專利名稱：用于可虧氣行駛輪胎的插入物以及胎圈填料的橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪胎用橡膠組合物，更具體地說，涉及一種用于自支承型可虧氣行駛輪胎的胎側(cè)插入物及胎圈填料的橡膠組合物。
背景技術(shù)：
不同的輪胎制造公司存在不同可虧氣行駛輪胎的制造技術(shù)，例如，米其林公司的PAX系統(tǒng)以及ZP(零氣壓)，普利司通公司的RFT(可虧氣行駛技術(shù))，大陸公司的SSR(Self Supporting Run Flat Tire自支承可虧氣行駛輪胎)以及CSR(Continental Support Ring大陸支承環(huán))，鄧路普公司的DSST(Dunlop Self Supporting Technology鄧路普自支承技術(shù))，固特異公司的EMT(Extended Mobility Technology延伸的遷移技術(shù))，倍耐力公司的EUFORIA等。
其中，使用最普遍的可虧氣行駛輪胎是一種在胎側(cè)使用插入物橡膠的胎側(cè)自支承型的可虧氣行駛輪胎。
現(xiàn)有的可虧氣行駛輪胎曾嘗試了提高胎側(cè)部分的強度，確?？商潥庑旭偟男阅?。為獲得必要的強度，加量使用了加強性填料或者加量使用了硫化劑。在此情況下，加強性填料的比重為1.8～2.0左右，并作為提高橡膠制品比重的主要原因，因此不能降低重量，在輪胎的輕型化方面存在許多問題。
此外，耐疲勞性、耐裂紋性、低發(fā)熱性能不足，不能維持所需的可虧氣行駛性能，導致橡膠的破壞。特別是，現(xiàn)有的自支承型可虧氣行駛輪胎由于使用插入物橡膠，所以不能防止由于胎側(cè)部分的加強而引起的重量的增加。因此，在為彌補該缺點而設計的方面，人們試圖通過改變插入物橡膠的形態(tài)或者通過在胎側(cè)部分使用其他加強劑等來解決上述問題，在一部分輪胎中，試圖通過改變輪胎的輪廓(Profile)來解決上述問題。
在橡膠組合物方面中，可以通過改變聚合物、降低加強劑使用量，改變所使用的加強劑的特性，即改變一部分配合劑來提高低發(fā)熱、耐裂紋、耐疲勞性能。此外，為追求低發(fā)熱性能而使用大量的硫化劑，這樣不可避免地提高了橡膠組合物的模數(shù)(modulus)。這樣雖然可以提高低發(fā)熱性，但是卻會引起在使用中可虧氣行駛輪胎的耐久性能降低的重大問題。
此外，在通過增加硫化劑的分量提高剛性的情況下，現(xiàn)場加工中由于分散不充分而難以確保均勻的物理特性，而且過早硫化等現(xiàn)場加工性變得不佳，從而在輪胎的內(nèi)部壓力損失時所要求的可虧氣行駛性能中耐疲勞性和耐裂紋性變得非常不足，在使用一定時間之后出現(xiàn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種耐疲勞性、耐裂紋性、低發(fā)熱性提高的低比重橡膠組合物，以使胎側(cè)插入物以及胎圈橡膠的可虧氣行駛性能以及旋轉(zhuǎn)阻力提高。
在輪胎所要求的性能中，作為最重視穩(wěn)定性的形態(tài)的輪胎是在輪胎的內(nèi)部壓力損失時(可虧氣行駛的場合)能夠在支承車輛載荷的同時安全地行駛一定的速度和距離的輪胎。本發(fā)明涉及此類輪胎結(jié)構(gòu)中的一種自支承型的可虧氣行駛輪胎的橡膠組合物，其中，使用天然橡膠以及BR(Polybutadien Rubber聚丁二烯橡膠)作為基材橡膠，以符合減少插入物和胎圈自身的重量，以及所需物理特性，使用間規(guī)1，2-聚丁二烯(3～35重量％)作為BR橡膠，使用碳黑以及二氧化硅作為加強劑，使用抗硫化返原劑(Anti reversion)作為耐老化防止劑。
在本發(fā)明中，為了提高胎側(cè)插入物以及胎圈橡膠的可虧氣行駛性能，通過使用天然橡膠作為原料橡膠，采用包含間規(guī)1，2-聚丁二烯的丁二烯橡膠使耐疲勞性、耐裂紋性、耐發(fā)熱性提高，使用一定量的二氧化硅作為加強劑，在維持硬度以及模數(shù)的同時使低發(fā)熱以及耐疲勞、耐裂紋性能提高，并可維持同等水平的硬度和拉伸強度物理特性。此外，為使由發(fā)熱引起的插入物橡膠組合物的物理特性降低最小化，通過使用一定量的耐熱老化防止劑來尋求使低發(fā)熱以及耐疲勞、耐裂紋性能倍增的協(xié)同效果。
本發(fā)明的其他目的、特定的優(yōu)點以及新的特征將從以下本發(fā)明的詳細說明和優(yōu)選實施方式變得更明顯。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明用于可虧氣行駛輪胎的插入物及胎圈填料的橡膠組合物的組成進行說明。
本發(fā)明的橡膠組合物相對于由20～80重量份的天然橡膠和20～80重量份的聚丁二烯橡膠組成的100重量份的橡膠，包括0～65重量份的作為加強劑的二氧化硅，以及0～4.0重量份的耐熱老化防止劑。如果超過65重量份而過量使用作為加強劑的二氧化硅，則現(xiàn)場加工性變差，特別是，由于尺寸不穩(wěn)定而難以實現(xiàn)最適當?shù)男阅埽驗檫^多地使用二氧化硅而首先降低耐發(fā)熱特性。此外，如果使用4重量份以上的耐熱老化防止劑，則包含在耐熱老化防止劑內(nèi)部的一部分硫磺在加工以及硫化后，促進硫化結(jié)合以使橡膠組合物的剛性(Stiffness)提高，但是過高的剛性卻會使耐疲勞性能急劇降低。
上述聚丁二烯橡膠(BR；1，4 high cis Polybutadien Rubber1，4高順式聚丁二烯橡膠)具體地說是一種3～35重量％間規(guī)1，2-聚丁二烯充分地分散在丁二烯橡膠中的橡膠。
此外，優(yōu)選地，上述二氧化硅PH為6～9，氮吸附比表面積(N2SA)為60～180m2/g，Pallet硬度(Pallet hardness)為15～55gf。
此外，上述橡膠組合物中包含作為硫化劑的硫0.5～6重量份、作為硫化促進劑的次磺酰胺類硫化促進劑0.5～4重量份。
作為加強性填料，在為碳黑的情況下，比重為1.8～2.0，在為二氧化硅的情況下，比重為5.7～5.8，在根據(jù)所使用的條件進行填充的情況下，在橡膠組合物的重量中作為產(chǎn)生最大影響的因素，如果減少加強性填料，則具有可以減少橡膠組合物的重量的優(yōu)點。即，需要起到加強性填料作用的個體，通過間規(guī)1，2-聚丁二烯起到該作用來維持剛度，從而可以制造重量輕的橡膠組合物。
此外，使用碳黑作為加強劑時，為了提高插入物橡膠的硬度以及模數(shù)，需要使用一定量以上的加強劑，但這樣必然使輪胎行駛時產(chǎn)生大量的熱，這樣將使插入物橡膠的物理特性降低，使耐疲勞、耐裂紋性能降低，使可虧氣行駛輪胎最重要的耐久性能降低。
因此，在橡膠組合物的物理特性中，應當維持高硬度和模數(shù)的狀態(tài)的同時，使加強劑的含量減少。此外，應當適當使用有利于發(fā)熱的加強劑。為此，使用上述數(shù)量的二氧化硅，這樣在維持低發(fā)熱的狀態(tài)下，起到使耐疲勞以及耐裂紋性能提高的優(yōu)良的作用。
此外，在通過增加硫化劑的分量來提高橡膠組合物的硬度以及模數(shù)的情況下，現(xiàn)場加工中由于分散不充分而難以確保均勻的物理特性，而且過早硫化等現(xiàn)場加工性變差，在輪胎的內(nèi)部壓力損失時所要求的可虧氣行駛性能中耐疲勞性和耐裂紋性變得非常差，因此在使用一定量以上的硫化劑時存在問題。然而，在使用間規(guī)1，2-聚丁二烯時，由于易于確保與可虧氣行駛性能相符的一定水平以上的強度，因此可以避免使用過多的硫化劑，通過使用上述水平的硫化劑就可以制造滿足符合可虧氣行駛性能的物理特性的橡膠組合物。
以下，將對本發(fā)明用于可虧氣行駛輪胎的插入物及胎圈填料的橡膠組合物的制造以及各實施例進行說明。下述實施例僅僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明并不局限于此。
實施例橡膠組合物以160℃硫化20分鐘，對于硫化的薄片根據(jù)ASTM的規(guī)定通過下表1整理并表示拉伸特性、Tanδ、耐疲勞性、耐裂紋性、耐發(fā)熱性的試驗結(jié)果。
表1

*天然橡膠TRS-20，RSS#1，#2，#3*1)BR#11，4高順式聚丁二烯橡膠、錦湖石油化學制KBR01
*2)在BR#1中包含3～35重量％的間規(guī)1，2-聚丁二烯的丁二烯橡膠、UBEPOL制VCR617，VCR412等*碳黑GPF*二氧化硅#1PH為6～8、N2SA表面積為60～120m2/g、Pallet硬度為15～35gf。
*二氧化硅#2PH為6～9、N2SA表面積為120～180m2/g、Pallet硬度為25～55gf。
*氧化鋅KS#2*硬脂酸硬化式P60*老化防止劑16PPD*老化防止劑2RD*硫硫磺粉末*硫化促進劑TBBS*3)耐老化防止劑Bayer KA9188，Duraden 37*4)耐疲勞性以ASTM方法實施、在120％伸展下測定*5)耐裂紋性的評價以ASTM使用預定的Demmattia試驗機進行測定*6)Tan Delta利用DMTS進行評價，實施溫度掃描。
試驗條件為0.5％應變，在10Hz下，實施張力以及扭轉(zhuǎn)式。
*7)加工性作為現(xiàn)場的加工性，在輪胎產(chǎn)業(yè)中評價硫化前橡膠的加工程度，主要是使過早硫化穩(wěn)定性、初軋(blooming)穩(wěn)定性、粘著性適當(1非常優(yōu)秀、2優(yōu)秀、3普通、4不良、5非常不良)。
*8)可虧氣行駛耐久性能的場合，輪胎組裝輪圈后，在內(nèi)壓2.5kg/cm2的狀態(tài)下，以38℃放置24小時，然后，解開閥門，將內(nèi)壓調(diào)整至大氣壓狀態(tài)，載荷400kg、速度80km/h以滾筒(直徑1.7m)行駛直至故障發(fā)生時的時間，控制實施例將100作為指數(shù)。
*9)旋轉(zhuǎn)阻力的場合，輪胎組裝輪圈后，利用滑行(Coast DownSAEJ2452)試驗法實施后，控制實施例將100作為指數(shù)。
*10)使用Gabo制Eflexor 500N型DMTS(Dynamic MechemicalThermal Spectrometer動態(tài)機械熱譜儀)在恒定壓力以及張力下(constrant Stress以及Strain)實施。試驗條件以ASTM基準實施。
為了提高胎側(cè)插入物以及胎圈橡膠的可虧氣行駛性能，本發(fā)明通過使用天然橡膠作為原料橡膠，采用包含間規(guī)1，2-聚丁二烯的聚丁二烯橡膠使耐疲勞性、耐裂紋性、耐發(fā)熱性提高(比較例1～2和實施例1～2)，使用一定量的二氧化硅作為加強劑在維持硬度以及模數(shù)的同時使低發(fā)熱以及耐疲勞、耐裂紋性能提高(比較例1～2、實施例3～7)，并可維持同等水平的硬度和拉伸強度的物理特性。此外，為使由發(fā)熱引起的插入物橡膠組合物的物理特性降低最小化，通過使用一定量的耐熱老化防止劑來尋求使低發(fā)熱以及耐疲勞、耐裂紋性能倍增的協(xié)同效果(比較例1～2和實施例6～7)。
所以，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得耐疲勞性、耐裂紋性、低發(fā)熱性提高、旋轉(zhuǎn)阻力提高的低比重橡膠配合物，以使胎側(cè)插入物以及胎圈橡膠的可虧氣行駛性能以及旋轉(zhuǎn)性能提高(比較例1、實施例3～7)。
如上所述，本發(fā)明可虧氣行駛輪胎的插入物用以及胎圈填料用橡膠組合物，與現(xiàn)有的橡膠組合物相比，具有重量減小同時耐疲勞性、耐裂紋性、低發(fā)熱性優(yōu)秀的特性。
盡管參照上述優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但在不脫離本發(fā)明要點和范圍內(nèi)，還可以進行多種修改或變形。因此，權(quán)利要求書包含屬于本發(fā)明的要點的該修改或變形。
權(quán)利要求
1.一種用于可虧氣行駛輪胎的插入物及胎圈填料的橡膠組合物，其特征在于，相對于由作為基材的天然橡膠20～80重量份和包含3～35重量％的間規(guī)1，2-聚丁二烯的聚丁二烯橡膠20～80重量份組成的橡膠100重量份，包括作為加強劑的二氧化硅0～65重量份，以及耐熱老化防止劑0～4.0重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的用于可虧氣行駛輪胎的插入物及胎圈填料的橡膠組合物，其特征在于，所述二氧化硅PH為6～9，氮吸附比表面積(N2SA)為60～180m2/g，Pallet硬度為15～55gf。
3.如權(quán)利要求1所述的用于可虧氣行駛輪胎的插入物及胎圈填料的橡膠組合物，其特征在于，在所述橡膠組合物中包含作為硫化劑的硫磺0.5～6重量份，和作為硫化促進劑的次磺酰胺類硫化促進劑0.5～4重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于自支承型可虧氣行駛輪胎的胎側(cè)插入物及胎圈填料的橡膠組合物。其中，由作為基材的天然橡膠20～80重量份和包含3～35重量％的間規(guī)1，2－聚丁二烯的聚丁二烯橡膠20～80重量份組成的橡膠100重量份，包括作為加強劑的二氧化硅0～65重量份，以及耐熱老化防止劑0～4.0重量份。本發(fā)明橡膠組合物，與現(xiàn)有的橡膠組合物相比，具有重量減輕且耐疲勞性、耐裂紋性、低發(fā)熱性優(yōu)秀的特性。
文檔編號C08K3/00GK1944507SQ200610140009
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者曹永信, 金常九 申請人:韓國輪胎株式會社