輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種包括由特定的硫化橡膠組合物形成的輪胎部件的輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常汽車輪胎用橡膠組合物包括含有共輒二烯聚合物如聚丁二烯或丁二烯-苯 乙烯共聚物和填料如炭黑或二氧化硅的那些橡膠組合物。
[0003] 最近，隨著對環(huán)境問題關(guān)注的提高，對具有改善的燃料經(jīng)濟(jì)性的汽車的需求也在 增加。因此，存在對可以提供出色的燃料經(jīng)濟(jì)性的汽車用橡膠組合物的需要。
[0004] 為了改善燃料經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)采用的一種方法是降低填料的含量。然而，通過這種方 法制備的橡膠組合物具有較低的硬度和較差的斷裂性能，且趨于具有降低的濕抓地性。
[0005] 此外，為了改善濕抓地性已經(jīng)采用的典型方法是增加填料的含量。由于濕抓地性 與燃料經(jīng)濟(jì)性是折衷關(guān)系，故難以實(shí)現(xiàn)對這些性能的平衡改善。
[0006] 已經(jīng)公開了一些試圖改善濕抓地性的努力，其中將特殊的填料如氫氧化鋁與普通 填料如炭黑或二氧化硅一同使用（例如，參見專利文獻(xiàn)1)。然而，不幸的是這種方法會(huì)惡化 耐磨性，從而對于濕抓地性和耐磨性間的平衡改善依然存在空間。
[0007] 因此，需要開發(fā)在保證燃料經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)維持濕抓地性和斷裂性能的技術(shù)。
[0008] 引用列表
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn) 1:JP2〇〇5_213353Α

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 技術(shù)問題
[0012] 本發(fā)明的目的在于解決上述問題以及提供一種在確保燃料經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)具有改 善的濕抓地性和改善的斷裂性能的輪胎。
[0013] 解決技術(shù)問題的手段
[0014] 本發(fā)明涉及一種輪胎，其包括由硫化橡膠組合物形成的輪胎部件，所述硫化橡膠 組合物通過將未硫化橡膠組合物硫化獲得，所述未硫化橡膠組合物包含橡膠組分、包括二 氧化硅在內(nèi)的至少一種填料、和由下式（1)所表示的硅烷偶聯(lián)劑，所述橡膠組分包括天然 橡膠、苯乙烯含量在35質(zhì)量％以上的第一丁苯橡膠、苯乙烯含量在30質(zhì)量％以下的第二丁 苯橡膠、和聚丁二烯橡膠，以1〇〇質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，天然橡膠的量為5-30質(zhì)量％， 以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，第一丁苯橡膠的量為20-60質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠 組分為基準(zhǔn)，第二丁苯橡膠的量為10-30質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，聚丁二 烯橡膠的量為5-30質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，第一丁苯橡膠和第二丁苯橡 膠的總量為30-80質(zhì)量％，相對于每100質(zhì)量份的橡膠組分，填料的量為60質(zhì)量份以上，相 對于每100質(zhì)量份的橡膠組分，硅烷偶聯(lián)劑的量為〇. 5至20質(zhì)量份。
[0015]
[0016] 其中，p為1至3的整數(shù)，q為1至5的整數(shù)，k為5至12的整數(shù)。
[0017] 優(yōu)選地，相對于每100質(zhì)量份的橡膠組分，填料包括至少55質(zhì)量份的二氧化硅。
[0018] 優(yōu)選地，所述聚丁二烯橡膠為含有與二氧化硅作用的官能團(tuán)的改性聚丁二烯橡 膠。
[0019] 優(yōu)選地，所述硫化橡膠組合物具有硫化橡膠的特性，其包括：通過在10%的初始 應(yīng)變和2%的動(dòng)態(tài)應(yīng)變下的粘彈性測試測得的0°C時(shí)的tanδ為〇. 50以上，70°C時(shí)的tanδ 為0. 10以下；以及根據(jù)JISΚ6251測得的30°C時(shí)的斷裂伸長率（ΕΒ)與斷裂拉伸強(qiáng)度（ΤΒ) 之間的比率（ΕΒ/ΤΒ)為15以上。
[0020] 優(yōu)選地，所述硫化橡膠組合物具有的硫化橡膠特性包括根據(jù)JISΚ6251測得的 80°C時(shí)的斷裂伸長率（ΕΒ)與斷裂拉伸強(qiáng)度（ΤΒ)之間的比率（ΕΒ/ΤΒ)為30以上。
[0021] 優(yōu)選地，輪胎部件為胎面。
[0022] 發(fā)明的有益效果
[0023] 基于本發(fā)明的輪胎，其包括由通過將特定的未硫化組合物硫化獲得的硫化橡膠組 合物形成的輪胎部件，在具有良好的濕抓地性和良好的斷裂性能的同時(shí)保證燃料經(jīng)濟(jì)性。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明的輪胎包括輪胎部件，所述輪胎部件如下所述地由通過將特定的未硫化組 合物硫化獲得的硫化橡膠組合物形成。
[0025] 本發(fā)明的未硫化組合物包含橡膠組分、含有二氧化硅在內(nèi)的至少一種填料，以及 由下式（1)所表示的硅烷偶聯(lián)劑。
[0027] 其中，p為1至3的整數(shù)，q為1至5的整數(shù)，k為5至12的整數(shù)。
[0028] 相對于每100質(zhì)量份的橡膠組分，填料的量為60質(zhì)量份以上。相對于每100質(zhì)量 份的二氧化硅，硅烷偶聯(lián)劑的量為〇. 5至20質(zhì)量份。
[0029] 此外，所述橡膠組分包括天然橡膠、苯乙烯含量在35質(zhì)量％以上的第一丁苯橡 膠、苯乙烯含量在30質(zhì)量％以下的第二丁苯橡膠、和聚丁二烯橡膠，以100質(zhì)量％的橡膠組 分為基準(zhǔn)，天然橡膠的量為5-30質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，第一丁苯橡膠的 量為20-60質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，第二丁苯橡膠的量為10-30質(zhì)量％， 以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，聚丁二烯橡膠的量為5-30質(zhì)量％，以100質(zhì)量％的橡膠 組分為基準(zhǔn)，第一丁苯橡膠和第二丁苯橡膠的總量為30-80質(zhì)量％。這種未硫化組合物可 以被硫化以提供硫化的橡膠組合物，所述硫化橡膠組合物能用于輪胎部件中以提供具有改 善的濕抓地性和改善的斷裂性能的同時(shí)保證燃料經(jīng)濟(jì)性的輪胎。因此，盡管燃料經(jīng)濟(jì)性、濕 抓地性和斷裂性能之間為折衷關(guān)系，能夠在改善濕抓地性和斷裂性能的同時(shí)保證燃料經(jīng)濟(jì) 性。這種效果是僅通過以特定的量組合特定的橡膠組分、含有二氧化硅的填料、和由式（1) 所表示的硅烷偶聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)的協(xié)同效果。
[0030] 天然橡膠可以是典型地用于輪胎工業(yè)的任何天然橡膠，例如SIR20、TSR20、或 RSS#3〇
[0031] 以100質(zhì)量％的橡膠組分為基準(zhǔn)，天然橡膠的量為5-3質(zhì)量％。當(dāng)天然橡膠的量 落入上述范圍內(nèi)時(shí)，能夠獲得出色的橡膠強(qiáng)度。天然橡膠的量優(yōu)選為10質(zhì)量％以上，更優(yōu) 選為15質(zhì)量％以上，同時(shí)優(yōu)選為25質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以下。。
[0032] 第一丁苯橡膠可以是苯乙烯含量在35質(zhì)量％以上的任何丁苯橡膠。第一丁苯橡 膠中苯乙烯的含量優(yōu)選為40質(zhì)量％以上，同時(shí)優(yōu)選為70質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為60質(zhì)量％ 以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量％以下。
[0033] 第二丁苯橡膠可以是苯乙烯含量在30質(zhì)量％以下的任何丁苯橡膠。第二丁苯橡 膠中苯乙烯的含量優(yōu)選為28質(zhì)量％以下，同時(shí)優(yōu)選為5質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為10質(zhì)量％以 上，進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選為25質(zhì)量％以上。
[0034] 苯乙烯含量在35質(zhì)量％以上的第一丁苯橡膠和苯乙烯含量在30質(zhì)量％以下的第 二丁苯橡膠的這種組合作為丁苯橡膠能夠?qū)崿F(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)性和濕抓地性的平衡改善。
[0035] 第一丁苯橡膠的乙烯基含量優(yōu)選為lOmol%以上，更優(yōu)選為20mol%以上，更加優(yōu) 選為30mol%以上。乙烯基含量也優(yōu)選為60mol%以下，更優(yōu)選為50mol%以下。當(dāng)乙烯基 含量落入上述范圍時(shí)，能夠充分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0036] 此外，第一丁苯橡膠的重均分子量（Mw)優(yōu)選為700, 000以上，更優(yōu)選為800, 000 以上，更加優(yōu)選為900, 000以上，而Mw的上限沒有特別地限定，但是優(yōu)選為1，500, 000以 下，更優(yōu)選為1，300, 000以下。當(dāng)Mw落入上述范圍時(shí)，能夠充分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0037] 另一方面，第二丁苯橡膠的乙烯基含量優(yōu)選為20mol%以上，更優(yōu)選為30mol%以 上，更加優(yōu)選為40mol%以上。乙烯基含量也優(yōu)選為80mol%以下，更優(yōu)選為70mol%以下。 當(dāng)乙烯基含量落入上述范圍時(shí)，能夠充分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0038] 此外，第二丁苯橡膠的重均分子量（Mw)優(yōu)選為500, 000以上，更優(yōu)選為600, 000 以上，更加優(yōu)選為700, 000以上，而Mw的上限沒有特別地限定，但是優(yōu)選為1，000, 000以 下，更優(yōu)選為900, 000以下。當(dāng)Mw落入上述范圍時(shí)，能夠充分地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0039] 可以通過已知的方法制備第一丁苯橡膠和第二丁苯橡膠，例如以適當(dāng)設(shè)定的量， 通過材料單體如苯乙烯和1，3- 丁二烯的乳液聚合、溶液聚合、或陰離子聚合來制備。
[0040] 在這些丁苯橡膠中，可以使用改性劑對主鏈和/或鏈末端進(jìn)行改性。例如，可以 使用多官能改性劑如四氯化錫或四氯化硅，對這些丁苯橡膠進(jìn)行改性以形成部分支化的結(jié) 構(gòu)。特別優(yōu)選使用含有可以與二氧化硅相互作用的官能團(tuán)的改性劑對第一丁苯橡膠和/或 第二丁苯橡膠的主鏈和/或鏈末端進(jìn)行改性，更優(yōu)選對第一丁苯橡膠和/或第二丁苯橡膠 的鏈末端進(jìn)行改性，更優(yōu)選對第一丁苯橡膠和/或第二丁苯橡膠進(jìn)行改性。可以使用已用 這種改性劑進(jìn)行改性從而包含與二氧化硅相互作用的官能團(tuán)的改性丁苯橡膠以實(shí)現(xiàn)燃料 經(jīng)濟(jì)性和濕抓地性的進(jìn)一步平衡改善。
[0041] 與二氧化硅相互作用的官能團(tuán)的例子包括氨基、酰氨基、烷氧基甲硅烷基、異氰酸 酯基、亞氨基、咪唑基、脲基、醚基、羰基、氧羰基、硫化物基團(tuán)、二硫化物基團(tuán)、磺?；?、亞磺 醜基、硫代幾基、錢基、醜亞胺基、氣化偶?xì)饣?、偶?xì)饣?、重氣基、駿基、臆基、啦陡基、烷氧基、 烴基、羥基、氧基、和環(huán)氧基。這些官能團(tuán)可以被取代。這些基團(tuán)中，優(yōu)選伯氨基，仲氨基和 叔氣基（特別是縮水甘油氣基），環(huán)氧基，羥基，烷氧基（優(yōu)選C1-C6烷氧基），烷氧基甲娃 烷基（優(yōu)選C1-C6烷氧基甲硅烷基），以及烴基，這是因?yàn)樗鼈兛筛咝У馗纳迫剂辖?jīng)濟(jì)性和 濕抓地性。
[0042] 含有可與二氧化硅相互作用的官能團(tuán)的改性丁苯橡膠優(yōu)選為使用由下式（2)所 表示的化合物（改性劑）改性的丁苯橡膠（S-改性丁苯橡膠）：
[0043]
[0044] 其中，R1、R2、和R3彼此相同或不同，分別代表烷基、烷氧基、甲硅烷基氧基、乙縮醛 基、羧基（-C00H)、巰基（-SH)、或其衍生物；R4和R5彼此相同或不同，分別代表氫原子或烷 基，R4和R5可與氮原子連接在一起形成環(huán)結(jié)構(gòu)；η表示整數(shù)。
[0045] S-改性SBR可以合適地為通過使用上式⑵所表示的化合物對溶液聚合的 丁苯橡膠（S-SBR)的聚合末端（活性末端）進(jìn)行改性所獲得的丁苯橡膠（S改性的 S-SBR(JP2010-111753A中公開的改性SBR，通過整體引用合并到本文中）。
[0046] 為了出色的燃料經(jīng)濟(jì)性和出色的斷裂性能，式⑵中的R1、!?2、和R3分別合適地為 烷氧基，優(yōu)選為C1-C8的烷氧基，更優(yōu)選為C1-C4的烷氧基。R4和R5分別合適地為烷基、優(yōu) 選為C1-C3的烷基。η的值優(yōu)選為1至5,更優(yōu)選為2至4,更加優(yōu)選為3。如果R4和R5與 氮原子連接在一起形成環(huán)結(jié)構(gòu)，則該環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)選為4元至8元環(huán)。術(shù)語"烷氧基"包括環(huán)烷 氧基（例如，環(huán)己氧基）和