橡膠組合物和使用其的充氣輪胎制造技術

當應用于輪胎構件如胎面時，公開的橡膠組合物顯示滾動阻力和耐磨耗性兩者的令人滿意的組合。所述橡膠組合物特征在于包括水合二氧化硅，上述水合二氧化硅具有處于特定關系的十六烷基三甲基溴化銨-吸附比表面積(CTAB，m2/g)和墨瓶狀細孔指數(IB)以及處于特定關系的強烈加熱時的質量損失(在750℃下加熱3小時后的質量損失百分數)和加熱時的質量損失(在105℃下加熱2小時后的質量損失百分數)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種橡膠組合物，該橡膠組合物當應用于輪胎的組件時能夠以充分相容的方式實現良好的滾動阻力性質和良好的耐磨耗性兩者。本專利技術還涉及使用該橡膠組合物的充氣輪胎。
技術介紹
通常要求充氣輪胎具有高的同時滿足多種不同性能的各種要求的能力。特別地，強烈要求輪胎的組件如胎面以相容的方式實現良好的滾動阻力性質和良好的耐磨耗性兩者。然而，因為良好的滾動阻力性質和良好的耐磨耗性基本上彼此矛盾，因此就此方面在現有技術中已經存在相當多的試驗和錯誤。水合二氧化硅已經用作在應用于輪胎胎面的橡膠組合物中的補強填料之一。通常，在輪胎中補強填料的共混量的增加一定程度上改善輪胎的耐磨耗性，但是可能劣化其滾動阻力性質并且由于在某些應用中未硫化橡膠的粘度太高會導致不良的加工性?？紤]到這些，已經開發了一種通過采用具有大尺寸的一次顆粒的水合二氧化硅來改善水合二氧化硅顆粒在輪胎的橡膠組分中的分散性，從而改善輪胎的滾動阻力性質的技術。在這方面，專利文獻I注意到，使用具有大尺寸的一次顆粒的水合二氧化硅有可能劣化輪胎的儲能模量，專利文獻I公開了一種使用為了改進儲能模量和降低輪胎的發熱性同時保持水合二氧化硅的良好分散性等而可控地改造凝聚力的水合二氧化硅的技術。 引用列表專利文獻PTL1:JP-A2007-138069
技術實現思路
專利技術要解決的問題然而，在使用具有大尺寸一次顆粒的水合二氧化硅的情況下，盡管在一定程度上改進輪胎的滾動阻力性能，但是不僅輪胎的儲能模量如上所述劣化而且輪胎的耐磨耗性也降低。此外，如果將具有大尺寸一次顆粒的水合二氧化硅用凝聚力等已經被可控地改造的水合二氧化硅來代替，從以相容的方式實現輪胎良好的滾動阻力性質和良好的耐磨耗性兩者考慮，仍存在改進的空間。水合二氧化硅的顆粒通常各自包含無數具有在所述顆粒外表面處的開口部(opening)的細孔并且這些細孔涉及橡膠分子鏈的吸附。因此推斷水合二氧化硅顆粒的細孔的形狀(configuration)與輪胎的滾動阻力性質和耐磨耗性密切相關，因此控制其可以對改進輪胎的滾動阻力性質和耐磨耗性產生顯著貢獻。在這點上，需要適當規定水合二氧化硅顆粒的細孔的形狀。考慮到上述因素，本專利技術的目的是提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物當應用于輪胎的組件例如胎面時能夠以充分相容的方式獲得良好的滾動阻力性質和良好的耐磨耗性兩者。用于解決問題的方案為了解決上述問題，本專利技術的專利技術人發現一種共混有水合二氧化硅的橡膠組合物，所述水合二氧化硅具有涉及具有在所述水合二氧化硅各顆粒的外表面處形成的開口部的細孔形狀的特定物理性能，由此完成本專利技術。具體地，根據本專利技術第一方面的橡膠組合物，其包括:橡膠組分；和具有細孔的水合二氧化硅，所述細孔具有形成于外表面處的在1.2X105nm至6nm范圍內的開口部，其中在根據水銀壓入法使用水銀孔隙率計測量所述水合二氧化硅時，設定:“Ml” (nm)表示當壓力從IPSI升高至32000PSI時顯示水銀壓入量的最大值的開口部的直徑；“M2”(nm)表示當壓力從32000PSI降低至IPSI時顯示水銀排出量的最大值的開口部的直徑；“IB”表示“墨瓶狀細孔指數”；IB=M2-M1…⑴JP“CTAB” (m2/g)表示十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積，IB和CTAB滿足下式(I)IB ^ -0.36XCTAB+86.8— (I) 根據本專利技術第二方面的橡膠組合物，其包括:橡膠組分；和 具有細孔的水合二氧化硅，所述細孔具有形成于外表面處的在1.2 X 105nm至6nm范圍內的開口部，其中在根據水銀壓入法使用水銀孔隙率計測量所述水合二氧化硅時，設定:“Ml” (nm)表示當壓力從IPSI升高至32000PSI時顯示水銀壓入量的最大值的開口部的直徑；“M2”(nm)表示當壓力從32000PSI降低至IPSI時顯示水銀排出量的最大值的開口部的直徑；“IB”表示“墨瓶狀細孔指數”；IB=M2-M1…(X) ;“CTAB” (m2/g)表示十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積；“灼燒時的重量損失”(質量％)表示當將所述水合二氧化硅在750°C下加熱3小時時的重量損失；和“加熱時的重量損失”(質量％)表示當將所述水合二氧化硅在105°C下加熱2小時時的重量損失；IB和CTAB滿足下式(I’ )和式(II)并且“灼燒時的重量損失”和“加熱時的重量損失”滿足式(III)IB ( -0.56XCTAB+110.4(當 CTAB ( 140 時)…(I，)IB ( -0.20 X CTAB+60. 0 (當 CTAB>140 時)…(II)(“灼燒時的重量損失“加熱時的重量損失”)彡2.5(質量％> (III)。所述水合二氧化硅的十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積(CTAB)優選在50m2/g至300m2/g的范圍內。10-150質量份所述水合二氧化硅可以與100質量份所述橡膠組分共混。1-20質量份硅烷偶聯劑可以與100質量份所述水合二氧化硅共混。所述硅烷偶聯劑優選為選自由以下化合物組成的組的化合物中的至少一種:由下式(IV)表示的化合物、由下式(V)表示的化合物、由下式(VI)表示的化合物和由下式(VII)表示的化合物。AfflB3^fflS1-(CH2) a_Sb_ (CH2) a-SiAfflB3^ffl- (IV)式(IV)中，“A”表示CnH2n+10( “n”表示1_3的整數)或氯原子，“B”表示烷基，“m”表示1-3的整數，“a”表示1-9的整數，和“b”表示等于或大于I的整數。當m=l時，“B”可以為相同類型或不同類型。當m=2或3時，“A”可以為相同類型或不同類型；AmB3_mS1-(CH2)c-Y…(V)式(V)中，“A”表示CnH2n+10( “n”表示1_3的整數)或氯原子，“B”表示h烷基，“Y”表示巰基、乙烯基、氨基、環氧丙氧基或環氧基，“m”表示1-3的整數，和“c”表示1-9的整數。當m=l時，“B”可以為相同類型或不同類型。當m=2或3時，“A”可以為相同類型或不同類型?！mB3_mS1-(CH2)a-Sb-Z…(VI)式(VI)中，“A”表示CnH2n+10( “n”表示1_3的整數)或氯原子，“B”表示C1^烷基，“Z”表示苯并噻唑基、N，N-二甲基硫代氨甲酰基或甲基丙烯酰基，“m”表示1-3的整數，“a”表示1-9的整數，和“b”表示等于或大于I的整數并且可以具有特定分布。當m=l時，“B”可以為相同類型或不同類型。當m=2或3時，“A”可以為相同類型或不同類型。R1xR2yR3zS1-R4-S-CO-R5…(VII)式(VII)中，“R1”選自由以下基團組成的組:R6O-、R6C(=0)0-、R6R7C=N0-、R6R7NO-、R6R7N-和-(OSiR6R7)n(OSiR5R6Rz)并且R1的碳原子數在1-18的范圍內(條件是R6和R7獨立地選自由烷基、環烷基、鏈烯基、環烯基和芳基組成的組，R6和R7的碳原子數在1-18的范圍內，“n”是0-10的整數)；“R2”選自C1,烷基、C1,環烷基、Ch8鏈烯基、C1,環烯基和CV18芳基；“R3”選自-[O(R8O) J a5-(條件是R8選自CV18亞烷基和Ch8亞環烷基并且“m”表示1-4的整數)；x, y和z滿足本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.09 JP 2010-157013;2010.11.10 JP 2010-252331.一種橡膠組合物，其包括: 橡膠組分；和 具有細孔的水合二氧化硅，所述細孔具有形成于外表面處的在1.2X105nm至6nm范圍內的開口部， 其中在根據水銀壓入法使用水銀孔隙率計測量所述水合二氧化硅時，設定:“M1” (nm)表示當壓力從IPSI升高至32000PSI時顯示水銀壓入量的最大值的開口部的直徑；“M2” (nm)表示當壓力從32000PSI降低至IPSI時顯示水銀排出量的最大值的開口部的直徑；“IB”表示“墨瓶狀細孔指數”；IB=M2-M1…⑴；“CTAB” (m2/g)表示十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積， IB和CTAB滿足下式(I)IB ( -0.36 X CTAB+86.8…(I)。2.一種橡膠組合物，其包括: 橡膠組分；和 具有細孔的水合二氧化硅，所述細孔具有形成于外表面處的在1.2X105nm至6nm范圍內的開口部， 其中在根據水銀壓入法使用水銀孔隙率計測量所述水合二氧化硅時，設定:“M1” (nm)表示當壓力從IPSI升高至32000PSI時顯示水銀壓入量的最大值的開口部的直徑；“M2” (nm)表示當壓力從32000PSI降低至IPSI時顯示水銀排出量的最大值的開口部的直徑；“IB”表示“墨瓶狀細孔 指數”;IB=M2-M1…(X) “CTAB” (m2/g)表示十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積；“灼燒時的重量損失”(質量％)表示當將所述水合二氧化硅在750°C下加熱3小時時的重量損失；和“加熱時的重量損失”(質量％)表示當將所述水合二氧化硅在105°C下加熱2小時時的重量損失； IB和CTAB滿足下式(I’ )和式(II)并且“灼燒時的重量損失”和“加熱時的重量損失”滿足式(III)，IB ( -0.56XCTAB+110.4(當 CTAB ( 140 時)…(I，)IB ( -0.20 X CTAB+60.0 (當 CTAB>140 時)…(II) (“灼燒時的重量損失“加熱時的重量損失”)^ 2.5(質量％)…(III)。3.根據權利要求1或2所述的橡膠組合物，其中所述水合二氧化硅的十六烷基三甲基溴化銨吸附比表面積(CTAB)在50m2/g至300m2/g的范圍內。4.根據權利要求1或2所述的橡膠組合物，其中所述橡膠組分由天然橡膠和/或二烯類合成橡膠制成，并且10-150質量份所述水合二氧化硅與100質量份所述橡膠組分共混。5.根據權利要求1或2所述的橡膠組合物，其中1-20質量份硅烷偶聯劑可以與100質量份所述水合二氧化硅共混。6.根據權利要求5所述的橡膠組合物，其中所述硅烷偶聯劑為選...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柳岡正起，
申請(專利權)人：株式會社普利司通，
類型：
國別省市：