輪胎胎面用橡膠組合物及使用其的充氣輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輪胎胎面用橡膠組合物及使用其的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，從車輛行駛時的低燃耗率的方面考慮，要求降低輪胎的滾動阻力。另外，從 安全性的方面考慮，要求提高濕路性能。對此，已知在構(gòu)成輪胎的胎面部的橡膠成分中配合 二氧化硅而兼具低滾動阻力性和濕路性能的方法。
[0003] 但是，二氧化硅存在如下問題：與橡膠成分的親和性低，另外，二氧化硅彼此的凝 聚性高，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，無法充分地得到降 低滾動阻力的效果和提高濕路性能的效果。
[0004] 其中，本申請人提出了含有特定的二氧化硅的橡膠組合物（專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 另外，對輪胎胎面用橡膠組合物同時要求儲存階段和硫化工序前階段的交聯(lián)（橡 膠焦燒）少。即，要求優(yōu)異的加工性（例如橡膠組合物的粘度適當(dāng)、抗焦燒性、擠出性優(yōu)異。 以下相同。）
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-121936號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題
[0010] 近年來，從環(huán)境問題及資源問題考慮，要求車輛的進一步的低燃耗率，與之相伴， 要求輪胎的低滾動阻力性的進一步的提高。另外，隨著所要求的安全水平的提高，對濕路性 能也要求進一步的提高。從這樣的理由出發(fā)，本申請發(fā)明人認(rèn)為對于含有可與二氧化硅反 應(yīng)的巰基硅烷的橡膠組合物，低滾動阻力性、濕路性能這樣的輪胎性能有改善的余地。
[0011] 本申請發(fā)明人對專利文獻(xiàn)1中記載的橡膠組合物中所使用的含有二氧化硅和現(xiàn) 有的含硫硅烷偶聯(lián)劑的橡膠組合物進行了研究，結(jié)果表明低滾動阻力性、濕路性能及加工 性未滿足當(dāng)前要求的水平。
[0012] 因此，鑒于上述實際情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種在制成輪胎時濕路性能及 低滾動阻力性優(yōu)異，且加工性優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物。
[0013] 用于解決課題的手段
[0014] 本發(fā)明人等為了解決上述課題進行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種輪胎胎面用橡膠組 合物，其濕路性能及低滾動阻力性優(yōu)異，且加工性優(yōu)異，以至于完成了本發(fā)明，所述輪胎胎 面用橡膠組合物含有二烯系橡膠、二氧化硅及含硫硅烷偶聯(lián)劑，所述二氧化硅的氮吸附比 表面積（N2SA)為194~240m2/g，所述二氧化硅的CTAB比表面積（CTAB)為180~215m2/ g，所述二氧化娃的含量相對于100質(zhì)量份所述二稀系橡膠為60~200質(zhì)量份，所述含硫娃 烷偶聯(lián)劑為下述式（1)所示的聚硅氧烷，所述含硫硅烷偶聯(lián)劑的含量相對于所述二氧化硅 的含量為1~20質(zhì)量％。
[0015] (A)a (B)b (C)c (D)d (R1)eSiO(42abcde)/2 (1)
[0016] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價有機基團，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價經(jīng)基，C表不水解性基團，D表不含有疏基的有機基團，R1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價烴基，a~e滿足 0 彡a< 1、0 彡b< 1、0 <c< 3、0 <d< 1、0 彡e< 2、0 <2&+匕+0+(1+6<4的關(guān)系式。其中，3、13中的任一者不為0。]
[0017]S卩，本發(fā)明提供下述的輪胎用橡膠組合物及使用其的充氣輪胎。
[0018] 1. -種輪胎胎面用橡膠組合物，含有二烯系橡膠、二氧化硅及含硫硅烷偶聯(lián)劑，所 述二氧化硅的氮吸附比表面積（N2SA)為194~240m2/g，所述二氧化硅的CTAB比表面積 (CTAB)為180~215m2/g，所述二氧化硅的含量相對于所述二烯系橡膠100質(zhì)量份為60~ 200質(zhì)量份，所述含硫硅烷偶聯(lián)劑為下述式（1)所示的聚硅氧烷，所述含硫硅烷偶聯(lián)劑的含 量相對于所述二氧化娃的含量為1~20質(zhì)量％。
[0019] (A)a (B)b (C)c (D)d (R1)eSiO(42abcdeV2 (1)
[0020] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價有機基團，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價經(jīng)基，C表不水解性基團，D表不含有疏基的有機基團，R1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價烴基，a~e滿足 0 彡a< 1、0 彡b< 1、0 <c< 3、0 <d< 1、0 彡e< 2、0 <2&+匕+0+(1+6<4的關(guān)系式。其中，3、13中的任一者不為0。]
[0021] 2.根據(jù)上述1所述的輪胎胎面用橡膠組合物，所述二氧化硅的DBP吸收量為 190ml/100g以上，所述氮吸附比表面積與所述CTAB比表面積之比（氮吸附比表面積/CTAB 比表面積）為〇· 9~1. 4。
[0022] 3.根據(jù)上述1或2所述的輪胎胎面用橡膠組合物，還含有萜烯系樹脂，所述萜烯系 樹脂的量相對于1〇〇質(zhì)量份所述二烯系橡膠為1~30質(zhì)量份，所述萜烯系樹脂為軟化點為 60~150°C的芳香族改性萜烯樹脂。
[0023]4.根據(jù)上述1~3中任一項所述的輪胎胎面用橡膠組合物，所述式⑴中，b大于 0〇
[0024] 5. -種充氣輪胎，在輪胎胎面中使用了上述1~4中任一項所述的輪胎胎面用橡 膠組合物。
[0025] 發(fā)明效果
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種在制成輪胎時濕路性能及低滾動阻力性優(yōu)異，且加工性 優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物、以及將其用于輪胎胎面的充氣輪胎。
【附圖說明】
[0027] 圖1為表示本發(fā)明的充氣輪胎的實施方式的一個例子的輪胎的部分剖面概略圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0029] 本發(fā)明的輪胎胎面用橡膠組合物含有二烯系橡膠、二氧化硅及含硫硅烷偶聯(lián)劑， 所述二氧化硅的氮吸附比表面積（N2SA)為194~240m2/g，所述二氧化硅的CTAB比表面積 (CTAB)為180~215m2/g，所述二氧化硅的含量相對于100質(zhì)量份所述二烯系橡膠為60~ 200質(zhì)量份，所述含硫硅烷偶聯(lián)劑為下述式（1)所示的聚硅氧烷，所述含硫硅烷偶聯(lián)劑的含 量相對于所述二氧化娃的含量為1~20質(zhì)量％。
[0030] (A)a (B)b (C)c (D)d (R1)eSiO(42abcdeV2 (1)
[0031] [式（1)為平均組成式，式（1)中，A表示含有硫醚基的2價有機基團，B表示碳原 子數(shù)5~10的1價經(jīng)基，C表不水解性基團，D表不含有疏基的有機基團，R 1表不碳原子數(shù) 1 ~4 的 1 價烴基，a ~e 滿足 0 彡 a < 1、0 彡 b < 1、0 < c < 3、0 < d < 1、0 彡 e < 2、0 <2&+匕+0+(1+6<4的關(guān)系式。其中，3、13中的任一者不為0。]
[0032] 以下，有時將本發(fā)明的輪胎胎面用橡膠組合物稱為"本發(fā)明的組合物"。另外，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"。
[0033] 本發(fā)明的組合物通過對含有二烯系橡膠及特定的二氧化硅的橡膠組合物使用作 為含硫硅烷偶聯(lián)劑的式（1)的平均組成式所示的聚硅氧烷，濕路性能、低滾動阻力性、加工 性優(yōu)異。
[0034] 在本發(fā)明中，式（1)的平均組成式所示的聚硅氧烷使得可在橡膠組合物中大量配 合二氧化娃，且可使大量的二氧化娃充分地分散在橡膠組合物中。
[0035] 對于本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物實現(xiàn)如上所述的效果，本申請發(fā)明人如下考慮。
[0036] 本發(fā)明的輪胎用橡膠組合物中所含的含硫硅烷偶聯(lián)劑[式（1)的平均組成式所示 的聚硅氧烷]的骨架為硅氧烷結(jié)構(gòu)。另外，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價烴基的情況下，認(rèn)為該B可作為針對巰基的有效的保護基團發(fā)揮作用。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，因該B的存在，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的疏基 的周邊比現(xiàn)有的疏基硅烷更膨松。
[0037] 通過這樣的膨松的（蓬松）結(jié)構(gòu)，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的巰基被保護，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。
[0038] 但是，在本發(fā)明中，對于含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的這樣的膨松結(jié)構(gòu)，可認(rèn)為不阻礙 硫化時的硫化速度的促進。認(rèn)為通過硫化時的加熱等，含硫硅烷偶聯(lián)劑所具有的疏基可與 二烯系橡膠相互作用和/或反應(yīng)。因此，本發(fā)明的組合物可兼具加工穩(wěn)定性和硫化時的硫 化速度快。
[0039] 另外，認(rèn)為該含硫硅烷偶聯(lián)劑由于具有C所不的水解性基團、硅氧烷結(jié)構(gòu)，因此， 與現(xiàn)有的巰基硅烷相比，與二氧化硅的親和性、反應(yīng)性優(yōu)異。進而，預(yù)測在該含硫硅烷偶聯(lián) 劑的分子量在適當(dāng)?shù)姆秶那闆r下，與二氧化硅的親和性、反應(yīng)性更優(yōu)異。由此，認(rèn)為本發(fā) 明的輪胎用橡膠組合物可實現(xiàn)優(yōu)異的濕路性能、耐磨耗性。
[0040] 另外，在本發(fā)明中，由于使用特定的二氧化硅，因此，認(rèn)為與該含硫硅烷偶聯(lián)劑的 親和性、反應(yīng)性非常高。
[0041] 由于這樣的理由，認(rèn)為本發(fā)明的組合物的濕路性能、耐磨耗性、加工性優(yōu)異、且它 們的平衡優(yōu)異。
[0042] 另外，上述機制為本申請發(fā)明人的推定，即使為上述以外的機制也在本申請發(fā)明 的范圍內(nèi)。
[0043] 本發(fā)明的組合物中所含有的二烯系橡膠沒有特別限制。例如可以舉出：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)、氯丁二烯橡膠 (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。