專利名稱：橡膠組合物和含有該橡膠組合物的賽車用輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠組合物及含有該橡膠組合物的賽車用輪胎。
背景技術(shù)：
賽車用輪胎在行駛時橡膠的溫度經(jīng)常在100℃以上，這是由于強烈的刺激所致。從而，輪胎的磨損增大，導(dǎo)致輪胎對路面的粘著力(防滑性能)下降。因此，必須改善胎面橡膠在高溫下的強度(耐久性)以確保其防滑性。
作為改善輪胎耐久性的方法，一般已知的是大量使用作為增強填料的炭黑。然而，當(dāng)使用大量炭黑時，橡膠的硬度變得過硬而降低了防滑性能，同時由于未硫化橡膠粘度的增大而可能留下加工性能的問題。
此外，JP-A-7-179669公開了一種含有溶液聚合丁苯橡膠和炭黑的胎面橡膠組合物，但其存在由該胎面橡膠組合物獲得的強度和防滑性能不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在高溫下能夠以非常出色的平衡方式改善防滑性能、加工性能和橡膠強度的賽車用輪胎以及用于制造該賽車用輪胎胎面的橡膠組合物。
本發(fā)明涉及一種橡膠組合物，以100重量份橡膠組分為基準，它含有70～150重量份的氮吸附比表面積為100～300m2/g的炭黑，30～170重量份軟化劑和1～30重量份滿足通式(1)的化合物-(R-Sx)n- (1)(式中R為-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整數(shù)，n是10～400的整數(shù)，m是2～5的整數(shù))，所述橡膠組分含有滿足下式的溶液聚合丁苯橡膠(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)。
此外，本發(fā)明涉及一種含有包括上述橡膠組合物胎面的賽車用輪胎。
具體實施例方式
本發(fā)明的橡膠組合物包含橡膠組分、炭黑、軟化劑和滿足通式(1)的化合物(以下稱化合物(1))-(R-Sx)n- (1)(式中R為-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整數(shù)，n是10～400的整數(shù)，m是2～5的整數(shù))。
該橡膠組分含有溶液聚合丁苯橡膠(以下稱S-SBR)。已知的SBR還有乳液聚合丁苯橡膠(以下稱E-SBR)，但是E-SBR的防滑性能持久性不如S-SBR，在非常高溫度(約150℃)條件下的發(fā)泡性能(使橡膠發(fā)泡以降低強度)不如S-SBR；因此本發(fā)明的橡膠組合物優(yōu)選使用S-SBR。
S-SBR的苯乙烯含量優(yōu)選25至45％。當(dāng)該含量小于25％時，防滑性能下降；因此不適合用作賽車用輪胎。當(dāng)該含量超過45％，耐磨性會變差。此外，苯乙烯含量是使用NMR測量計算的。
S-SBR的乙烯基含量優(yōu)選30至75％。當(dāng)乙烯基含量是小于30％時，防滑性能趨于下降，當(dāng)超過75％時，防滑性能趨于下降，因為橡膠在低溫下變得極其硬。此外，S-SBR的乙烯基含量表明丁二烯部分的乙烯基含量，且是使用H-NMR測量計算的。
S-SBR優(yōu)選滿足下式。
(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)如果S-SBR不滿足上式，將不能獲得足夠的防滑性能。
S-SBR在橡膠組分中的含量優(yōu)選90wt％或更多，進一步優(yōu)選95wt％或更多。如果該含量小于90wt％，將難以獲得賽車用輪胎行駛時所需足夠的防滑性能。此外，S-SBR的含量特別優(yōu)選為100wt％。
作為橡膠組分，二烯橡膠如NR和BR還可與S-SBR一起包含在其中。
炭黑的氮吸附比表面積(N2SA)為100m2/g或更大，優(yōu)選125m2/g或更大。當(dāng)N2SA小于100m2/g時，耐磨性和防滑性能變差。此外，炭黑的N2SA優(yōu)選為300m2/g或更小，進一步優(yōu)選290m2/g或更小。當(dāng)N2SA超過300m2/g時，由于橡膠在捏和時的粘度變得非常高而使加工性能存在問題。
炭黑的含量以100重量份橡膠組分為基準為70重量份或更多，并優(yōu)選80重量份或更多。當(dāng)該含量小于70重量份時，由于防滑性能下降且耐磨性變差而不可取。此外，炭黑的含量以100重量份橡膠組分為基準為150重量份或更少，并優(yōu)選145重量份或更少。當(dāng)該含量超過150重量份時，橡膠變得非常硬，防滑性能和加工性能下降。
軟化劑包括橡膠工業(yè)常用的軟化劑如操作油。
軟化劑的含量以100重量份橡膠組分為基準為30重量份或更多，并優(yōu)選40重量份或更多。當(dāng)該含量小于30重量份時，橡膠過硬和防滑性能差。此外，軟化劑的含量以100重量份橡膠組分為基準為170重量份或更少，并優(yōu)選160重量份或更少。當(dāng)該含量超過170重量份時，橡膠過度軟化而導(dǎo)致耐磨性變差。此外，當(dāng)使用那些含有油的橡膠組分時(例如，AsahiKasei公司制造的T4350)，軟化劑的含量是包括橡膠組分中的油的含量。
本發(fā)明使用的化合物1滿足通式式(1)-(R-Sx)n- (1)(式中R為-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整數(shù)，n是10～400的整數(shù)，m是2～5的整數(shù))。
式(1)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，硫化變得遲滯，并且當(dāng)x超過6時，橡膠組合物的制備會變得困難。
通式(1)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，化合物(1)易揮發(fā)，并且其處理變得困難，并且當(dāng)n超過400時，其與橡膠的相容性下降。
在通式(1)中，m為2～5的整數(shù)，并優(yōu)選為2～4的整數(shù)，進一步優(yōu)選為2～3的整數(shù)。當(dāng)m小于2時，所得到的橡膠組合物的彎曲性能傾向于降低，當(dāng)m超過5時，難以獲得足夠硬度的橡膠組合物。
化合物1的含量以100重量份橡膠組分為基準為1重量份或更多，并優(yōu)選為1.5重量份或更多。當(dāng)該含量小于1重量份時，不能獲得足夠的防滑性能和橡膠強度。此外，化合物1的含量以100重量份橡膠組分為基準為30重量份或更少，并優(yōu)選為25重量份或更少。當(dāng)該含量超過30重量份時，防滑性能下降，且難以獲得足夠的橡膠強度。
通過在本發(fā)明的橡膠組合物中復(fù)合化合物1而將下面所示的交聯(lián)單元引入到橡膠中，在不影響硫化速度和過早硫化的情況下大大地抑制了硫化返原。此外，還可以獲得一般硫化交聯(lián)不能充分得到的橡膠組合物的耐熱性和動態(tài)應(yīng)力阻抗。此外，由于其幾乎不霜化，橡膠組合物能具有良好的表觀。
在橡膠組合物的制備中，化合物1優(yōu)選在80至130℃的溫度下加入并捏和。當(dāng)溫度小于80℃時，不能進行適當(dāng)?shù)哪蠛?，?dāng)超過130℃時，硫化被引發(fā)；因此會有捏和不充分的問題。
除了上述的橡膠組分，炭黑，軟化劑和化合物1以外，如有必要，在本發(fā)明的橡膠組合物中還可混合增強填料如二氧化硅和粘土，蠟，抗氧化劑，硬脂酸，氧化鋅，硫，硫化促進劑等。
本發(fā)明的賽車用輪胎優(yōu)選具有包含上述橡膠組合物的胎面。具體而言，該賽車用輪胎是指那些安裝在賽車車身如二輪賽車或四輪賽車上的輪胎。該胎面是將上述橡膠組合物塑模成預(yù)定形狀并硫化得到的。
實施例下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體說明，但本發(fā)明并不局限于此。
實施例中使用的各種化學(xué)品如下所述。S-SBRT4350(以100重量份聚合物含量為基準，含有50重量份的操作油；乙烯基含量40％；苯乙烯含量39％)，Asahi Kasei公司制造。
炭黑N110，Showa Cabot K.K.制造(N2SA為130m2/g)。
操作油DIANAPROCESS，Idemitsu Kosan有限公司制造。
蠟SUNNOC WAX，OUCHISHINKO化學(xué)工業(yè)有限公司制造。
抗氧化劑SANTOFLEX 13，F(xiàn)lexsys K.K.制造。
硬脂酸KIRI，NOF公司制造。
氧化鋅氧化鋅No.2，三井礦業(yè)及熔煉有限公司制造。
硫Karuisawa熔煉公司制造的硫。
化合物12OS4聚合物(m＝2，x＝4，以及n＝200)，Kawaguchi化學(xué)工業(yè)有限公司制造。
硫化促進劑1NOCCELER NS，OUCHISHINKO化學(xué)工業(yè)有限公司制造。
實施例1～4和對照例1～3除了硫、化合物1和硫化促進劑以外，將上面提到的各種化學(xué)品各自以表1所示的混合量放入Kobe鋼有限公司制造的1.7L班伯里密煉機中在150℃下捏和5分鐘。在得到的捏和產(chǎn)物中加入硫、化合物1和硫化促進劑，然后使用雙輥在105℃下捏和3分鐘。將捏和混合物在175℃下硫化15分鐘以獲得橡膠組合物。對獲得的橡膠組合物進行下面的測試。
(拉伸測試)根據(jù)JIS-K6251標準對在100℃下塑模成No.3啞鈴體的橡膠組合物進行拉伸測試。其各自的斷裂強度(MPa)和斷裂伸長(％)的值越高，表示其越優(yōu)。
(防滑性能)根據(jù)一般方法制造具有分別含有實施例1～4和對照例1～3的橡膠組合物的胎面的二輪車輛用后輪輪胎(輪胎尺寸180/55ZR17)。此外，將安裝有該輪胎的賽車在車道上進行感觀測試。指定對照例1為6分，對各實施例進行相對評分。分數(shù)越高，防滑性能越好。結(jié)果如表1所示。
表1

實施例1～4的橡膠強度和防滑性能以很好的平衡方式得到提高。
另一方面，對照例2的橡膠強度和防滑性能幾乎沒有提高。
此外，對照例3的斷裂強度有所增大，但是斷裂伸長不足，此外，防滑性能也有所降低。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種防滑性能、加工性能和在高溫時的橡膠強度以高度平衡的方式得以改進的賽車用輪胎，同時通過包含特定的溶液聚合丁苯橡膠、炭黑、軟化劑和硫化劑，還提供了用以制造該賽車用輪胎胎面的橡膠組合物。
權(quán)利要求
1.一種橡膠組合物，其含有以100重量份含有滿足下式的溶液聚合丁苯橡膠的橡膠組分為基準(乙烯基含量)≥100-2×(苯乙烯含量)，70～150重量份的氮吸附比表面積為100～300m2/g的炭黑，30～170重量份軟化劑和1～30重量份滿足通式(1)的化合物-(R-Sx)n- (1)(式中R為-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-，x是3～6的整數(shù)，n是10～400的整數(shù)，m是2～5的整數(shù))。
2.一種具有包含如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物的胎面的賽車用輪胎。
全文摘要
提供了一種在高溫下能夠以非常出色的平衡方式改善防滑性能、加工性能和橡膠強度的賽車用輪胎以及用于制造該賽車用輪胎胎面的橡膠組合物。一種橡膠組合物，以100重量份含有滿足下式的溶液聚合丁苯橡膠的橡膠組分為基準(乙烯基含量)≥100－2×(苯乙烯含量)，所述橡膠組合物含有70～150重量份的氮吸附比表面積為100～300m
文檔編號B60C1/00GK1824694SQ20061000463
公開日2006年8月30日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者國澤鐵也, 松尾俊朗 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社