烯橡膠)基橡膠組合物組成，該胎面本質(zhì)上是相對滯后的和因此易于出現(xiàn)由上述操作施加的力量引起的內(nèi)部生熱。
用于這樣飛機胎面橡膠組合物以促進耐磨性的典型顯著彈性體組分是包含在主要天然橡膠輪胎胎面組合物中的相對少量順式1，4-聚丁二烯橡膠，其中順式1，4-聚丁二烯橡膠典型地具有約175,000-約275,000的適當數(shù)均分子量(Mn)和約400,000-約650,000的重均分子量(Mw)與約1.5/1-約2.5/1的相對窄(低)均勻性指數(shù)(Mw/Mn)。
實際上，典型地由適當分子量(以改進耐磨性)的少量順式1，4-聚丁二烯橡膠的包括與橡膠增強炭黑的相對高加載(也用于改進耐磨性)獲得這樣飛機輪胎胎面的需要的耐磨性。
在此需要提供飛機輪胎胎面組合物，該組合物在它的未硫化狀態(tài)可以合適地在常規(guī)橡膠加工設備中加工，包括可接受地擠出為相對平滑表面的胎面條，對于該胎面條，胎面橡膠組合物的彈性體組分的主要部分是順式1，4-聚丁二烯橡膠(正常需要它對橡膠組合物的加工性能具有消極影響)以改進橡膠組合物硫化狀態(tài)中的耐磨性，而不采用為耐磨性的上述高炭黑加載，它顯示增加內(nèi)部生熱和輪胎中升溫速率的增加。
由于正常希望飛機輪胎胎面橡膠組合物的順式1，4-丁二烯橡膠含量的增加，和天然橡膠含量的相應降低對未硫化橡膠組合物的上述加工性能具有消極影響，因此使得更難以(由擠出或壓延工藝)制造具有相對平滑表面的相關未硫化胎面組分，這在此考慮為顯著的挑戰(zhàn)，及對于飛機輪胎胎面橡膠組合物要進行未指定的另外調(diào)節(jié)。
本領域技術人員較好認識到了有時為各種目的需要進行輪胎胎面橡膠組合物的顯著犧牲。例如，僅通過增加它的順式1，4-聚丁二烯橡膠含量優(yōu)化飛機輪胎胎面橡膠組合物的增加耐磨性，可在飛機輪胎胎面橡膠組合物的一個或多個其它所需性能中導致相對不利的結果，該所需性能包括例如，在它的未硫化狀態(tài)下它的上述加工性能。
以外部和內(nèi)部五點圖的形式提供了所包括的附2，以采用圖示方式說明在此考慮為飛機輪胎胎面橡膠組合物的五種顯著物理性能(未硫化和硫化性能)的情況。
表示這樣性能的外部五點圖的五個包括的點，從頂部以逆時針方向是滯后(熱100℃回彈和tanδ性能)，胎面磨損(耐磨性)，剛度(拉伸和動力剪切模量)，抗撕裂性(耐撕裂增長的性能)和加工性能(如未硫化橡膠組合物的平滑擠出物)。
從內(nèi)部五點圖到外部五點圖五個點每個延伸的單個箭頭希望說明對于飛機輪胎胎面橡膠組合物同等增強所有這樣五種物理性能的所需的，但典型地不切實際的目標。
相關領域技術人員公知優(yōu)化一種這樣的性能典型地減損一種或多種其它物理性能，或在一種或多種其它物理性能中具有消極影響。
例如，在天然橡膠/聚丁二烯飛機輪胎胎面橡膠組合物顯著增加順式1，4-聚丁二烯橡膠預計對未硫化橡膠組合物的加工性能具有消極影響，盡管它可能對它的耐磨性具有有益效果。
例如，代替單獨的炭黑，提供作為沉淀的二氧化硅和中等粒度橡膠增強炭黑的結合物的增強填料的使用以改進橡膠組合物的滯后中的有益降低(內(nèi)部熱累積的降低)和它的撕裂強度的增加。然而預計沉淀二氧化硅的引入，特別地與炭黑的相應降低對橡膠組合物的耐磨性具有消極影響。這促進了高順式1，4-聚丁二烯橡膠的需求以保持由于二氧化硅和中等尺寸炭黑的使用的耐磨性。
因此，挑戰(zhàn)典型地是提供合適可加工(在它的未硫化狀態(tài))的飛機輪胎胎面橡膠組合物，其中它的橡膠組分的主要部分是順式1，4-聚丁二烯橡膠，它改進(在它的硫化狀態(tài))合適耐磨性(如DIN磨耗)和滯后(100℃回彈)物理性能兩者的結合，所有這些在此考慮為從飛機輪胎胎面過去實踐的背離。

發(fā)明內(nèi)容
對于本發(fā)明，重點是在增強飛機輪胎胎面橡膠組合物的耐磨性(如DIN磨耗)和滯后(100℃回彈性能和tanδ性能)，同時在以具有最小表面缺陷的未硫化橡膠胎面組分(如胎面條)的形式提供相對平滑表面擠出物的意義上，也以合適可加工未硫化橡膠組合物的形式提供橡膠組合物用于構造，模塑和硫化輪胎組合體以形成飛機輪胎。
除非另外說明，術語飛機輪胎的“運行表面”表示希望與地面接觸的胎面外表面。
在本發(fā)明的描述中，除非另外提供，在此使用時的術語“橡膠”和“彈性體”可互換使用。如果在此使用的術語“橡膠組合物”，“混煉橡膠”和“橡膠復合物”可互換使用以表示“與各種成分和材料共混或混合的橡膠”和這樣的術語是橡膠混合或橡膠混煉領域技術人員公知的。除非另外提供，術語“硫化(cure)”和“硫化(vulcanize)”由這樣領域技術人員較好理解和可以互換使用。在本發(fā)明的描述中，術語“phr”表示各自材料份數(shù)每100重量份橡膠或彈性體。
可以由凝膠滲透色譜(GPC)，這樣分析領域技術人員公知的方法，合適地測定在此提及的順式1，4-聚丁二烯彈性體的數(shù)均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。
彈性體(如順式1，4-聚丁二烯彈性體)的均勻性指數(shù)是它的重均分子量(Mw)對它的數(shù)均分子量(Mn)的比例，或Mw/Mn。約1.5/1-約2.5/1的相對低均勻性指數(shù)指示相對窄的分子量分布。在它的重均分子量(Mw)對它的數(shù)均分子量(Mn)之間指示顯然更寬不一致的約3/1-約25/1的更大均勻性指數(shù)，指示相對寬的分子量分布。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種含有橡膠組合物的胎面的飛機輪胎，該組合物基于重量份每100重量份橡膠(phr)由如下物質(zhì)組成(A)由如下物質(zhì)組成的二烯烴基彈性體(1)大約55-大約95phr含有由約96-約99％順式1，4-異構體單元，約0.1-約1％反式1，4-異構體單元和約1-約3％乙烯基1，2-異構體單元組成的微結構，數(shù)均分子量(Mn)為約75,000-約150,000和均勻性指數(shù)(Mw/Mn)為約3/1-約5/1的專用順式1，4-聚丁二烯彈性體；(2)約5-約45phr順式1，4聚異戊二烯天然橡膠(選自天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠和合成順式1，4-聚異戊二烯橡膠)，和(3)0-約20，或者約2-約15phr選自苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠(如乳液聚合制備的苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠或溶劑溶液聚合制備的苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠)的另外共軛二烯烴基彈性體；(B)約20-約120phr作為如下物質(zhì)結合物的增強填料(1)約10-約60phr粒狀沉淀的二氧化硅，和(2)約10-約60phr DPB(鄰苯二甲酸二丁酯)值為約60-約160cc/100g(ASTM D2414)和碘值為約70-約130g/kg(ASTMD1510)的橡膠增強炭黑，和(C)含有與該沉淀二氧化硅表面上的羥基(如硅烷醇基團)反應的部分和與該二烯烴基彈性相互作用的另一個不同部分的偶聯(lián)劑。
進一步根據(jù)本發(fā)明，該飛機輪胎胎面的該橡膠組合物具有由小于約80(如約20-約80)的相對耐磨性(相對體積損失，10牛頓力)和約45-約70的熱回彈值(100℃)，(ASTM D 53512)組成的硫硫化物理性能，和其中，另外根據(jù)本發(fā)明，該橡膠組合物的伽維口型板未硫化橡膠組合物擠出物視覺邊緣等級為7或更好(如7-約9)和表面等級為B或更好(如A或B)，(根據(jù)ASTM D 2230-96)。
所需地，飛機輪胎胎面橡膠組合物也具有約0.07-約0.17的tanδ值(100℃，10％應變，1赫茲)。
所需地，飛機輪胎胎面橡膠組合物也具有約7-約12MPa的300％環(huán)模量(ASTM D-412)。
所需地，飛機輪胎胎面橡膠組合物在100℃，10％應變，1赫茲下的儲能模量(G’)也為約750-約2,000kPa；和所需地，飛機輪胎胎面橡膠組合物也具有約100-約400牛頓的Instron撕裂(100℃)值。
實際上，例如可以在由有機鎳或有機鈷化合物，有機鋁化合物，含氟化合物，和對苯乙烯化二苯基胺組成的催化劑存在下，由1，3-丁二烯單體的有機溶劑溶液聚合制備該專用順式1，4-聚丁二烯彈性體，它在U.S.專利5451646中例示。這樣的催化劑組分可以由辛酸鎳，三異丁基鋁，氟化氫和對苯乙烯化二苯基胺組成。在此考慮這樣的專用順式1，4-聚丁二烯可以合適地由這樣的聚合制備而沒有過度的試驗。
專用順式1，4-聚丁二烯彈性體的相對寬均勻性指數(shù)(3/1-5/1的Mw/Mn比例范圍)在此考慮為在改進相對平滑表面擠出物的意義上，與具有上述顯著更高分子量和約1.5/1-2.5/1的顯著更低均勻性指數(shù)的相似和更典型順式1，4-聚丁二烯彈性體相比，顯著促進其主要，而不是少量部分它的橡膠組分是專用順式1，4-聚丁二烯彈性體的未硫化橡膠組合物的改進加工。專用順式1，4-聚丁二烯彈性體在此也考慮為獨特的在于它配有支化水平，或程度。
在本發(fā)明的進一步實施中，要求通過是上述相對窄定義DBP和碘特征值的橡膠增強炭黑，橡膠增強炭黑包含相對冷運行橡膠增強炭黑(在改進它提供增強的相對低滯后橡膠組合物的意義上)。在更高DBP值改進共軛二烯烴基飛機輪胎橡膠組合物更大增強的意義上，本領域技術人員公知的現(xiàn)象，炭黑的相對窄定義DPB值指示炭黑的增強特征。在更高數(shù)值(更高表面積)表示更小尺寸炭黑的意義上，炭黑的相對窄定義碘值指示炭黑表面積和相關的炭黑粒度。更小尺寸的炭黑通常還改進具有更好抗撕裂性和更好耐磨性的二烯烴基彈性體的更高增強，然而，改進內(nèi)部熱累積的更高速率和相關的內(nèi)部溫升，所有都是本領域技術人員已知的現(xiàn)象。因此從本發(fā)明的飛機輪胎橡膠組合物排除DBP值和碘值在上述窄定義范圍以外的炭黑。
對于參考的目的，各種橡膠增強炭黑，與它們的相關DPB值和碘值根據(jù)它們的ASTM命名在Vanderbilt橡膠手冊，1978，417頁說明。
在本發(fā)明的實施中，合成無定形二氧化硅(如沉淀二氧化硅)可以由沉淀二氧化硅的聚集體組成，它希望包括沉淀鋁硅酸鹽為共沉淀二氧化硅和氧化鋁。
這樣的沉淀二氧化硅通常是本領域技術人員公知的。例如，這樣沉淀二氧化硅可以通常在電解質(zhì)，例如硫酸鈉存在下，由酸，例如鹽酸或硫酸向硅酸鹽，例如硅酸鈉的堿性溶液(如氫氧化鈉)的控制加入沉淀。主要的膠體二氧化硅粒子典型地在這樣過程期間形成，它快速聚結以形成這樣主要粒子的聚集體和然后通過過濾，采用水或水溶液洗滌獲得的濾餅，和干燥回收的沉淀二氧化硅回收為沉淀物。制備沉淀二氧化硅的這樣方法，及其變化方案是本領域技術人員公知的。
優(yōu)選用于本發(fā)明的沉淀二氧化硅聚集體是沉淀二氧化硅，例如由溶解性硅酸鹽，如硅酸鈉的酸化獲得的那些和可包括共沉淀二氧化硅和少量鋁。
這樣的二氧化硅通常的特征為，例如具有優(yōu)選約40-約600，和更通常約50-約300平方米每克的使用氮氣測量的BET表面積。測量表面積的BET方法描述于Journal of American Chemical Society，60卷，304頁(1930)。
二氧化硅也可以典型地特征為具有約50-約400cm3/100g，和更通常約100-約300cm3/100g的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值。
各種市售沉淀二氧化硅可以考慮用于本發(fā)明例如，僅在此作為例子和非限制性地，按照Hi-Sil商標以命名Hi-Sil210、Hi-Sil243等購自PPG Industries的二氧化硅；購自Rhodia的二氧化硅，例如Zeosil 1165MP和Zeosil 165GR，購自J.M.Huber Corporation的二氧化硅，例如Zeopol 8745和Zeopol 8715，購自Degussa AG的二氧化硅，例如命名VN2、VN3和Ultrasil 7005以及可用于彈性體增強的其它等級二氧化硅，特別地沉淀二氧化硅。
偶聯(lián)劑與二氧化硅一起使用以協(xié)助包含二氧化硅的橡膠組合物的增強。這樣的偶聯(lián)劑通常包含與二氧化硅(如沉淀二氧化硅)上羥基反應的部分和與二烯烴烴類彈性體相互作用的另一種和不同部分。
實際上，該遇合劑可以是，例如，(A)在它的多硫化物橋中含有平均2-約4個和更優(yōu)選平均2-約2.6個或約3.4-約4個連接硫原子的雙-(3-三烷基甲硅烷基烷基)多硫化物，((如雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物))，或(B)在它的多硫化物橋中含有平均約2-約2.6個連接硫原子的雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物與在它的多硫化物橋中含有平均約3.4-約4個連接硫原子的雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物的結合物，其中在硫和硫硫化促進劑不存在下，將在它的多硫化物橋中含有平均2-約2.6個連接硫原子的該多硫化物(排除在它的多硫化物橋中含有平均3-4個連接硫原子的這樣多硫化物)與該橡膠組合物共混和其中在硫和至少一種硫硫化促進劑存在下，其后將在它的多硫化物橋中含有平均約3.4-約4個連接硫原子的該多硫化物與該橡膠組合物共混，或(C)通式(I)表示的烷氧基有機巰基硅烷組合物(I) (X)n(R7O)3-n-Si-R8-SH其中X是選自鹵素，即氯或溴和優(yōu)選氯，和選自含有1-16個，優(yōu)選1-4個碳原子的烷基，優(yōu)選選自甲基、乙基、丙基(如正丙基)和丁基(如正丁基)的基團；其中R7是含有1-18個，或者1-4個碳原子的烷基，優(yōu)選選自甲基和乙基和更優(yōu)選乙基；其中R8是含有1-16個，優(yōu)選1-4個碳原子的亞烷基，優(yōu)選亞丙基；和n是0-3，優(yōu)選0的平均值和其中，在其中n是0或1的這樣的情況下，對于組合物中每個(R7O)部分R7可以相同或不同，和(D)它的巰基由部分封端的通式(I)的該烷氧基有機巰基硅烷，該部分在加熱橡膠組合物到高溫下解封端它的巰基。
各種烷氧基有機巰基硅烷的代表性例子是，例如三乙氧基巰基丙基硅烷、三甲氧基巰基丙基硅烷、甲基二甲氧基巰基丙基硅烷、甲基二乙氧基巰基丙基硅烷、二甲基甲氧基巰基丙基硅烷、三乙氧基巰基乙基硅烷、三丙氧基巰基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巰基丙基硅烷、乙氧基二異丙氧基巰基丙基硅烷、乙氧基雙十二烷氧基巰基丙基硅烷和乙氧基雙十六烷氧基巰基丙基硅烷。
這樣的烷氧基有機巰基硅烷可以由以上討論的各種部分封端。
封端烷氧基有機巰基硅烷偶聯(lián)劑的代表性例子是以NXTTM硅烷購自GE Silicones Company的液體3-辛?；虼?1-丙基三乙氧基硅烷。
偶聯(lián)劑可以，或者例如以其與該沉淀二氧化硅的預形成復合材料的形式提供和將這樣的復合材料直接加入到彈性體混合物中。
例如，該二氧化硅(如沉淀二氧化硅)，或至少一部分該二氧化硅可以在加入到該彈性體之前采用如下物質(zhì)預處理(A)通式(II)的烷基硅烷，或(B)在它的多硫化物橋中含有平均約2-約4個連接硫原子的雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，或(C)采用通式(I)的該烷氧基有機巰基硅烷，特別地該封端烷氧基有機硅烷，或(D)通式(I)的該烷基硅烷和在它的多硫化物橋中含有平均約2-約4個連接硫原子的該雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物的結合物，或(E)通式(II)的該烷基硅烷和通式(I)的該有機巰基硅烷的結合物；其中通式(I)的該烷基硅烷表示為(II) Xn-Si-R6(4-n)其中R6是含有1-18個碳原子，優(yōu)選1-4個碳原子的烷基；n是1-3的數(shù)值；X是選自如下的基團鹵素，優(yōu)選氯，和選自甲基和乙氧基，優(yōu)選乙氧基的烷氧基。
對于該二氧化硅的該預處理的顯著考慮是降低，或消除在二氧化硅與該彈性體混合期間在橡膠組合物中醇的原位釋放，該釋放可能例如，由包含在彈性體組合物中的這樣偶聯(lián)劑與包含在二氧化硅表面上的羥基(如硅烷醇基團)反應引起。
實際上，用于該橡膠組合物的該橡膠增強炭黑優(yōu)選是碘吸收值(ASTM D-1510)為約70-約130，更優(yōu)選70-100g/kg和DPB吸收值(ASTMD-2414)為約60-約160cc/100g的橡膠增強炭黑。根據(jù)它們的ASTM命名，這樣炭黑的代表性例子可以發(fā)現(xiàn)于Vanderbilt橡膠手冊，第13版(1990)第416和417頁。


以圖(圖1)和圖畫五點圖(圖2)的形式呈現(xiàn)附圖，如以上討論的那樣，以提供本發(fā)明的進一步理解。
附圖(圖形展示)在圖形呈現(xiàn)圖1中，在方框A中呈現(xiàn)橡膠增強炭黑。特別優(yōu)選的橡膠增強炭黑在方框B，方框A的劃出部分中呈現(xiàn)。
對于方框A，包括的橡膠增強炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)值為60-160cc/100gm和碘值為約70-約130g/kg和考慮為中等尺寸橡膠增強炭黑。
對于方框A，根據(jù)它們的ASTM命名，例示和說明的這樣包括的橡膠增強炭黑是N220、N299、N326、N330和N347橡膠增強炭黑。對于本發(fā)明希望包括所有的ASTM指定的N200和N300系列橡膠增強炭黑，它們考慮為相對中等粒度，中等表面積炭黑。
DBP和碘值性能在方框A以外的橡膠增強炭黑不包括在本發(fā)明的飛機輪胎橡膠組合物中到任何顯著的程度，該炭黑的代表物包括，例如更高和更低表面積炭黑兩者，例如根據(jù)它們ASTM命名為N110的那些，更小粒度，更高表面積的炭黑和N550，N660和N990更大粒度，更小表面積的炭黑。
包括在方框A中的方框B呈現(xiàn)顯著更窄定義的中等粒度，中等表面積橡膠增強炭黑為N347、N326和N330，它們的DBP值為60-160cc/100gm和更窄定義的碘值為70-100k/kg，它們排除在飛機輪胎胎面橡膠組合物中具有更高內(nèi)部生熱傾向，具有更高碘值的更高增強N220和N299炭黑。
在圖2的五點圖呈現(xiàn)中，如以上討論的那樣，說明飛機輪胎胎面組合物的顯著所需物理性能的圖畫呈現(xiàn)，對于該性能典型地需要改進。非常需要同時改進未硫化橡膠組合物的加工性能(特別地在提供平滑擠出物的意義上)，降低的滯后(對于硫化胎面在增加回彈性值的意義上，因此改進改進輪胎胎面中較少的內(nèi)部熱累積)，增加硫化胎面橡膠組合物的撕裂強度，增加硫化胎面橡膠組合物的耐磨性以改進胎面磨損速率的降低和因此更長的胎面壽命，和增加硫化輪胎胎面橡膠組合物的剛度。通?？紤]由相關領域技術人員顯著達到的是改進任何一種這樣的物理性能而不犧牲至少一種其它物理性能。兩種或多種這樣物理性能的改進而沒有一種或多種其它物理性能的降低是甚至更困難的任務。圖2希望呈現(xiàn)這樣物理性能的圖形視圖以協(xié)助強調(diào)本發(fā)明的新穎性和主要重點在說明上述物理性能的范圍內(nèi)。
實際上，例如可以在按順序的一系列至少兩處單獨和單個制備性內(nèi)部橡膠混合步驟，或階段中制備橡膠組合物，其中首先將二烯烴基彈性體與規(guī)定的炭黑和/或二氧化硅在隨后的單獨混合步驟中混合和隨后進行最終的混合步驟，其中將硫化劑在更低溫度下共混和共混基本更短的時間。
通常要求在每個混合步驟之后將橡膠混合物實際從橡膠混合物取出和冷卻到小于40℃，例如約40℃-約20℃的溫度和然后加回到內(nèi)部混合機中用于下一個按順序的混合步驟，或階段。
飛機輪胎胎面的形成設想要由常規(guī)措施，例如由橡膠組合物的擠出以提供成形，未硫化橡膠胎面組件(如擠出輪廓胎面條，該胎面條可以是胎冠以形成胎面運行表面或胎冠/基部成層構造及胎面基部層在胎冠層以下)。輪胎胎面組件的這樣形成是這樣領域的技術人員公知的。
理解作為制造制品的輪胎由如下方式制備成形和在高溫(如140℃-180℃)和高壓下在合適的模具中硫硫化它組件的組合體。這樣的實施是這樣領域的技術人員公知的。
容易由本領域技術人員理解橡膠組合物由橡膠混煉領域通常已知的方法，如混合如下物質(zhì)混煉各種可硫硫化的組分橡膠與各種通常使用的添加劑材料，如在此之前討論的那樣，例如硫化助劑如硫，活化劑，防焦劑和促進劑，加工助劑，如橡膠加工油，包括增粘樹脂的樹脂，二氧化硅，和增塑劑，填料，顏料，脂肪酸，氧化鋅，蠟，抗氧劑和抗臭氧劑，塑解劑和增強材料，例如炭黑。如本領域技術人員已知的那樣，依賴于可硫硫化和硫硫化材料(橡膠)的所需用途，將以上提及的添加劑選擇和通常以常規(guī)數(shù)量使用。
如果使用的話可包括硬脂酸，脂肪酸的典型數(shù)量包括約0.5-約3phr。氧化鋅的典型數(shù)量包括約1-約5phr。蠟的典型數(shù)量包括約1-約5phr。通常使用微結晶蠟。塑解劑的典型數(shù)量包括約0.1-約1phr。典型的膠溶劑可以是，例如五氯硫代苯酚和二苯并酰氨基二苯基二硫化物。
在硫硫化劑存在下進行硫化。合適硫硫化劑的例子包括元素硫(游離硫)或給硫硫化劑，例如胺二硫化物、聚合物多硫化物或硫烯烴加合物。優(yōu)選，硫硫化劑是元素硫。如本領域技術人員已知的那樣，硫硫化劑的使用數(shù)量為約0.5-約4phr，或甚至在一些情況下，至多約8phr，優(yōu)選是例如約0.75-約2。
促進劑用于控制硫化要求的時間和/或溫度。在一個實施方案中，可以使用單一促進劑體系，如主促進劑。主促進劑的使用數(shù)量可以為例如，約0.5-約5，或者約0.8-約4phr。在另一個實施方案中，可以使用主促進劑和助促進劑的結合物及助促進劑以(約0.05-約3phr)更小的數(shù)量使用以活化和改進硫化橡膠的性能?？梢云谕@些促進劑的結合物對最終性能產(chǎn)生協(xié)同效應和一定程度上好于由單獨使用任一種促進劑產(chǎn)生的那些。此外，可以使用延遲作用促進劑，它不由正常的加工溫度影響但在正常硫化溫度下產(chǎn)生令人滿意的硫化。也可以使用硫化防焦劑?？梢杂糜诒景l(fā)明的合適類型促進劑是胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、秋蘭姆、亞磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黃原酸酯。優(yōu)選，主促進劑是亞磺酰胺。如果使用助促進劑，它可以是例如，胍、二硫代氨基甲酸酯或秋蘭姆化合物。
橡膠組合物的混合，例如可以由上述按順序混合工藝完成。例如，可以在至少一個非生產(chǎn)性(準備性)混合階段中混合成分，隨后為生產(chǎn)性(最終)混合階段。在最終階段中典型地混合最終硫化劑，最終階段通常稱為“生產(chǎn)性”或“最終”混合階段，其中混合典型地在低于前述非生產(chǎn)性混合階段混合溫度的溫度，或最終溫度下進行。術語“非生產(chǎn)性”和“生產(chǎn)性”混合階段是橡膠混合領域技術人員公知的。
具體實施例方式
實施例I制備橡膠組合物的樣品，在此實施例中稱為樣品1和2，及樣品1是對照樣品。
對照樣品1包含天然順式1，4-聚異戊二烯，合成1，4-聚異戊二烯，油填充的順式1，4-聚丁二烯和油填充的苯乙烯/丁二烯橡膠以及N220橡膠增強炭黑(在圖1的方框A內(nèi)部和方框B以外)。
樣品2包含天然1，4-聚異戊二烯橡膠和油填充順式1，4-聚丁二烯橡膠以及N205橡膠增強炭黑(在圖1的方框A和B以外)和沉淀二氧化硅與它的偶聯(lián)劑。
通過在橡膠密煉機中使用幾個按順序混合階段，即在橡膠密煉機中約2-5分鐘到約160℃的第一制備性非生產(chǎn)性混合步驟，在橡膠密煉機中約2-4分鐘到約150℃的第二非生產(chǎn)性混合階段和在橡膠密煉機中約2-3分鐘到約110℃的最終生產(chǎn)性混合階段中混合制備橡膠組合物。在混合階段之間將橡膠組合物從混合機傾出，從開煉機壓片和允許冷卻到低于40℃的溫度。
在生產(chǎn)性混合階段中加入硫硫化劑和促進劑。在一系列單個和按順序非生產(chǎn)性和生產(chǎn)性混合階段中混合橡膠組合物是這樣領域的技術人員公知的。
用于橡膠樣品的成分說明于表1及除非另外說明，份數(shù)和百分比按重量顯示。
表1材料對照樣品1樣品2第一非生產(chǎn)性混合步驟天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠13030合成順式1，4-聚異戊二烯橡膠2100油填充的苯乙烯/丁二烯橡膠3300專用順式1，4-聚丁二烯橡膠40 70油填充的順式1，4-聚丁二烯橡膠5300炭黑(N220)6650炭黑(N205)70 30亞甲基受體81 0石蠟和微結晶蠟91 1.5抗降解劑102 2.5橡膠加工油和脂肪酸111410氧化鋅 0 3增粘樹脂122 0第二非生產(chǎn)性混合步驟增粘樹脂123 3抗降解劑102.5 2.5二氧化硅偶聯(lián)劑130 6二氧化硅140 30生產(chǎn)性混合步驟亞甲基給體151 0氧化鋅 5 0抗降解劑162 1
硫 0.81.2促進劑172.521天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠(RSS#2)2以NAT2200TM購自The Goodyear Tire & Rubber Company的合成順式1，4-聚異戊二烯橡膠3以PLF1712CTM購自The Goodyear Tire & Rubber Company，來自The Goodyear Tire & Rubber Company的結合苯乙烯含量為約23％的苯乙烯/丁二烯橡膠，由橡膠加工油以37.5重量份每100重量份橡膠的數(shù)量油填充和在表1中報導為橡膠的干燥重量4以BUD1280TM購自The Goodyear Tire & Rubber Company的1，4-聚丁二烯彈性體，該彈性體的Tg為約-104℃，門尼(ML1+4)粘度為約45，Mn為約127,000，Mw為約445,000，寬均勻性指數(shù)(HI)為約3.5和順式1，4-異構體含量為約98％，如在上述U.S.專利No.5451646中所述由1，3-丁二烯單體的有機溶劑聚合獲得5以BUD1254TM購自The Goodyear Tire & Rubber Company的1，4-聚丁二烯彈性體，由橡膠加工油以25重量份每100重量份橡膠的數(shù)量油填充和在表1中報導為橡膠的干燥重量6N220炭黑，ASTM命名，DBP值為約114cc/100g和碘值為約121g/kg和包括在圖1的方框A中，和在方框B以外7N205炭黑，ASTM命名，DBP值為約115cc/100g和碘值為約121g/kg(在圖1的方框A和方框B兩者以外)8間苯二酚9橡膠混煉蠟10胺類型11橡膠加工油和脂肪酸，主要硬脂酸12苯酚甲醛類型增粘樹脂13二氧化硅偶聯(lián)劑和炭黑如在它的多硫化物橋中含有平均約2.1-約2.4個連接硫原子的雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物和炭黑以50/50重量比的復合物，以Si266TM購自Degussa14以Hisil210TM購自PPG Industries的合成，無定形沉淀二氧化硅15六甲氧基甲基蜜胺
16胺和喹啉類型的抗降解劑17亞磺酰胺和胍類型的硫硫化促進劑和環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺類型的防焦劑表1的橡膠樣品的各種物理性能報導于如下表2。在約150℃的溫度下將硫化樣品硫化約32分鐘。
表2對照樣品1樣品2天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠3030合成順式1，4-聚異戊二烯橡膠100油填充的苯乙烯/丁二烯橡膠 300專用順式1，4-聚丁二烯橡膠 0 70油填充的順式1，4-聚丁二烯橡膠 300N220炭黑 650N205炭黑 0 30二氧化硅 0 30RPA，100℃1G’儲能模量，未硫化，15％應212 224變，0.833Hz(kPa)在1％應變下的G’儲能模量(kPa)，1Hz 2662 3310在10％應變下的G’儲能模量(kPa)，1Hz1351 1870在50％應變下的G’儲能模量(kPa)，1Hz827 1076在10％應變下的tanδ 0.171 0.152流變儀，150℃(MDR)2TS1(dNm) 3.14 3.23T25，分鐘 5.9 6.93T90，分鐘 16.13 22δ轉(zhuǎn)矩(dNm)13.19 20.07應力-應變(ATS)3模量，環(huán)，100％1.72 2.24模量，環(huán)，300％7.26 9.1拉伸強度(MPa) 16.85 17.99斷裂伸長率(％) 573 540
硬度(邵氏A)423℃69.472.9100℃ 61.468.7回彈(％)23℃35.443.8100℃ 49.653.6撕裂強度，95℃(N)5242.1 236.8耐磨性，相對體積損失(10N)6121 60伽維口型板等級7樣品邊緣等級7 3樣品表面等級A C1根據(jù)橡膠加工分析儀如Alpha Technologies，以前FlexsysCompany和以前Monsanto Company的RPA 2000TM儀器獲得的數(shù)據(jù)。對RPA-2000儀器的參考可以發(fā)現(xiàn)于如下公開文獻H.A.Palowski等人，Rubber World，1992年6月和1997年1月，以及Rubber & PlasticsNews，1993年4月26日和5月10日。例如，G’儲能模量可以例如由RPA儀器通過在100℃下在1赫茲下在例如1-50％應變的范圍內(nèi)測量應變掃描而測定。橡膠樣品的這樣儲能模量(G’)測量是這樣領域的技術人員公知的。
2根據(jù)移動口型板流變儀器，Alpha Technologies的型號MDR-2000獲得的數(shù)據(jù)，用于確定彈性體材料的硫化特性，例如轉(zhuǎn)矩，T90等。
3根據(jù)Instron Corporation的自動化測試系統(tǒng)儀器獲得的數(shù)據(jù)，它在一個系統(tǒng)中引入六個測試。這樣的儀器可測定最終拉伸，最終伸長率，模量等。表中報導的數(shù)據(jù)是通過運行Instron 4201載荷框的環(huán)拉伸測試站產(chǎn)生的。
4根據(jù)ASTM D-1415的邵氏A硬度5根據(jù)剝離強度粘合(撕裂強度)測試獲得的數(shù)據(jù)以確定在兩個橡膠組合物樣品之間的內(nèi)聚力。特別地，這樣的內(nèi)聚力由如下方式測定在適當?shù)慕嵌认聦⒁粋€橡膠組合物從它自身拉開成未撕裂的試件及使用Instron儀器將橡膠組合物的兩端在180°角度下對彼此拉開。
6根據(jù)ASTM D5963作為相對于對照物的相對體積損失(如cc損失)的DIN磨耗值
7根據(jù)ASTM D 2230-96使用ASTM擠出模頭，伽維類型(其中段落5.2)和此實施例的橡膠樣品(代替其中段落6的標準復合物等)的伽維口型板等級。使用視覺等級系統(tǒng)“B”(按照其中的段落9.1)，其中從1(差)到10(優(yōu)異)的等級用于對橡膠樣品的30°邊緣的銳度和連續(xù)性評級(在此表1中的邊緣)和其中從A(優(yōu)異)到E(差)的等級用于對橡膠樣品表面的平滑度評級(在此表1中的表面)。
從表2觀察到對于樣品2觀察到60的顯著有益的增加耐磨性，與具有120的它的顯著更高耐磨性的對照樣品2相比，樣品2包含高含量的專用順式1，4-聚丁二烯。這指示對于含有這樣橡膠組合物的胎面的飛機輪胎降低的胎面磨損速率。
在某種意義上，可能期望與對照樣品1相比，樣品2的增加耐磨性(顯著降低的DIN數(shù)值)，這是由于與對照樣品1中順式1，4-聚丁二烯的30phr小數(shù)量相比，它具有專用順式1，4-聚丁二烯橡膠的顯著更大數(shù)量(實際主要含量)(70phr)。
然而，在如下意義上與對照樣品1相比樣品橡膠2顯示顯著更差的橡膠加工與對照樣品1的7的伽維口型板邊緣等級相比，它的擠出物的視覺伽維口型板邊緣等級僅為3和與對照樣品1的A的伽維口型板表面等級相比，橡膠樣品2僅C的視覺伽維口型板表面等級。因此，在此考慮樣品2的橡膠組合物的用處顯著受到抑制和小于作為飛機輪胎胎面的最優(yōu)應用。
實施例II制備橡膠組合物的樣品，在此實施例中稱為樣品3和4，且樣品3是對照樣品。
對照樣品3包含順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠以及作為N347橡膠增強炭黑(圖1的方框B)和二氧化硅結合物的增強填料與它的偶聯(lián)劑。
樣品4包含專用順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠以及作為N347橡膠增強炭黑(圖1的方框B)和二氧化硅結合物的增強填料與它的偶聯(lián)劑。
采用實施例I的方式制備橡膠組合物。
在如下表3中說明橡膠組合物。
表3材料對照樣品3樣品4第一非生產(chǎn)性混合步驟順式1，4-聚丁二烯橡膠1800專用順式1，4-聚丁二烯橡膠20 80天然橡膠32020炭黑(N347)44040石蠟和微結晶蠟52 2橡膠加工油和脂肪酸61010氧化鋅3 3第二非生產(chǎn)性混合步驟增粘樹脂73 3抗降解劑82.5 2.5二氧化硅偶聯(lián)劑93.5 3.5二氧化硅1017.5 17.5生產(chǎn)性混合步驟抗降解劑111 1硫1.2 1.2促進劑122.4 2.41購自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene1280TM，Tg為約-104℃，門尼(ML1+4)粘度為約45，Mn為約209,000，Mw為約481,000，相對窄的均勻性指數(shù)(HI)為約2.3和順式1，4-異構體含量為約98％2購自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene1280TM3天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠(RSS#2)4N347炭黑，ASTM命名，DBP值為約124cc/100g和碘值為約90g/kg，包括在圖1的方框A中5橡膠混煉蠟6橡膠加工油和脂肪酸，主要硬脂酸7苯酚甲醛類型增粘樹脂8胺類型9二氧化硅偶聯(lián)劑和炭黑的復合物，以Si266TM購自Degussa
10Hisil210TM購自PPG Industries的合成，無定形沉淀二氧化硅11胺和喹啉類型的抗降解劑12亞磺酰胺和胍類型的硫硫化促進劑和環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺類型的防焦劑表3的橡膠樣品的各種物理性能報導于如下表4。在約150℃的溫度下將硫化樣品硫化約32分鐘。
表4對照樣品3樣品4順式1，4-聚丁二烯橡膠800專用順式1，4-聚丁二烯橡膠0 80炭黑N347 4040二氧化硅 17.5 17.5RPA，100℃1G’，未硫化，15％應變，0.833Hz(kPa) 184 188在1％應變，1Hz下的G’(kPa) 2051 2285在10％應變，1Hz下的G’(kPa) 1612 1394在50％應變，1Hz下的G’(kPa) 1131 941在10％應變下的tanδ 0.112 0.127流變儀，150℃(MDR)2最大轉(zhuǎn)矩(dNm)18.09 16.44最小轉(zhuǎn)矩(dNm)2.62 2.65T90，分鐘9.65 10.64δ轉(zhuǎn)矩(dNm) 15.47 13.79應力-應變(ATS)3模量，環(huán)，100％ 1.91 1.8模量，環(huán)，300％ 8.52 8.44拉伸強度(MPa)14.83 16.27斷裂伸長率(％) 479 521硬度(邵氏A)423℃ 69.1 66.8100℃62.4 60.4
回彈(％)23℃248.746.7100℃ 59.9 58比重1.1251.124撕裂強度，95℃(N)5206 216耐磨性，相對體積損失(10N)646 49伽維口型板等級7樣品邊緣等級38樣品表面等級CA除非另外說明，此表4的腳注與表2的腳注相同。
從表4觀察到相對于對照樣品3擠出物僅3的邊緣等級，樣品4擠出物的8的伽維口型板邊緣等級是顯著的改進。
進一步觀察到相對于對照樣品3擠出物僅C的表面等級，樣品4擠出物的A的伽維口型板表面等級是顯著的改進。
這些觀察的情況顯示可以制備由炭黑和沉淀二氧化硅兩者增強和包含主要部分它的橡膠組分為專用順式1，4-聚丁二烯橡膠的飛機輪胎胎面橡膠組合物，該組合物具有硫化橡膠組合物的良好耐磨性和未硫化橡膠組合物的良好加工性能兩者的顯著結合。良好的加工性能由伽維口型板等級觀察到，它指示未硫化橡膠組合物擠出物的相對平滑表面外觀。
實施例III制備橡膠組合物的樣品，在此實施例中稱為樣品5和6，及樣品5是對照樣品。
對照樣品5包含專用順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯以及增強填料如N347橡膠增強炭黑，說明于附圖的圖1的方框B。樣品4包含專用順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯以及增強填料如N347橡膠增強炭黑以及沉淀二氧化硅結合物與它的偶聯(lián)劑。
采用實施例I的方式制備橡膠組合物。
在如下表5中說明用于橡膠組合物的成分。
表5材料對照樣品5樣品6第一非生產(chǎn)性混合步驟專用順式1，4-聚丁二烯橡膠175 75天然橡膠225 25炭黑(N347)355 40石蠟和微結晶蠟41.5 1.5橡膠加工油和脂肪酸510 10氧化鋅 33第二非生產(chǎn)性混合步驟增粘樹脂633抗降解劑72.5 2.5二氧化硅偶聯(lián)劑804二氧化硅9020生產(chǎn)性混合步驟抗降解劑1022硫 1.4 1.4間亞苯基雙-馬來酰亞胺 1.5 1.5促進劑112.7 2.71購自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene_12802天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠(RSS#2)3N347炭黑，ASTM命名，DBP值為約124cc/100g和碘值為約90g/kg和包括在圖1的方框A中4橡膠混煉蠟5橡膠加工油和脂肪酸，主要硬脂酸6苯酚甲醛類型增粘樹脂7胺類型8二氧化硅偶聯(lián)劑和炭黑的結合物，以Si266TM購自Degussa9Hisil210TM購自PPG Industries的合成，無定形沉淀二氧化硅10胺和喹啉類型的抗降解劑11亞磺酰胺和胍類型的硫硫化促進劑和環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺類型的防焦劑表5的橡膠樣品的各種物理性能報導于如下表6。在約150℃的溫度下將硫化樣品硫化約32分鐘。
表6對照樣品5樣品6二氧化硅0 20炭黑55 40偶聯(lián)劑復合材料(偶聯(lián)劑和炭黑)0 4RPA，100℃1G’，未硫化，15％應變，0.833Hz(kPa) 166188在1％應變，1Hz下的G’(kPa) 2805 2832在10％應變，1Hz下的G’(kPa) 1725 1773在50％應變，1Hz下的G’(kPa) 1088 1092在10％應變下的tanδ 0.125 0.13流變儀，150℃(MDR)2最大轉(zhuǎn)矩(dNm) 17.75 16.61最小轉(zhuǎn)矩(dNm) 2.13 2.3T90，分鐘 9.28 13.44δ轉(zhuǎn)矩(dNm) 15.62 14.31應力-應變(ATS)3模量，環(huán)，100％ 2.22 2.26模量，環(huán)，300％ 11.35 9.4拉伸強度(MPa) 16.35 16.17斷裂伸長率(％) 425501硬度(邵氏A)423℃72.7 73.2100℃ 54.7 64.8回彈(％)23℃49.2 44.8100℃ 58.3 55.3撕裂強度，95℃(N)5219319耐磨性，相對體積損失(10N)665 58
伽維口型板等級7樣品邊緣等級78樣品表面等級AA除非另外說明，此表6的腳注與表2的腳注相同。
從表6觀察到與對照樣品5相比樣品6的斷裂伸長率顯著更大，它在此考慮為指示這樣橡膠組合物的飛機輪胎胎面的改進胎面抗龜裂性。與對照樣品5相比，樣品6的最終伸長率的改進和撕裂強度值的顯著改進指示對于這樣橡膠組合物的飛機輪胎，具有良好耐用性和抗龜裂性的橡膠組合物。
從表4進一步觀察到，樣品6擠出物的8的伽維口型板邊緣等級等同于對照樣品5擠出物的7的邊緣等級。
進一步觀察到樣品6擠出物的A的伽維口型板表面等級基本等同于對照樣品5擠出物的A的表面等級。
因此，在提供沒有粗糙或參差不齊邊緣的相對平滑表面擠出物的意義上，樣品6在此考慮為顯示良好的加工性能。
從表6也觀察到與對照樣品5相比樣品6的撕裂強度(抗撕裂性)顯著更大，它也指示對于這樣組合物的飛機輪胎胎面，增加的耐用性和對服務期間的花紋偏離和屑片結塊和總體損害的降低敏感性。
實施例IV制備橡膠組合物的樣品，在此實施例中稱為樣品7和8，及樣品7是對照樣品。
對照樣品5包含專用順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯以及作為N205橡膠增強炭黑(圖1的方框B)和二氧化硅結合物的增強填料與它的偶聯(lián)劑。樣品8也包含專用順式1，4-聚丁二烯橡膠和天然順式1，4-聚異戊二烯以及作為橡膠增強炭黑和二氧化硅的結合物的增強填料與它的偶聯(lián)劑，但使用N347橡膠增強炭黑(圖1的方框A)代替對照樣品7的N205炭黑增強填料。
采用實施例I的方式制備橡膠組合物。
在如下表7中說明橡膠組合物。
表7材料對照樣品7樣品8第一非生產(chǎn)性混合步驟專用順式1，4-聚丁二烯橡膠170 70天然橡膠230 30炭黑(N347)30 40炭黑(N205)440 0石蠟和微結晶蠟51.5 1.5橡膠加工油和脂肪酸67 7氧化鋅 3 3第二非生產(chǎn)性混合步驟增粘樹脂73 3抗降解劑82.5 2.5二氧化硅偶聯(lián)劑94 4二氧化硅1020 20生產(chǎn)性混合步驟抗降解劑112 2硫 1.2 1.2亞苯基二馬來酰亞胺 1.5 1.5促進劑112.7 2.71購自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene_12802天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠(RSS#2)3N347炭黑，ASTM命名，DBP值為約124cc/100g和碘值為約90g/kg和包括在圖1的方框B中4N205炭黑，ASTM命名，DBP值為約115cc/100g和碘值為約121g/kg和包括在圖1的方框A中(盡管未具體顯示)5橡膠混煉蠟6橡膠加工油和脂肪酸，主要硬脂酸7苯酚甲醛類型增粘樹脂8胺類型9二氧化硅偶聯(lián)劑和炭黑的復合物，以Si266TM購自Degussa10以Hisil210TM購自PPG Industries的合成，無定形沉淀二氧化硅11胺和喹啉類型的抗降解劑12亞磺酰胺和胍類型的硫硫化促進劑和環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺類型的防焦劑表7的橡膠樣品的各種物理性能報導于如下表8。在約150℃的溫度下將硫化樣品硫化約32分鐘。
表8對照樣品7樣品8炭黑N347 040炭黑N205 40 0RPA，100℃1G’，未硫化，15％應變，0.833Hz(kPa) 196 179在1％應變，1Hz下的G’(kPa) 3198 2428在10％應變，1Hz下的G’(kPa) 1698 1541在50％應變，1Hz下的G’(kPa) 965 989在10％應變下的tanδ 0.1710.136流變儀，150℃(MDR)2最大轉(zhuǎn)矩(dNm)19.3717.8最小轉(zhuǎn)矩(dNm)2.98 2.6T90，分鐘13.5514.19δ轉(zhuǎn)矩(dNm) 16.3915.2應力-應變(ATS)3模量，環(huán)，100％ 1.81 1.95模量，環(huán)，300％ 7.64 9.19拉伸強度(MPa)18.1 17.57斷裂伸長率(％) 592 537硬度(邵氏A)423℃ 73.3 69.9100℃63.6 62回彈(％)23℃ 40.6 44.2100℃49.4 55.4
撕裂強度，95℃(N)5350231耐磨性，相對體積損失(10N)684 76伽維口型板等級7樣品邊緣等級 7 8樣品表面等級 A A除非另外說明，此表8的腳注與表2的腳注相同。
從表8觀察到與其中使用N205炭黑的對照樣品7相比，由于如由它的相對低tanδ和相對高熱100℃回彈值顯示的橡膠組合物的相對低滯后行為，N347炭黑，更低滯后改進橡膠增強炭黑(用于實施例8)非常適于飛機胎面橡膠組合物。樣品8的橡膠組合物的低滯后特性使橡膠組合物能夠產(chǎn)生飛機輪胎胎面的更低內(nèi)部熱累積。
因此，在此總結的是與作為本發(fā)明的聚丁二烯/天然順式1，4-聚異戊二烯橡膠飛機輪胎胎面橡膠組合物中主要橡膠組分的專用順式1，4-聚丁二烯橡膠結合，附圖的圖2方框B中橡膠增強炭黑的使用是特別有益的(甚至更使得橡膠增強炭黑在方框A中但在圖2的方框B以外)。在動力施加期間橡膠組合物中得到的它的相對更低水平內(nèi)部生熱的意義上，與方框A中其它橡膠增強炭黑(如N220和N299)相比，橡膠組合物由方框B中的中等尺寸橡膠增強炭黑(N347)的增強也在此考慮為特別有益的。
盡管對于說明本發(fā)明的目的顯示某些代表性實施方案和詳細情況，對本領域技術人員顯然的是其中可以進行各種變化和改進而不背離本發(fā)明的精神或范圍。
權利要求
1.一種含有橡膠組合物的胎面的飛機輪胎，其特征為基于重量份每100重量份橡膠(phr)由如下物質(zhì)組成(A)由如下物質(zhì)組成的二烯烴基彈性體(1)55-95phr含有由96-99％順式1，4-異構體單元，0.1-1％反式1，4-異構體單元和1-3％乙烯基1，2-異構體單元組成的微結構，數(shù)均分子量(Mn)為75,000-150,000和均勻性指數(shù)(Mw/Mn)為3/1-5/1的專用順式1，4-聚丁二烯彈性體；(2)5-45phr順式1，4聚異戊二烯天然橡膠，和(3)0-20phr選自苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠的另外共軛二烯烴基彈性體；(B)20-120phr作為如下物質(zhì)結合物的增強填料(1)10-60phr粒狀沉淀的二氧化硅，和(2)10-60phr DPB(鄰苯二甲酸二丁酯)值為60-160cc/100g和碘值為70-130g/kg的橡膠增強炭黑，和(C)含有與該沉淀二氧化硅上的羥基反應的部分和與該二烯烴基彈性相互作用的另一個部分的偶聯(lián)劑；其中在由辛酸鎳，三異丁基鋁，氟化氫和對苯乙烯化二苯基胺組成的催化劑存在下，由1，3-丁二烯單體的有機溶劑溶液聚合制備該專用順式1，4-聚丁二烯彈性體；其中該橡膠組合物具有由小于80的相對耐磨性和45-70的熱回彈值(100℃)組成的硫硫化物理性能；和其中該橡膠組合物的伽維口型板未硫化橡膠組合物擠出物視覺邊緣等級為7或更高和表面等級為B或更高。
2.權利要求1的飛機輪胎，其特征在于該輪胎胎面組合物在100℃，10％應變，1赫茲下的tanδ值為0.07-0.17和300％環(huán)模量為7-12MPa和在100℃，10％應變，1赫茲下的儲能模量(G’)為750-2,000kPa。
3.權利要求1的飛機輪胎，其特征在于該順式1，4-聚異戊二烯彈性體是天然橡膠，其中該橡膠增強炭黑的DPB值為60-160cc/100g和碘值為70-100g/kg，和其中該偶聯(lián)劑是在它的多硫化物橋中含有平均2-2.6個連接硫原子的雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。
4.權利要求1的輪胎，其特征在于該胎面橡膠組合物包含2-15phr苯乙烯/丁二烯共聚物彈性體。
5.權利要求1的飛機輪胎，其特征在于該偶聯(lián)劑是至少一種在它的多硫化物橋中含有平均2-4個連接硫原子的雙-(3-三烷氧基甲硅烷基烷基)多硫化物。
6.權利要求1的飛機輪胎，其特征在于該偶聯(lián)劑是在它的多硫化物橋中含有平均2-4個連接硫原子的雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。
7.前述權利要求1-4任意一項的輪胎，其特征在于該偶聯(lián)劑是烷氧基有機巰基硅烷偶聯(lián)劑；它的形式為含有部分封端的巰基，其在加熱到高溫時能夠解封端它的巰基；其中通式(I)的該烷氧基有機巰基硅烷組合物(I)(X)n(R7O)3-n-Si-R8-SH其中X是選自氯、溴和含有1-4個碳原子的烷基的基團；其中R7是含有1-4個碳原子的烷基；其中R8是含有1-4個碳原子的亞烷基；和n是0-3的平均值和其中，在其中n是0或1的這樣的情況下，對于組合物中每個(R7O)部分R7可以相同或不同。
8.前述權利要求1-4任意一項的飛機輪胎，其特征在于該橡膠增強炭黑和其中該偶聯(lián)劑是烷氧基有機巰基硅烷偶聯(lián)劑；它的形式為含有部分封端的巰基，其在加熱到高溫時能夠解封端它的巰基；其中該烷氧基有機巰基硅烷組合物由至少一種如下物質(zhì)組成三乙氧基巰基丙基硅烷、三甲氧基巰基丙基硅烷、甲基二甲氧基巰基丙基硅烷、甲基二乙氧基巰基丙基硅烷、二甲基甲氧基巰基丙基硅烷、三乙氧基巰基乙基硅烷、三丙氧基巰基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巰基丙基硅烷、乙氧基二異丙氧基巰基丙基硅烷、乙氧基雙十二烷氧基巰基丙基硅烷和乙氧基雙十六烷氧基巰基丙基硅烷。
9.前述權利要求任意一項的輪胎，其特征在于該偶聯(lián)劑為其與該沉淀的二氧化硅預形成的復合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有含有橡膠組合物運行表面的胎面的飛機輪胎，該橡膠組合物包含彈性體，該彈性體的主要部分是專用順式1，4－聚丁二烯彈性體和少量部分是順式1，4－聚異戊二烯橡膠和該橡膠組合物包含由沉淀的二氧化硅和定義的橡膠增強炭黑的結合物組成的增強填料。
文檔編號C08L21/00GK1751901SQ20051010632
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權日2004年9月23日
發(fā)明者P·H·桑德斯特倫, G·F·巴洛格, S·W·克羅寧 申請人:固特異輪胎和橡膠公司