輪胎用橡膠組合物及使用該輪胎用橡膠組合物的充氣輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輪胎用橡膠組合物以及使用該輪胎用橡膠組合物的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，對于車輛等所使用的輪胎，從行駛時的安全性方面考慮，要求提高濕路性能 (濕路抓著性能），從低燃耗性方面考慮，要求降低輪胎的滾動阻力。面對這樣的問題，已知 在構(gòu)成輪胎胎面部的橡膠成分中配合二氧化硅，但二氧化硅與橡膠成分的親和性低，此外， 二氧化硅彼此的凝集性高，因此即使在橡膠成分中僅配合二氧化硅，二氧化硅也不分散，有 不能充分地獲得降低滾動阻力的效果、提高濕路性能的效果這樣的問題。
[0003] 對于這樣的問題，已知在包含二氧化硅的橡膠組合物中配合能夠與二氧化硅反應(yīng) 的疏基硅烷（具有疏基的硅烷偶聯(lián)劑）等。
[0004] 迄今為止，作為二氧化硅的分散性、耐磨耗性等優(yōu)異的技術(shù)，本申請申請人提出了 對于包含二氧化硅的橡膠組合物，使用具有巰基或硫醚基的硅烷偶聯(lián)劑和二硫化秋蘭姆系 硫化促進(jìn)劑（專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-190450號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的課題
[0009] 然而，以往的包含巰基硅烷的橡膠組合物有時發(fā)生儲存階段、硫化工序前階段的 交聯(lián)（橡膠燃燒）等，在橡膠的加工性方面（例如，耐焦燒性優(yōu)異，耐焦燒性與直至硫化結(jié) 束的時間（硫化促進(jìn)）的平衡優(yōu)異。以下同樣。）有改善的余地。
[0010] 此外，近年來，關(guān)于濕路性能和輪胎的低滾動阻力性，要求進(jìn)一步提高。為了進(jìn)一 步提尚濕路性能等，本申請發(fā)明人認(rèn)為對于含有^氧化娃的橡膠組合物，關(guān)于能夠與^氧 化硅反應(yīng)的巰基硅烷有研究的余地。
[0011] 此外，本申請發(fā)明人對于專利文獻(xiàn)1所記載的橡膠組合物使用的含有二硫化秋蘭 姆系硫化促進(jìn)劑和以往的巰基硅烷的橡膠組合物進(jìn)行了研究，結(jié)果明確了這樣的橡膠組合 物其濕路性能和加工性不能滿足近來所要求的水平，對于耐磨耗性有改善的余地。
[0012] 因此，本發(fā)明鑒于上述實(shí)際情況，目的在于提供制成輪胎時濕路性能和耐磨耗性 優(yōu)異，并且加工性優(yōu)異的輪胎用橡膠組合物。
[0013] 用于解決課題的方法
[0014] 本發(fā)明人為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下述輪胎用橡膠組合物 制成輪胎時濕路性能和耐磨耗性優(yōu)異，并且加工性優(yōu)異，完成了本發(fā)明，所述輪胎用橡膠組 合物包含二烯系橡膠、二氧化硅、作為含硫硅烷偶聯(lián)劑的下述式（1)所示的聚硅氧烷和下 述式（I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑，相對于100質(zhì)量份的上述二烯系橡膠，上述二 氧化硅為60~200質(zhì)量份，下述式（I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑為0. 05~3. 0 質(zhì)量份，下述式（1)所示的聚硅氧烷的含量為上述二氧化娃的含量的1~20質(zhì)量％。
[0015] (A) a (B) b (C) c (D) d (R1) eSiO(4 2a b c d e)/2 (1)
[0016] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價(jià)經(jīng)基，C表不水解性基團(tuán)，D表不含有疏基的有機(jī)基團(tuán)，R 1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價(jià)烴基，a ~e 滿足 0 彡 a < 1、0 彡 b < 1、0 < c < 3、0 < d < 1、0 彡 e < 2、0 < 2a+b+c+d+e < 4的關(guān)系式。其中a、b的任一者不為0。]
[0017]
[0018] [式⑴中，R5、R6、R7和R8各自獨(dú)立地為具有2~18個碳原子的烴基。]
[0019] 即，本發(fā)明提供下述輪胎用橡膠組合物以及使用該輪胎用橡膠組合物的充氣輪 胎。
[0020] 1. -種輪胎用橡膠組合物，其包含二烯系橡膠、二氧化硅、作為含硫硅烷偶聯(lián)劑的 下述式（1)所示的聚硅氧烷和下述式（I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑，
[0021] 相對于100質(zhì)量份的上述二烯系橡膠，上述二氧化硅為60~200質(zhì)量份，下述式 (I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑為〇. 05~3. 0質(zhì)量份，
[0022] 下述式（1)所示的聚硅氧烷的含量為上述二氧化硅的含量的1~20質(zhì)量％。
[0023] (A) a (B) b (C) c (D) d (R1) eSiO(4 2a b c d e)/2 (1)
[0024] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價(jià)經(jīng)基，C表不水解性基團(tuán)，D表不含有疏基的有機(jī)基團(tuán)，R 1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價(jià)烴基，a ~e 滿足 0 彡 a < 1、0 彡 b < 1、0 < c < 3、0 < d < 1、0 彡 e < 2、0 < 2a+b+c+d+e < 4的關(guān)系式。其中a、b的任一者不為0。]
[0025]
[0026] [式⑴中，R5、R6、R7和R8各自獨(dú)立地為具有2~18個碳原子的烴基。]
[0027] 2.根據(jù)上述1所述的輪胎用橡膠組合物，上述二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑的量相 對于上述二烯系橡膠100質(zhì)量份為〇. 05~2. 0質(zhì)量份，進(jìn)一步包含相對于上述二烯系橡膠 100質(zhì)量份為〇. 1~3. 0質(zhì)量份的胍系硫化促進(jìn)劑。
[0028] 3.根據(jù)上述1或2所述的輪胎用橡膠組合物，其進(jìn)一步包含萜烯系樹脂。
[0029] 4.根據(jù)上述3所述的輪胎用橡膠組合物，上述萜烯系樹脂的量相對于上述二烯系 橡膠1〇〇質(zhì)量份為1~30質(zhì)量份，上述萜烯系樹脂是軟化點(diǎn)為60~150°C的芳香族改性萜 烯樹脂。
[0030] 5.根據(jù)上述1~4的任一項(xiàng)所述的輪胎用橡膠組合物，上述式⑴中，b大于0。
[0031] 6.-種充氣輪胎，其在輪胎胎面中使用了上述1~5的任一項(xiàng)所述的輪胎用橡膠 組合物。
[0032] 發(fā)明的效果
[0033] 本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物的濕路性能和耐磨耗性優(yōu)異，并且加工性優(yōu)異。
[0034] 本發(fā)明的充氣輪胎的濕路性能和耐磨耗性優(yōu)異，并且加工性優(yōu)異。
【附圖說明】
[0035]圖1為表示本發(fā)明的充氣輪胎的實(shí)施方式的一例的輪胎的局部截面概略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 對于本發(fā)明，以下詳細(xì)地說明。
[0037] 本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物包含二烯系橡膠、二氧化硅、作為含硫硅烷偶聯(lián)劑的 下述式（1)所示的聚硅氧烷和下述式（I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑，相對于1〇〇 質(zhì)量份的上述二烯系橡膠，上述二氧化硅為60~200質(zhì)量份，下述式（I)所示的二硫化秋 蘭姆系硫化促進(jìn)劑為〇. 05~3. 0質(zhì)量份，下述式（1)所示的聚硅氧烷的含量為上述二氧化 娃的含量的1~20質(zhì)量％。
[0038] (A) a (B) b (C) c (D) d (R1) eSiO(4 2a b c d e)/2 (1)
[0039] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價(jià)經(jīng)基，C表不水解性基團(tuán)，D表不含有疏基的有機(jī)基團(tuán)，R 1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價(jià)烴基，a ~e 滿足 0 彡 a < 1、0 彡 b < 1、0 < c < 3、0 < d < 1、0 彡 e < 2、0 < 2a+b+c+d+e < 4的關(guān)系式。其中a、b的任一者不為0。]
[0040]
[0041][式⑴中，R'R'RlPI^各自獨(dú)立地為具有2~18個碳原子的烴基。]
[0042] 以下有時將本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物稱為"本發(fā)明的組合物"。此外，有時將式 (1)所示的聚硅氧烷稱為"式（1)的平均組成式所示的聚硅氧烷"。
[0043] 本發(fā)明的組合物通過相對于包含二烯系橡膠和二氧化硅的橡膠組合物，并用式 (1)的平均組成式所示的聚硅氧烷和式（I)所示的二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑，從而濕路 性能和耐磨耗性優(yōu)異，并且加工性優(yōu)異。
[0044] 在本發(fā)明中，式（1)的平均組成式所示的聚硅氧烷可以使二氧化硅在橡膠組合物 中大量地配合，并且可以使大量的二氧化硅充分地分散于橡膠組合物中。
[0045] 對于本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物實(shí)現(xiàn)上述那樣的效果，本申請發(fā)明人如下考慮。
[0046] 本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物所包含的含硫硅烷偶聯(lián)劑[式（1)的平均組成式所示 的聚硅氧烷]，其骨架為硅氧烷結(jié)構(gòu)。此外可以認(rèn)為，在該含硫硅烷偶聯(lián)劑具有B所示的碳 原子數(shù)5~10的1價(jià)烴基的情況下，該B可以作為相對于巰基的有效保護(hù)基起作用。因此 認(rèn)為，通過骨架的硅氧烷結(jié)構(gòu)，在具有B的情況下進(jìn)一步通過該B的存在，含硫硅烷偶聯(lián)劑 所具有的巰基的周邊與以往的巰基硅烷相比體積更大。
[0047] 通過這樣的體積大的（龐大的）結(jié)構(gòu)，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的疏基在硫化如被 二硫化秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑保護(hù)，本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物的門尼焦燒時間長，可確保 加工穩(wěn)定性。
[0048] 然而，在本發(fā)明中，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的這樣的體積大的結(jié)構(gòu)可以不阻礙硫 化時的硫化速度的促進(jìn)（硫化促進(jìn)）?？梢哉J(rèn)為通過硫化時的加熱等，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具 有的巰基可以與二烯系橡膠進(jìn)行相互作用和/或反應(yīng)。因此，本發(fā)明的組合物可以兼具加 工穩(wěn)定性和硫化時的硫化速度快。
[0049] 此外，該含硫硅烷偶聯(lián)劑具有C所不的水解性基團(tuán)、硅氧烷結(jié)構(gòu)，因此認(rèn)為與以往 的巰基硅烷相比與二氧化硅的親和性、反應(yīng)性優(yōu)異。進(jìn)一步在該含硫硅烷偶聯(lián)劑的分子量 為適當(dāng)?shù)姆秶那闆r下，可預(yù)料與二氧化硅的親和性、反應(yīng)性更優(yōu)異。通過這樣，認(rèn)為本發(fā) 明的輪胎用橡膠組合物實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的濕路性能、耐磨耗性。
[0050] 這樣，本發(fā)明的組合物的濕路性能、耐磨耗性、加工性優(yōu)異，它們的平衡優(yōu)異。
[0051] 另外，上述機(jī)理是本申請發(fā)明人的推定，即使上述以外的機(jī)理也在本申請發(fā)明的 范圍內(nèi)。
[0052] 本發(fā)明的組合物所含有的二烯系橡膠沒有特別限制?？膳e出例如，苯乙烯丁二烯 共聚橡膠（SBR)、天然橡膠（NR)、異戊二烯橡膠（IR)、丁二烯橡膠（BR)、氯丁橡膠（CR)、丙 烯腈丁二烯共聚橡膠（NBR)、乙烯-丙烯-二烯共聚橡膠（EPDM)、苯乙烯-異戊二烯共聚橡 膠、異戊二烯-丁二烯共聚橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠等。
[0053] 二烯系橡膠可以各自單獨(dú)使用或可以2種以上組合使用。
[0054] 其中，關(guān)于二烯系橡膠，基于可以制作濕路性能和耐磨耗性更優(yōu)異的輪胎，低滾動 阻力性優(yōu)異這樣的理由，優(yōu)選為SBR和/或BR。
[0055] SBR沒有特別限制。SBR的末端可以被羥基、聚有機(jī)硅氧烷基、羰基、氨基等改性。
[0056] 關(guān)于SBR的重均分子量，從能夠兼具抓著性能和加工性這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為 50萬~200萬，更優(yōu)選為70萬~150萬。在本發(fā)明中，SBR的重均分子量通過將甲苯作為 溶劑的凝膠滲透色譜（GPC)通過聚苯乙烯換算而求出。
[0057] 關(guān)于SBR，基于可以制作濕路性能更優(yōu)異，低