專利名稱：胎面用橡膠組合物及使用該橡膠組合物的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胎面用橡膠組合物和使用該胎面用橡膠組合物的輪胎。特別地，本發(fā)明涉及能夠以兼顧的方式改進(jìn)耐久性如耐磨耗性和抗撕裂性以及降低滾動(dòng)阻力的胎面用橡膠組合物。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于對(duì)于節(jié)約能量和天然資源的社會(huì)需求，為了節(jié)約機(jī)動(dòng)車的燃料消耗， 存在對(duì)于具有低滾動(dòng)阻力的輪胎的需求。用于降低滾動(dòng)阻力以滿足如上所述的此類要求的已知技術(shù)的實(shí)例包括以下方法通過(guò)降低其中炭黑的使用量和/或使用低等級(jí)炭黑而降低橡膠組合物的滯后損失；在輪胎構(gòu)件，特別是胎面膠中使用橡膠組合物。然而，簡(jiǎn)單地降低橡膠組合物中的炭黑的使用量可能導(dǎo)致橡膠組合物耐磨耗性的劣化。在另一種情況下，當(dāng)通過(guò)增加橡膠組合物的橡膠組分中的聚丁二烯橡膠的比例和/或使得橡膠組合物高度彈性化而降低或改進(jìn)輪胎的滾動(dòng)阻力時(shí)，產(chǎn)生可能劣化橡膠組合物的抗撕裂性的問(wèn)題。JP 2005-041975公開(kāi)了一種橡膠組合物，其能夠通過(guò)借助使用末端改性的聚合物如末端改性聚丁二烯橡膠改進(jìn)炭黑的分散性，而以兼顧的方式同時(shí)改進(jìn)耐磨耗性和滾動(dòng)阻力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題根據(jù)在JP 2005-041975中公開(kāi)的橡膠組合物，降低末端改性聚丁二烯的滯后損失，并且獲得使得兼顧耐磨耗性和滾動(dòng)阻力至一定程度的效果。然而，在JP 2005-041975 中還存在對(duì)于改進(jìn)這兩種性能即耐磨耗性和滾動(dòng)阻力的空間。本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，并且提供能夠以兼顧的方式改進(jìn)耐久性如耐磨耗性和抗撕裂性以及降低滾動(dòng)阻力的胎面用橡膠組合物。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供使用胎面用橡膠組合物的輪胎，其中耐磨耗性、抗撕裂性和滾動(dòng)阻力以高度平衡的方式改進(jìn)。用于解決問(wèn)題的方案作為為了實(shí)現(xiàn)上述目的的銳意研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，輪胎的耐久性和滾動(dòng)阻力能夠通過(guò)在輪胎的胎面中使用橡膠組合物以兼顧的方式改進(jìn)，所述橡膠組合物通過(guò)共混在表面上具有相對(duì)少量的焦油組分(特別地為多環(huán)芳香烴)的炭黑與含有具有含氮官能團(tuán)的改性共軛二烯類聚合物的橡膠組分獲得，由此完成本發(fā)明。具體地，根據(jù)本發(fā)明的胎面用橡膠組合物是通過(guò)共混炭黑與含有具有至少一種含氮官能團(tuán)的改性共軛二烯類聚合物的橡膠組分而獲得的胎面用橡膠組合物，其特征在于， 所述炭黑通過(guò)以下獲得準(zhǔn)備具有連續(xù)設(shè)置的燃燒氣體生成區(qū)、反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)停止區(qū)的反應(yīng)設(shè)備；在反應(yīng)設(shè)備的燃燒氣體生成區(qū)中生成高溫燃燒氣體；將原料導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)，從而形成含有炭黑的反應(yīng)氣流；然后將反應(yīng)停止區(qū)中的反應(yīng)氣流通過(guò)多階段急冷介質(zhì)導(dǎo)入手段急冷從而終止反應(yīng)，其中在多階段急冷介質(zhì)導(dǎo)入手段處觀察到的甲苯萃取物透光率滿足下式(I)和式(II) 的關(guān)系10 < X < 40 …(I)90 < Z < 100 — (II)在式中，X表示在導(dǎo)入從原料導(dǎo)入位置算起的第一急冷介質(zhì)后炭黑的甲苯萃取物透光率(％)，和Z表示在導(dǎo)入從原料導(dǎo)入位置算起的最后急冷介質(zhì)后炭黑的甲苯萃取物透光率(％ )。在導(dǎo)入從原料導(dǎo)入位置算起的最后急冷介質(zhì)后的炭黑的甲苯萃取物透光率，與在完成生產(chǎn)過(guò)程后炭黑的甲苯萃取物透光率同義。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物的優(yōu)選實(shí)例中，橡膠組分進(jìn)一步包括天然橡膠。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物的另一優(yōu)選實(shí)例中，炭黑具有在40-180cm7l00g范圍內(nèi)的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收量；在40-300m2/g范圍內(nèi)的氮吸附比表面積(N2SA)；在50-150%范圍內(nèi)的著色強(qiáng)度(TINT)；和不低于90%的甲苯萃取物透光率，其中氮吸附比表面積(N2SA)和甲苯萃取物透光率的值滿足下式(III)0. 0283XAX (100-B)彡 40 …(III)在式中，A表示氮吸附比表面積(m2/g)和B表示甲苯萃取物透光率(％ )。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物的又一優(yōu)選實(shí)例中，要共混的炭黑的含量相對(duì)于 100質(zhì)量份橡膠組分為小于40質(zhì)量份，要共混的二氧化硅的含量相對(duì)于100質(zhì)量份橡膠組分為不大于20質(zhì)量份。在該實(shí)施例中，橡膠組合物的低發(fā)熱性得到改進(jìn)。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物的又一優(yōu)選實(shí)例中，橡膠組合物包含相對(duì)于二氧化硅為10質(zhì)量份以下的硅烷偶聯(lián)劑。在該實(shí)施例中，二氧化硅的分散性得到改進(jìn)，由此提高由二氧化硅引起的補(bǔ)強(qiáng)效果。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物的又一優(yōu)選實(shí)例中，在橡膠組合物中共混的炭黑的含量相對(duì)于100質(zhì)量份橡膠組分為至少40質(zhì)量份。在本發(fā)明的胎面用橡膠組合物中，改性共軛二烯類聚合物的含氮官能團(tuán)的優(yōu)選實(shí)例包括取代的或未取代的氨基、酰胺基、亞氨基、咪唑基、腈基和吡啶基。含氮官能團(tuán)更優(yōu)選為由下式(IV)表示的取代的氨基或由下式(V)表示的環(huán)氨基
權(quán)利要求
1.一種胎面用橡膠組合物，其通過(guò)將炭黑與包含具有至少一種含氮官能團(tuán)的改性共軛二烯類聚合物的橡膠組分共混而獲得，其特征在于，所述炭黑通過(guò)以下獲得準(zhǔn)備具有連續(xù)設(shè)置的燃燒氣體生成區(qū)、反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)停止區(qū)的反應(yīng)設(shè)備；在所述反應(yīng)設(shè)備的燃燒氣體生成區(qū)中生成高溫燃燒氣體；將原料導(dǎo)入所述反應(yīng)區(qū)，從而形成含有炭黑的反應(yīng)氣流；和然后在所述反應(yīng)停止區(qū)中，將所述反應(yīng)氣流通過(guò)多階段急冷介質(zhì)導(dǎo)入手段急冷，從而終止反應(yīng)，并且在所述多階段急冷介質(zhì)導(dǎo)入手段處觀察到的甲苯萃取物透光率滿足下式(I)和式(II)的關(guān)系10 < X < 40 …(I)90 < Z < 100 — (II)在式中，X表示在導(dǎo)入從原料導(dǎo)入位置算起的第一急冷介質(zhì)后的炭黑的甲苯萃取物透光率(％)，和Z表示在導(dǎo)入從原料導(dǎo)入位置算起的最后急冷介質(zhì)后的炭黑的甲苯萃取物透光率(％ )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面用橡膠組合物，其中所述橡膠組分進(jìn)一步包括天然橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面用橡膠組合物，其中所述炭黑具有在40-180cm7l00g范圍內(nèi)的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收量；在40-300m2/g范圍內(nèi)的氮吸附比表面積(N2SA)；在50-150%范圍內(nèi)的著色強(qiáng)度(TINT)；和不低于90%的甲苯萃取物透光率，和所述氮吸附比表面積(N2SA)和所述甲苯萃取物透光率的值滿足下式(III)0. 0283XAX (100-B)彡 40 …(III)在式中，A表示氮吸附比表面積(m2/g)和B表示甲苯萃取物透光率(％ )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面用橡膠組合物，其中所述要共混的炭黑的含量相對(duì)于 100質(zhì)量份所述橡膠組分為小于40質(zhì)量份，和要共混的二氧化硅的含量相對(duì)于100質(zhì)量份所述橡膠組分為不大于20質(zhì)量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的胎面用橡膠組合物，其中所述橡膠組合物包含相對(duì)于二氧化硅為10質(zhì)量份以下的硅烷偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面用橡膠組合物，其中在所述橡膠組合物中共混的炭黑的含量相對(duì)于100質(zhì)量份所述橡膠組分為至少40質(zhì)量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面用橡膠組合物，其中所述含氮官能團(tuán)的實(shí)例包括取代的或未取代的氨基、酰胺基、亞氨基、咪唑基、腈基和吡啶基。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的胎面用橡膠組合物，其中所述含氮官能團(tuán)選自由下式(IV)表示的取代的氨基和由下式(V)表示的環(huán)氨基表示的環(huán)氨基組成的組
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的胎面用橡膠組合物，其中所述含氮官能團(tuán)是六亞甲基亞氨基。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的胎面用橡膠組合物，其中所述共軛二烯類聚合物是聚丁二烯橡膠。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的胎面用橡膠組合物，其中所述天然橡膠從由天然橡膠膠乳中的蛋白質(zhì)通過(guò)機(jī)械分離技術(shù)部分脫蛋白化產(chǎn)生的膠乳獲得，并且在天然橡膠中的總氮含量在大于0. 1質(zhì)量％ -0.4質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
12.—種輪胎，其特征在于，所述輪胎使用前述權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的胎面用橡膠組合物作為胎面膠。
全文摘要
提供一種胎面用橡膠組合物，其能夠降低滾動(dòng)阻力同時(shí)改進(jìn)耐磨耗性和抗撕裂性。所述胎面用橡膠組合物包括包含具有至少一種含氮官能團(tuán)的改性共軛二烯類聚合物的橡膠組分；和通過(guò)特定方法獲得的炭黑。在多階段急冷介質(zhì)導(dǎo)入用手段中的炭黑具有滿足關(guān)系(I)和(II)的甲苯萃取物透光率，10＜X＜40(I)90＜Z＜100 (II)[在關(guān)系式中，X是在首先從原料導(dǎo)入口定位的導(dǎo)入階段第一急冷介質(zhì)導(dǎo)入后獲得的炭黑的甲苯萃取物透光率(％)，和Z是在最后急冷介質(zhì)導(dǎo)入后獲得的炭黑的甲苯萃取物透光率(％)]。
文檔編號(hào)C08L15/00GK102245694SQ20098014934
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者米元大吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通