專利名稱：安全輪胎用橡膠組合物及含有該橡膠組合物的安全輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全輪胎用橡膠組合物及含有該橡膠組合物的安全輪胎。
背景技術(shù)：
近來，在部分胎壁內(nèi)側(cè)具有高硬度加強(qiáng)層的安全輪胎(Run-Flat Tire，直譯為漏氣行駛輪胎)已被實(shí)際應(yīng)用，并且即便在被刺破導(dǎo)致氣壓下降情況下車輛也能夠行駛一定的距離。這樣就不必隨時(shí)攜帶備用輪胎，并且可以減輕車輛的總重量。然而，刺破后的輪胎在漏氣狀態(tài)下行駛的速度和距離都十分有限，所以就需要進(jìn)一步提高安全輪胎的耐久度。
并且，由于安全輪胎的加強(qiáng)層在低內(nèi)壓行駛時(shí)反復(fù)出現(xiàn)較大的形變，而且安全輪胎在其一部分胎壁的加強(qiáng)層上支撐著車輛的負(fù)載，所以導(dǎo)致加強(qiáng)層產(chǎn)生熱量。加強(qiáng)層上熱量的產(chǎn)生加速了橡膠的老化，并且最終使橡膠損壞。因此，需要一種高硬度及低發(fā)熱性的加強(qiáng)層。
已知通常用于交聯(lián)橡膠的硫會(huì)由于發(fā)熱而斷開并且發(fā)生再交聯(lián)，因此交聯(lián)密度變大，而橡膠彈性被破壞并且斷裂強(qiáng)度降低。從這一點(diǎn)考慮，需要一種輕微降低密度的硫化劑。
已知使用二硫化嗎啉(一種含硫化合物)代替硫，但由于與硫相比二硫化嗎啉具有較少的多硫鍵，二硫化嗎啉的斷裂強(qiáng)度比硫更差，并且由于通過所釋放的活性硫的交聯(lián)，橡膠彈性也變差了。
在日本未審查專利公報(bào)第10-251456號(hào)中描述了一種含有多硫聚醚硅烷的橡膠組合物，但即便將該橡膠組合物用于安全輪胎的加強(qiáng)層，也存在無法獲得充分的漏氣行駛性能的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全輪胎用橡膠組合物，其在具有高硬度的同時(shí)兼具有低發(fā)熱性，并且提高了安全輪胎的耐久度，以及一種包含該橡膠組合物的安全輪胎。
本發(fā)明涉及一種安全輪胎用橡膠組合物，其以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，包含10～100重量份的炭黑和至少3重量份的滿足下式的化合物-(R-Sx)n-(其中，R為(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x為3～6的整數(shù)，n為10～400的整數(shù)，并且m為2～5的整數(shù))。
并且，本發(fā)明的安全輪胎優(yōu)選具有含有上述安全輪胎用橡膠組合物的加強(qiáng)層。
在安全輪胎的加強(qiáng)層中，損耗彈性模量E”、復(fù)彈性模量E*和斷裂強(qiáng)度TB滿足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1；TB≥10Mpa。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物包含橡膠組分、炭黑和滿足下式的化合物(以下稱為化合物(1))-(R-Sx)n-(其中，R為(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x為3～6的整數(shù)，n為10～400的整數(shù)，并且m為2～5的整數(shù))。
作為橡膠組分的例子有天然橡膠(NR)和二烯合成橡膠例如丁二烯橡膠(BR)、間同立構(gòu)-1，2-聚丁二烯(1，2BR)、苯乙烯-丁二烯共聚橡膠(SBR)、異戊二烯橡膠(IR)、丙烯腈-丁二烯共聚橡膠(NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚橡膠(SIBR)、苯乙烯-異戊二烯共聚橡膠以及異戊二烯-丁二烯共聚橡膠。它們能夠單獨(dú)使用或兩種以上組合使用。其中由于能夠滿足低發(fā)熱性，而優(yōu)選使用BR或?qū)R和1，2BR組合使用作為橡膠組分。并且，由于能夠提高橡膠的斷裂強(qiáng)度，優(yōu)選使用NR作為橡膠組分。
作為橡膠組分，進(jìn)一步優(yōu)選將NR、BR和1，2BR組合使用。
本發(fā)明的炭黑的氮吸附比表面積(N2SA)優(yōu)選至少為30m2/g，并且進(jìn)一步優(yōu)選至少為35m2/g。當(dāng)N2SA值低于30m2/g時(shí)，增強(qiáng)性能不足，并且有難以獲得充分的耐久度的趨勢(shì)。并且，N2SA值優(yōu)選至多為100m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選至多為90m2/g，并且更進(jìn)一步優(yōu)選至多為80m2/g。當(dāng)N2SA值高于100m2/g時(shí)，發(fā)熱量變大。
炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯油吸收(DBP)優(yōu)選至少為50mg/100g，并且進(jìn)一步優(yōu)選至少為80mg/100g。當(dāng)DBP值低于50mg/100g時(shí)，會(huì)變得難以獲得充分的增強(qiáng)性能。
以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的含量至少為10重量份，優(yōu)選至少為20重量份，并且進(jìn)一步優(yōu)選至少為30重量份。當(dāng)含量小于10重量份時(shí)，難以獲得充分的強(qiáng)度。并且，以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的含量至多為100重量份，優(yōu)選至多為70重量份，并且進(jìn)一步優(yōu)選至多為60重量份。當(dāng)含量大于100重量份時(shí)，在橡膠組合物的制備中，捏合和擠壓橡膠會(huì)變得困難。
炭黑被用于增強(qiáng)劑，并且能夠使用其他的增強(qiáng)劑例如二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁和粘土。
本發(fā)明的化合物(1)滿足下式-(R-Sx)n-(其中，R為(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x為3～6的整數(shù)，n為10～400的整數(shù)，并且m為2～5的整數(shù))。在本發(fā)明中，化合物(1)被用于硫化劑，而其他的硫化劑，可以使用硫，優(yōu)選不溶性硫，與其組合使用。
在式中，x為3～6的整數(shù)，并且優(yōu)選為3～5的整數(shù)。當(dāng)x小于3時(shí)，硫化有遲滯的趨勢(shì)，并且當(dāng)x大于6時(shí)，橡膠組合物的制備會(huì)變得困難。
在式中，n為10～400的整數(shù)，并且優(yōu)選為10～300的整數(shù)。當(dāng)n小于10時(shí)，化合物(1)易于蒸發(fā)，并且其操作變得困難，并且當(dāng)n大于400時(shí)，與橡膠的相容性下降。
在式中，m為2～5的整數(shù)，并且優(yōu)選為2～4的整數(shù)，并且進(jìn)一步優(yōu)選為2～3的整數(shù)。當(dāng)m小于2時(shí)，彎曲性能有下降的趨勢(shì)，并且當(dāng)m大于5時(shí)，橡膠的硬度不足。
以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，化合物(1)的含量至少為3重量份，優(yōu)選至少為5重量份。當(dāng)含量小于3重量份時(shí)，能以獲得充分的漏氣行駛性能。并且，以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，上述化合物的含量優(yōu)選至多為30重量份，并且進(jìn)一步優(yōu)選至多為20重量份。當(dāng)含量大于30重量份時(shí)，會(huì)有難以獲得所需硬度的趨勢(shì)。
通過向本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物中加入化合物(1)，從而使化合物(1)能夠向橡膠中引入下列交聯(lián)單元，并且在不影響硫化速度和過早硫化的同時(shí)徹底抑制硫化還原。并且，能夠獲得由通常的硫交聯(lián)所不能獲得的橡膠組合物的耐熱性，以及對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力的耐受性。此外，由于幾乎不發(fā)生霜化，因此能夠獲得在其外觀方面非常出色的橡膠組合物。

并且，本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物，在不影響本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，能夠包含用于常規(guī)的橡膠組合物的氧化鋅、蠟、硬脂酸、抗氧化劑、硫化促進(jìn)劑及其他類似物。
本發(fā)明的安全輪胎優(yōu)選具有包含本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物的加強(qiáng)層。在這里，加強(qiáng)層是配置在安全輪胎的胎壁內(nèi)側(cè)的內(nèi)襯帶層。由于安全輪胎中存在加強(qiáng)層，即使在輪胎內(nèi)空氣壓力下降的情況下，安全輪胎也能夠支承車輛，并且提供出色的漏氣行駛耐久度。
當(dāng)本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物被用于加強(qiáng)層時(shí)，加強(qiáng)層的損耗彈性模量E”和復(fù)彈性模量E*優(yōu)選滿足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1，并且，E”/(E*)2優(yōu)選至多為6.8×10-9Pa-1。當(dāng)E”/(E*)2大于7.0×10-9Pa-1時(shí)，在漏氣行駛狀態(tài)下行駛時(shí)的發(fā)熱量變大，并且加速橡膠的熱老化，從而導(dǎo)致橡膠損壞。
當(dāng)本發(fā)明的安全輪胎用橡膠組合物被用于加強(qiáng)層時(shí)，加強(qiáng)層的斷裂強(qiáng)度TB優(yōu)選至少為10MPa，并且進(jìn)一步優(yōu)選至少為12MPa。當(dāng)TB小于10MPa時(shí)，在漏氣輪胎行駛狀態(tài)下行駛時(shí)加強(qiáng)層會(huì)由于車輛負(fù)載導(dǎo)致的彎曲而損壞，這樣，漏氣行駛性能會(huì)有顯著不足的趨勢(shì)。
實(shí)施例本發(fā)明將通過實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹，但本發(fā)明不僅限于此。
實(shí)施例中使用的各種化學(xué)品如下所述。
NRRSS#3BR1VCR412，購自Ube工業(yè)有限公司BR2BR150L，購自Ube工業(yè)有限公司炭黑1DIABLACK E(N2SA41m2/g，DBP115mg/100g)，購自Mitsubishi化學(xué)公司炭黑2DIABLACK H(N2SA79m2/g，DBP105mg/100g)，購自Mitsubishi化學(xué)公司硬脂酸STEARIC ACID CAMELLIA，購自NOF公司氧化鋅氧化鋅No.2，購自Mitsui礦業(yè)及熔煉有限公司抗氧化劑Antigene 6C，購自Sumitomo化學(xué)有限公司不溶性硫Mu-cron，購自SHIKOKU公司化合物(1)2OS4，購自Kawaguchi化學(xué)工業(yè)有限公司(m＝2，x＝4，以及n＝200)
硫化促進(jìn)劑NOCCELER NS，購自O(shè)UCHISHINKO化學(xué)工業(yè)有限公司實(shí)施例1～2和對(duì)照例1～3根據(jù)表1所示的組合物成分，將除了化合物(1)、不溶性硫和硫化促進(jìn)劑以外的組分在150℃下捏合4分鐘，然后在所得的捏合產(chǎn)物內(nèi)加入不溶性硫和硫化促進(jìn)劑，并且將混合物在80℃下捏合3分鐘，從而得到橡膠組合物。
制備尺寸為215/45Z 17R安全輪胎，其中配置在胎壁內(nèi)側(cè)的作為加強(qiáng)層的內(nèi)襯帶層分別包含實(shí)施例及對(duì)照例的橡膠組合物，然后分別進(jìn)行以下測(cè)試。(斷裂強(qiáng)度TB)將2毫米厚的薄片從安全輪胎的內(nèi)襯帶層上切下，并且根據(jù)JIS K6251進(jìn)行TB(MPa)的測(cè)試。(E”/(E*)2)使用Iwamoto公司制造的粘彈性分光計(jì)，在70℃、初始應(yīng)變?yōu)?0％、動(dòng)態(tài)應(yīng)變?yōu)椤?％、以及頻率為10Hz的條件下，進(jìn)行損耗彈性模量E”和復(fù)彈性模量E*的測(cè)定，并且計(jì)算得出E”/(E*)2。(漏氣行駛性能)使用胎內(nèi)壓力為0kPa的輪胎，在滾筒上以80km/h的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，直到輪胎損壞，并比較運(yùn)轉(zhuǎn)的距離。以對(duì)照例1的距離為100做基準(zhǔn)，將測(cè)得的距離分別以系數(shù)的方式表示。系數(shù)越大，防爆耐久度越出色。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種安全輪胎用橡膠組合物，通過向含有橡膠組分和炭黑的橡膠組合物中加入特定的化合物，其在具有高硬度的同時(shí)兼具了低發(fā)熱性。并且，通過使用該橡膠組合物作為安全輪胎的加強(qiáng)層，能夠提高安全輪胎的耐久度。
權(quán)利要求
1.一種安全輪胎用橡膠組合物，其特征在于，以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，包含10～100重量份的炭黑，和至少3重量份的滿足下式的化合物-(R-Sx)n-，其中，R為(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2，x為3～6的整數(shù)，n為10～400的整數(shù)，并且m為2～5的整數(shù)。
2.具有含有如權(quán)利要求1所述的安全輪胎用橡膠組合物的加強(qiáng)層的安全輪胎。
3.如權(quán)利要求2所述的安全輪胎，其特征在于，在所述安全輪胎的加強(qiáng)層中，損耗彈性模量E”、復(fù)彈性模量E*和斷裂強(qiáng)度TB滿足下式E”/(E*)2≤7.0×10-9Pa-1；TB≥10Mpa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種安全輪胎用橡膠組合物，其在具有高硬度的同時(shí)能夠兼具有低發(fā)熱性，并且提高了安全輪胎的耐久度，以及一種包含該橡膠組合物的安全輪胎。本發(fā)明涉及一種安全輪胎用橡膠組合物，它以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，包含10～100重量份的炭黑和至少3重量份的滿足下式的化合物－(R－S
文檔編號(hào)C08K5/372GK1765966SQ200510113539
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者保地和郎 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社