本發(fā)明涉及一種充氣輪胎。

背景技術(shù)：

鑒于對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注度的增加和經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)對(duì)燃料效率高的汽車(chē)的需求不斷增加。此外，對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)異的汽車(chē)輪胎也有需求。通過(guò)減少填料諸如二氧化硅或炭黑的量以降低滾動(dòng)阻力，來(lái)改善燃料經(jīng)濟(jì)性。然而，該技術(shù)傾向于降低濕抓地性能和耐磨性。而且，汽車(chē)輪胎還要求具有操縱穩(wěn)定性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度。因此，存在對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)平衡改善的技術(shù)的需求。

迄今為止已經(jīng)提出了以下方法：使用特定的橡膠成分、二氧化硅和無(wú)機(jī)粉體如氫氧化鋁的適當(dāng)組合以同時(shí)獲得濕路上的性能、耐磨性和低生熱性的方法(例如參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)；使用特定的橡膠成分、特定的無(wú)機(jī)化合物粉體和特定的炭黑的適當(dāng)組合來(lái)改善濕路和半濕路上的抓地力和加工性的方法(例如參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)2)；以及使用特定的橡膠成分、特定的無(wú)機(jī)化合物粉體、特定的二氧化硅和特定的炭黑的適當(dāng)組合來(lái)改善濕路和半濕路上的抓地力而不損害耐磨性的方法(例如參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。不幸的是，這些方法仍然在燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性，耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)均衡提高上留有改善的余地。

引用文獻(xiàn)列表

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：jp3745105b

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：jp3366452b

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：jp3366453b

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，并提供一種在燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度上實(shí)現(xiàn)了平衡改善的充氣輪胎。

解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，其包括由橡膠組合物形成的胎面，所述橡膠組合物硫化后的橡膠性能滿(mǎn)足所有以下關(guān)系式(1)至(7)：

(tanδ1/tanδ2)≥4.38(1)

(e*/tanδ2)≥21.88(2)

3.5≤e*≤6.0(3)

tanδ2≤0.16(4)

tanδ1≥0.70(5)

eb≥600(6)

tb×eb≥12000(7)

其中，關(guān)系式(1)和(5)中的tanδ1表示以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ；

關(guān)系式(1)、(2)和(4)中的tanδ2表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ；

關(guān)系式(2)和(3)中的e*表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))。

關(guān)系式(6)和(7)中的eb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率(eb(％))；以及

關(guān)系式(7)中的tb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的斷裂拉伸強(qiáng)度(tb(mpa))。

優(yōu)選地，橡膠組合物硫化后的橡膠性能還滿(mǎn)足以下關(guān)系式(8)：

57≤hs≤67(8)

其中，hs表示根據(jù)jisk6253測(cè)得的在23℃下的硬度(hs)。

優(yōu)選地，橡膠組合物含有至少一種二氧化硅。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的充氣輪胎包括由橡膠組合物形成的胎面，該橡膠組合物硫化后的橡膠性能滿(mǎn)足上述所有關(guān)系(1)至(7)。這種充氣輪胎可以實(shí)現(xiàn)在燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度上的均衡提高。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的充氣輪胎包括由橡膠組合物形成的胎面。橡膠組合物硫化后的橡膠性能滿(mǎn)足以下所有關(guān)系式(1)至(7)：

(tanδ1/tanδ2)≥4.38(1)

(e*/tanδ2)≥21.88(2)

3.5≤e*≤6.0(3)

tanδ2≤0.16(4)

tanδ1≥0.70(5)

eb≥600(6)

tb×eb≥12000(7)

其中，關(guān)系式(1)和(5)中的tanδ1表示以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ；

關(guān)系式(1)(2)和(4)中的tanδ2表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ；

關(guān)系式(2)和(3)中的e*表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))。

關(guān)系式(6)和(7)中的eb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率(eb(％))；以及

關(guān)系式(7)中的tb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的斷裂拉伸強(qiáng)度(tb(mpa))。

如上所述，通過(guò)在胎面中使用在硫化后具有預(yù)定水平的tanδ、e*、eb和tb的橡膠組合物，可以提供在燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度上實(shí)現(xiàn)平衡改善的充氣輪胎。

當(dāng)本發(fā)明的橡膠組合物硫化時(shí)，硫化橡膠組合物以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))至少為3.5，但不超過(guò)6.0。即，它滿(mǎn)足以下關(guān)系式(3)。

3.5≤e*≤6.0(3)

這種適度的橡膠彈性，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的操縱穩(wěn)定性和良好的濕抓地性能。e*優(yōu)選為3.6或以上，但優(yōu)選為5.8或以下，更優(yōu)選為5.5或以下。

硫化橡膠組合物以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ(tanδ2)為0.16或以下。即，它滿(mǎn)足以下關(guān)系式(4)。

tanδ2≤0.16(4)

這帶來(lái)出色的燃料經(jīng)濟(jì)性。tanδ2優(yōu)選為0.155或以下，更優(yōu)選為0.150或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.145或以下，特別優(yōu)選為0.140或以下。tanδ2的下限沒(méi)有特別限定，tanδ2越低越好。

硫化橡膠組合物以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ(tanδ1)為0.70或以上。即，它滿(mǎn)足以下關(guān)系式(5)。

tanδ1≥0.70(5)

這帶來(lái)優(yōu)異的濕抓地性能。tanδ1優(yōu)選為0.72或以上，更優(yōu)選為0.75或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.80或以上。tanδ1的上限沒(méi)有特別限定，tanδ1越高越好。

硫化橡膠組合物還滿(mǎn)足以下關(guān)系式(1)：

(tanδ1/tanδ2)≥4.38(1)

其中，tanδ1表示以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ，tanδ2表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ。

當(dāng)tanδ1和tanδ2滿(mǎn)足關(guān)系式(1)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)tanδ1增加和tanδ2減小，從而可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和良好的濕抓地性能。關(guān)系式(1)的值優(yōu)選為4.65或以上，更優(yōu)選為5.0或以上。關(guān)系式(1)的值的上限沒(méi)有特別限定，值越大越好。

硫化橡膠組合物還滿(mǎn)足以下關(guān)系式(2)：

(e*/tanδ2)≥21.88(2)

其中，e*表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))，tanδ2表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ。

當(dāng)e*和tanδ2滿(mǎn)足關(guān)系式(2)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了e*增加和tanδ2減小，從而可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的操縱穩(wěn)定性和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。關(guān)系式(2)的值優(yōu)選為22或以上，更優(yōu)選為25或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為30或以上，特別優(yōu)選為33或以上。關(guān)系式(2)的值的上限沒(méi)有特別限定，值越大越好。

硫化橡膠組合物根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率(eb(％))為600或以上。即，它滿(mǎn)足以下關(guān)系式(6)。

eb≥600(6)

特定值以上的拉伸伸長(zhǎng)率帶來(lái)優(yōu)異的耐疲勞性。eb優(yōu)選為620或以上，更優(yōu)選為640或以上，還優(yōu)選為650或以上。eb的上限沒(méi)有特別限定，eb越高越好。

硫化橡膠組合物還滿(mǎn)足以下關(guān)系式(7)：

tb×eb≥12000(7)

其中，eb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率(eb(％))，tb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的斷裂拉伸強(qiáng)度(tb(mpa))。

特定值以上的拉伸伸長(zhǎng)率和斷裂拉伸強(qiáng)度帶來(lái)優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度。關(guān)系式(7)的值優(yōu)選為13000或以上，更優(yōu)選為15000或以上。關(guān)系式(7)的值的上限沒(méi)有特別限定，值越大越好。

優(yōu)選地，硫化橡膠組合物根據(jù)jisk6253測(cè)得的在23℃下的硬度(hs；a型)為至少57，但不大于67。即，它優(yōu)選滿(mǎn)足以下關(guān)系式(8)：

57≤hs≤67(8)

這種適度的硬度帶來(lái)更好的濕抓地性能和更好的操縱穩(wěn)定性。當(dāng)hs小于57時(shí)，可能獲得不良的加工性或操縱穩(wěn)定性。hs更優(yōu)選為66或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為65或以下，特別優(yōu)選為61或以下。此外，hs還更優(yōu)選為58或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為59或以上。

通過(guò)混入如下所述的特定的橡膠成分、特定的填料和/或軟化劑，可以賦予預(yù)定范圍的以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量和tanδ、預(yù)定范圍的以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ、以及預(yù)定范圍的根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率和斷裂拉伸強(qiáng)度(硫化橡膠組合物中，這些參數(shù)滿(mǎn)足所有的關(guān)系式(1)至(7))。特定的橡膠成分和特定的填料的混入是特別重要的。

以下是公知常識(shí)：tanδ1可以通過(guò)主要改變橡膠成分的類(lèi)型和量來(lái)調(diào)節(jié)；tanδ2可以通過(guò)主要改變?cè)鰪?qiáng)劑(填料)的類(lèi)型和量來(lái)調(diào)節(jié)；e*可以通過(guò)主要改變?cè)鰪?qiáng)劑和軟化劑的量來(lái)調(diào)節(jié)；eb可以通過(guò)主要改變?cè)鰪?qiáng)劑和軟化劑的量來(lái)調(diào)節(jié)；tb可以通過(guò)主要改變?cè)鰪?qiáng)劑或橡膠成分的類(lèi)型和量來(lái)調(diào)節(jié)。

硫化橡膠組合物的、以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量和tanδ、以10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ、根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率和斷裂拉伸強(qiáng)度、以及硬度，可以通過(guò)后述實(shí)施例中所述的方法測(cè)量。

本發(fā)明的橡膠組合物的橡膠成分優(yōu)選包含與二氧化硅相互作用的改性二烯系橡膠。改性二烯系橡膠的例子包括：用含有與二氧化硅相互作用的官能團(tuán)的化合物(改性劑)來(lái)對(duì)二烯系橡膠的至少一個(gè)鏈末端進(jìn)行改性而獲得的鏈末端改性二烯橡膠；在主鏈中含有官能團(tuán)的主鏈改性二烯系橡膠；在主鏈和鏈末端均含有官能團(tuán)的主鏈-和鏈末端改性二烯系橡膠(例如主鏈-和鏈端改性二烯系橡膠，其中主鏈含有官能團(tuán)和至少一個(gè)鏈末端用改性劑進(jìn)行改性)；以及用在分子中含有兩個(gè)或以上環(huán)氧基的多官能化合物進(jìn)行改性(偶聯(lián))以引入羥基或環(huán)氧基的鏈末端改性二烯系橡膠。使用這種改性二烯系橡膠提供良好的燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能和耐磨性。

這些改性二烯系橡膠可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

官能團(tuán)的例子包括氨基、酰胺基、甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、異氰酸酯基、亞氨基、咪唑基、脲基、醚基、羰基、氧基羰基、巰基、硫醚基(sulfidegroup)、二硫醚基(disulfidegroup)、磺?；喠蝓；⒘虼驶?、銨基、酰亞胺基(imidegroup)、聯(lián)亞氨基(hydrazogroup)、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羥基、氧基和環(huán)氧基。這些官能團(tuán)可以被取代。在這些基團(tuán)中，優(yōu)選烷氧基(優(yōu)選c1-c6烷氧基)、氨基(優(yōu)選其中氨基的氫原子被c1-c6烷基取代的氨基)、烷氧基甲硅烷基(優(yōu)選c1-c6烷氧基甲硅烷基)、羥基和環(huán)氧基，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)谔岣呷剂辖?jīng)濟(jì)性或濕抓地性能方面特別有效。

官能團(tuán)被引入其中的二烯系橡膠(形成改性二烯系橡膠的骨架的聚合物)的例子包括天然橡膠(nr)、聚異戊二烯橡膠(ir)、聚丁二烯橡膠(br)、苯乙烯-丁二烯橡膠(sbr)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯橡膠(sibr)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(epdm)、氯丁橡膠(cr)和丙烯腈丁二烯橡膠(nbr)。在這些中，優(yōu)選的是ir、br和sbr，其中更優(yōu)選br或sbr。sbr是特別優(yōu)選的，這是因?yàn)樗峁┝巳剂辖?jīng)濟(jì)性和濕抓地性能的良好平衡。

ir的非限定性子包括輪胎工業(yè)中通常使用的那些，例如購(gòu)自日本合成橡膠公司(jsrcorporation)的ir2200和購(gòu)自日本瑞翁株式會(huì)社(zeoncorporation)的ir2200。

br的非限定性例子包括：高順式含量(例如，順式含量為90質(zhì)量％或以上)的br，比如購(gòu)自日本瑞翁株式會(huì)社(zeoncorporation)的br1220和購(gòu)自宇部興產(chǎn)株式會(huì)社(ubeindustries，ltd.)的br130b和br150b；以及含有間同立構(gòu)聚丁二烯晶體的br，比如均購(gòu)自宇部興產(chǎn)株式會(huì)社(ubeindustries，ltd.)的vcr412和vcr617。

sbr的非限定性例子包括乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠(e-sbr)和溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠(s-sbr)。

在改性二烯系橡膠是改性sbr的情況下，改性sbr可以合適地是通過(guò)用如jp2010-111753a中公開(kāi)的由下式(i)表示的化合物進(jìn)行改性來(lái)獲得的改性sbr。具體例子包括購(gòu)自旭化成化學(xué)株式會(huì)社(asahikaseichemicalscorporation)的e15。

在式(i)中，r¹¹、r¹²和r¹³彼此相同或不同，各自表示烷基、烷氧基(優(yōu)選c1-c8、更優(yōu)選c1-c4烷氧基)、甲硅烷氧基、縮醛基、羧基(-cooh)、巰基(-sh)或它們的衍生物；r¹⁴和r¹⁵彼此相同或不同，各自表示氫原子或烷基(優(yōu)選c1～c4烷基)；n表示整數(shù)(優(yōu)選為1～5，更優(yōu)選為2～4，進(jìn)一步優(yōu)選為3)。

優(yōu)選地，r¹¹、r¹²和r¹³中的至少一個(gè)是c1-c4烷氧基。各r¹⁴和r¹⁵優(yōu)選為氫原子或c1-c4烷基。在這種情況下，可以獲得優(yōu)異的加工性和耐磨性。

式(i)化合物的具體例子包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-二甲基氨基乙基三甲氧基硅烷、3-二乙基氨基丙基三甲氧基硅烷和3-二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷。這些可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

使用式(i)的化合物(改性劑)對(duì)苯乙烯-丁二烯橡膠進(jìn)行改性可以通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行，例如在jph06-53768b、jph06-57767b和jp2003-514078t中公開(kāi)的那些方法。例如，可以通過(guò)使苯乙烯-丁二烯橡膠與改性劑接觸來(lái)進(jìn)行改性。具體例子包括如下方法：其中，在通過(guò)陰離子聚合制備苯乙烯-丁二烯橡膠之后，將預(yù)定量的改性劑加入到橡膠溶液中以使苯乙烯-丁二烯橡膠的聚合末端(活性末端)與改性劑反應(yīng)。

改性sbr的乙烯基含量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量％或以上。當(dāng)乙烯基含量小于10質(zhì)量％時(shí)，可能無(wú)法獲得充分的濕抓地性能。乙烯基含量?jī)?yōu)選為90質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為80質(zhì)量％或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為70質(zhì)量％或以下。當(dāng)乙烯基含量大于90質(zhì)量％時(shí)，強(qiáng)度可能惡化。

本文中使用的sbr的乙烯基含量(1,2-丁二烯單元含量)可以通過(guò)紅外吸收光譜法測(cè)定。

改性sbr的苯乙烯含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為10質(zhì)量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量％或以上。當(dāng)苯乙烯含量小于5質(zhì)量％時(shí)，可能無(wú)法獲得充分的濕抓地性能。苯乙烯含量?jī)?yōu)選為70質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為60質(zhì)量％或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量％或以下。當(dāng)苯乙烯含量大于70質(zhì)量％時(shí)，加工性可能惡化。

本文中使用的sbr的苯乙烯含量通過(guò)¹h-nmr分析測(cè)得。

改性sbr的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)優(yōu)選為-45℃或以上，更優(yōu)選為-40℃或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為-35℃或以上。該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為10℃或以下，更優(yōu)選為5℃或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0℃或以下。

本文中使用的sbr的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)jisk7121，以10℃/min的升溫速率通過(guò)差示掃描量熱法(dsc)測(cè)定。

以橡膠成分為100質(zhì)量％計(jì)，改性二烯系橡膠的量?jī)?yōu)選為40質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為50質(zhì)量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為60質(zhì)量％或以上，特別優(yōu)選為70質(zhì)量％或以上。當(dāng)其小于40質(zhì)量％時(shí)，濕抓地性能可能降低。改性二烯系橡膠的量可以為100質(zhì)量％，但優(yōu)選為95質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為90質(zhì)量％或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為85質(zhì)量％或以下。當(dāng)其大于95質(zhì)量％時(shí)，燃料經(jīng)濟(jì)性或耐磨性可能降低。

除上述改性二烯系橡膠外的可以包含在本發(fā)明的橡膠成分中的橡膠材料的非限定性例子包括不包括上述改性二烯系橡膠的二烯系橡膠，比如聚異戊二烯橡膠(ir)、聚丁二烯橡膠(br)、苯乙烯-丁二烯橡膠(sbr)、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯橡膠(sibr)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(epdm)、氯丁橡膠(cr)、丙烯腈丁二烯橡膠(nbr)、丁基橡膠(iir)、天然橡膠(nr)和環(huán)氧化天然橡膠(enr)。這些二烯系橡膠可以單獨(dú)使用，或者可以2種以上組合使用。為了良好平衡燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能和耐磨性，在這些中優(yōu)選br、nr和sbr，其中更優(yōu)選br或nr，其中特別優(yōu)選br。

br的非限定性例子包括：高順式含量的br，比如購(gòu)自日本瑞翁株式會(huì)社(zeoncorporation)的br1220和均購(gòu)自宇部興產(chǎn)株式會(huì)社(ubeindustries，ltd.)的br130b和br150b；和含有間同立構(gòu)聚丁二烯晶體的br，比如均購(gòu)自宇部興產(chǎn)株式會(huì)社(ubeindustries，ltd.)的vcr412和vcr617。特別地，為了提供良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和良好的耐磨性，br的順式含量?jī)?yōu)選為90質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為95質(zhì)量％或以上。

br的順式含量可以通過(guò)紅外吸收光譜法測(cè)定。

在橡膠成分包含br的情況下，以橡膠成分為100質(zhì)量％計(jì)，br的量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為10質(zhì)量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量％或以上。該量?jī)?yōu)選為60質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為40質(zhì)量％或以下。當(dāng)該量在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以顯著提高耐磨性。

nr的非限定性例子包括輪胎工業(yè)中通常使用的那些，比如sir20、rss#3、tsr20、脫蛋白天然橡膠(dpnr)和高度純化的天然橡膠(hpnr)。

在橡膠成分含有nr的情況下，以橡膠成分為100質(zhì)量％計(jì)，nr的量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％或以上。該量?jī)?yōu)選為60質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為40質(zhì)量％或以下。當(dāng)該量在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以顯著提高耐磨性。

可以使用任何sbr，其包括例如乳液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠(e-sbr)和溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠(s-sbr)。

在橡膠成分含有sbr的情況下，以橡膠成分為100質(zhì)量％計(jì)，sbr的量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為10質(zhì)量％或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量％或以上。該量?jī)?yōu)選為60質(zhì)量％或以下，更優(yōu)選為40質(zhì)量％或以下。當(dāng)該量在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以顯著提高耐磨性。

本發(fā)明的橡膠組合物優(yōu)選含有至少一種二氧化硅。二氧化硅連同改性二烯系橡膠一起的混入提供優(yōu)異的燃料經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)異的橡膠強(qiáng)度(耐疲勞性、拉伸強(qiáng)度)。二氧化硅的非限定性例子包括干法二氧化硅(無(wú)水硅酸)和濕法二氧化硅(含水硅酸)。濕法二氧化硅是優(yōu)選的，這是因?yàn)樗写罅康墓柰榇蓟?/p>

二氧化硅的氮吸附比表面積(n2sa)優(yōu)選為40m²/g或以上，更優(yōu)選為50m²/g或以上。當(dāng)n2sa小于40m²/g時(shí)，硫化后的拉伸強(qiáng)度傾向于降低。此外，二氧化硅的n2sa還優(yōu)選為250m²/g或以下，更優(yōu)選為200m²/g或以下。當(dāng)它超過(guò)250m²/g時(shí)，燃料經(jīng)濟(jì)性或橡膠加工性?xún)A向于降低。

二氧化硅的氮吸附比表面積根據(jù)astmd3037-93、通過(guò)bet法測(cè)定。

相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，二氧化硅的量?jī)?yōu)選為20質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為25質(zhì)量份或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為45質(zhì)量份或以上。當(dāng)其小于20質(zhì)量份時(shí)，二氧化硅的混入傾向于無(wú)法產(chǎn)生充分的效果。該量?jī)?yōu)選為150質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為120質(zhì)量份或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為100質(zhì)量份或以下。當(dāng)其超過(guò)150質(zhì)量份時(shí)，二氧化硅難以分散在橡膠中，導(dǎo)致橡膠加工性?xún)A向于惡化。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有二氧化硅的情況下，其優(yōu)選含有硅烷偶聯(lián)劑連同二氧化硅一起。

硅烷偶聯(lián)劑可以是通常與二氧化硅一起使用的任何硅烷偶聯(lián)劑。其例子包括：硫化物系硅烷偶聯(lián)劑，比如雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、雙(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、雙(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、雙(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、雙(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、雙(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、雙(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、雙(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、雙(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、雙(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、雙(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、雙(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、雙(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-n，n-二甲基硫代氨基甲?；牧蚧铩?-三乙氧基甲硅烷基丙基-n，n-二甲基硫代氨基甲?；牧蚧?、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-n，n-二甲基硫代氨基甲?；牧蚧?、2-三甲氧基甲硅烷基乙基-n，n-二甲基硫代氨基甲?；牧蚧?、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物、3-三乙氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物、甲基丙烯酸3-三乙氧基甲硅烷基丙酯單硫化物和甲基丙烯酸3-三甲氧基甲硅烷基丙酯單硫化物；巰基系硅烷偶聯(lián)劑，比如3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、2-巰基乙基三甲氧基硅烷、2-巰基乙基三乙氧基硅烷和3-辛?；虼?1-丙基三乙氧基硅烷；乙烯基系硅烷偶聯(lián)劑，比如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；氨基系硅烷偶聯(lián)劑，比如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷和3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷；環(huán)氧丙氧基系硅烷偶聯(lián)劑，比如γ-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷；硝基系硅烷偶聯(lián)劑，比如3-硝基丙基三甲氧基硅烷和3-硝基丙基三乙氧基硅烷；以及氯代硅烷偶聯(lián)劑，比如3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、2-氯乙基三甲氧基硅烷和2-氯乙基三乙氧基硅烷。商品的例子包括以商品名si69、si75和si363(全部購(gòu)自德固賽(degussa))和nxt、nxt-lv、nxtulv和nxt-z(全部購(gòu)自邁圖(momentive))出售的那些。其中，優(yōu)選巰基系硅烷偶聯(lián)劑，這是因?yàn)樗鼈兲峁┝己玫娜剂辖?jīng)濟(jì)性。

這些硅烷偶聯(lián)劑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有硅烷偶聯(lián)劑的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的二氧化硅，硅烷偶聯(lián)劑的量?jī)?yōu)選為0.5質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為2.5質(zhì)量份或以上，特別優(yōu)選為5質(zhì)量份或以上。在硅烷偶聯(lián)劑小于0.5質(zhì)量份的情況下，可能難以良好地分散二氧化硅。該量?jī)?yōu)選為25質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為20質(zhì)量份或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量份或以下。當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑的量超過(guò)25質(zhì)量份時(shí)，改善二氧化硅的分散的效果傾向于無(wú)法增加，從而導(dǎo)致不必要地增加成本。此外，焦燒時(shí)間傾向于降低，導(dǎo)致混煉或擠出期間的加工性降低。

除了二氧化硅之外，本發(fā)明的橡膠組合物還可以含有碳酸鈣、滑石、氧化鋁、粘土、氫氧化鋁、云母等填料。其中，優(yōu)選氫氧化鋁，這是因?yàn)槟軌蛲瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)高燃料經(jīng)濟(jì)性和高濕抓地性能。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中優(yōu)選使用二氧化硅和氫氧化鋁的組合。在這種情況下，可以在提高耐磨性、操縱穩(wěn)定性和橡膠強(qiáng)度(耐疲勞性、拉伸強(qiáng)度)的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)性和濕抓地性能的平衡改善。

本文中所用的氫氧化鋁是指al(oh)3或al2o3·3h2o。

這些填料可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

氫氧化鋁的平均粒徑優(yōu)選為10μm或以下，更優(yōu)選為5μm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為3μm或以下。當(dāng)其平均粒徑大于10μm時(shí)，可能無(wú)法獲得良好的濕抓地性能。其平均粒徑優(yōu)選為0.05μm或以上，更優(yōu)選為0.1μm或以上。平均粒徑小于0.05μm的氫氧化鋁難以分散，結(jié)果導(dǎo)致濕抓地性能可能降低。

使用透射電子顯微鏡或掃描電子顯微鏡來(lái)測(cè)量氫氧化鋁的平均粒徑。平均粒徑是指長(zhǎng)徑。術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)徑”是指當(dāng)在改變相對(duì)于投影面的氫氧化鋁粉末的方向同時(shí)將氫氧化鋁粉末投影到投影面上時(shí)獲得的最長(zhǎng)長(zhǎng)度。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有氫氧化鋁的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，氫氧化鋁的量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為5質(zhì)量份或以上。小于1質(zhì)量份的量可能在改善濕抓地性能方面效果較差。此外，氫氧化鋁的量還優(yōu)選為75質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為50質(zhì)量份或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量份或以下，特別優(yōu)選為20質(zhì)量份或以下。大于75質(zhì)量份的量可能導(dǎo)致分散性不良，結(jié)果導(dǎo)致耐磨性可能惡化。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有氫氧化鋁的情況下，氫氧化鋁對(duì)二氧化硅的質(zhì)量比(氫氧化鋁(質(zhì)量份)/二氧化硅(質(zhì)量份))優(yōu)選小于0.3，更優(yōu)選為0.28或以下，還更優(yōu)選為0.25或以下。當(dāng)氫氧化鋁對(duì)二氧化硅的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以獲得高度平衡改善的燃料經(jīng)濟(jì)性和耐磨性。氫氧化鋁對(duì)二氧化硅的質(zhì)量比(氫氧化鋁(質(zhì)量份)/二氧化硅(質(zhì)量份))的下限沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選為0.01或以上，更優(yōu)選為0.10或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.15或以上。

本發(fā)明的橡膠組合物可以含有炭黑。

這提高了橡膠強(qiáng)度?？捎玫奶亢诘姆窍薅ㄐ岳影╣pf、fef、haf、isaf和saf。這些炭黑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

炭黑的氮吸附比表面積(n2sa)優(yōu)選為10m²/g或以上，更優(yōu)選為20m²/g或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為70m²/g或以上。另外，n2sa也優(yōu)選為200m²/g或以下，更優(yōu)選為150m²/g或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為140m²/g或以下。n2sa小于10m²/g的炭黑可能不會(huì)產(chǎn)生充分的增強(qiáng)效果，而n2sa大于200m²/g的炭黑傾向于降低燃料經(jīng)濟(jì)性。

炭黑的氮吸附比表面積通過(guò)根據(jù)jisk6217的a法測(cè)定。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有炭黑的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠組分，炭黑的量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為3質(zhì)量份或以上，但優(yōu)選為20質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為15質(zhì)量份或以下。當(dāng)炭黑的量在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以改善耐候性、抗靜電性和橡膠強(qiáng)度。小于1質(zhì)量份的量?jī)A向于不能提供充分的增強(qiáng)性能，而超過(guò)20質(zhì)量份的量可能導(dǎo)致不良的燃料經(jīng)濟(jì)性。

除了上述成分外，本發(fā)明中的橡膠組合物還可以適當(dāng)?shù)睾休喬スI(yè)中通常使用的配合劑，包括例如軟化劑比如油、芳香族石油樹(shù)脂、蠟、各種抗氧化劑、硬脂酸、氧化鋅、加工助劑、硫化劑比如硫，和硫化促進(jìn)劑。

可用于本發(fā)明的軟化劑的非限定性例子包括油，比如芳香族礦物油(粘度比重常數(shù)(v.g.c.)：0.900～1.049)、環(huán)烷系礦物油(v.g.c.：0.850～0.899)和石蠟系礦物油(v.g.c.：0.790～0.849)。油的多環(huán)芳香族含量?jī)?yōu)選小于3質(zhì)量％，更優(yōu)選小于1質(zhì)量％。多環(huán)芳香族含量根據(jù)石油學(xué)會(huì)(ip，英國(guó)(u.k.))346/92方法測(cè)量。油的芳香族含量(ca)優(yōu)選為20質(zhì)量％或以上。

軟化劑的其它例子包括液體聚合物(液體二烯系聚合物)、液體樹(shù)脂、植物油和酯類(lèi)增塑劑。

這些軟化劑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有軟化劑的情況下，為了更適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，軟化劑的量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為5質(zhì)量份或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量份或以上。此外，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，該量也優(yōu)選為40質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為35質(zhì)量份或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量份或以下。

為了適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，優(yōu)選在本發(fā)明中混入芳香族石油樹(shù)脂。芳香族石油樹(shù)脂的例子包括酚醛樹(shù)脂、香豆酮-茚樹(shù)脂、苯乙烯樹(shù)脂、松香樹(shù)脂和dcpd樹(shù)脂。這些芳香族石油樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

為了更適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，這些之中優(yōu)選苯乙烯樹(shù)脂。更優(yōu)選通過(guò)α-甲基苯乙烯和/或苯乙烯的聚合而得到的芳香族乙烯基聚合物。

芳香族乙烯基聚合物可以是作為芳香族乙烯基單體(單元)的苯乙烯或α-甲基苯乙烯的均聚物或者是兩單體的共聚物。芳香族乙烯基聚合物優(yōu)選為α-甲基苯乙烯的均聚物或α-甲基苯乙烯與苯乙烯的共聚物，這是因?yàn)樗鼈兘?jīng)濟(jì)，易加工，且濕抓地性能優(yōu)異。

芳香族石油樹(shù)脂的軟化點(diǎn)優(yōu)選為70℃或以上，更優(yōu)選為80℃或以上。當(dāng)其軟化點(diǎn)低于70℃時(shí)，濕抓地性能傾向于惡化。此外，其軟化點(diǎn)也優(yōu)選為140℃或以下，更優(yōu)選為120℃或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為100℃或以下。當(dāng)其高于140℃時(shí)，耐磨性或濕抓地性能傾向于惡化。

芳香族石油樹(shù)脂的軟化點(diǎn)根據(jù)jisk6220-1：2001，使用環(huán)球式軟化點(diǎn)測(cè)定裝置測(cè)定，并且被定義為球下落處的溫度。

芳香族石油樹(shù)脂的重均分子量(mw)優(yōu)選為500或以上，更優(yōu)選為800或以上。mw小于500的芳香族石油樹(shù)脂傾向于無(wú)法充分有效地改善濕抓地性能。此外，芳香族石油樹(shù)脂的重均分子量也優(yōu)選為3000或以下，更優(yōu)選為2000或以下。當(dāng)其超過(guò)3000時(shí)，耐磨性?xún)A向于惡化。

芳香族石油樹(shù)脂的重均分子量可以通過(guò)使用聚苯乙烯標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)的凝膠滲透色譜法(gpc)(購(gòu)自tosohcorporation的gpc-8000系列，檢測(cè)器：差示折光計(jì)，柱子：購(gòu)自tosohcorporation的tskgelsupermaltporehz-m)進(jìn)行測(cè)定。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有芳香族石油樹(shù)脂的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，芳香族石油樹(shù)脂的量?jī)?yōu)選為2質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為5質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為7質(zhì)量份或以上。小于2質(zhì)量份的量可能不能有效地改善濕抓地性能。此外，該量也優(yōu)選為25質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為20質(zhì)量份或以下。當(dāng)其超過(guò)25質(zhì)量份時(shí)，可能無(wú)法獲得充分的濕抓地性能。此外，溫度依賴(lài)性?xún)A向于增加，從而相對(duì)于溫度變化的性能變化變得更大，結(jié)果導(dǎo)致：例如耐熱流掛性趨于降低。

可用于本發(fā)明的抗氧化劑的非限定性例子包括萘胺系抗氧化劑、喹啉系抗氧化劑、二苯胺系抗氧化劑、對(duì)苯二胺系抗氧化劑、氫醌衍生物抗氧化劑、酚(一元酚、二元酚、三元酚、多元酚)系抗氧化劑、硫代雙酚系抗氧化劑、苯并咪唑系抗氧化劑、硫脲系抗氧化劑、亞磷酸酯系抗氧化劑和有機(jī)硫代酸系抗氧化劑。

萘胺系抗氧化劑的例子包括苯基-α-萘胺、苯基-β-萘胺和醛醇-α-三甲基-1,2-萘胺。

喹啉系抗氧化劑的例子包括2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合物和6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉。

二苯胺系抗氧化劑的例子包括對(duì)異丙氧基二苯胺、對(duì)(對(duì)甲苯磺酰胺)-二苯胺、n，n-二苯基乙二胺和辛基化二苯胺。

對(duì)苯二胺系抗氧化劑的例子包括n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基-對(duì)苯二胺、n-異丙基-n'-苯基-對(duì)苯二胺、n，n'-二苯基-對(duì)苯二胺、n，n'-二-2-萘基-對(duì)苯二胺、n-環(huán)己基-n'-苯基-對(duì)苯二胺、n，n'-雙(1-甲基庚基)-對(duì)苯二胺、n，n'-雙(1,4-二甲基戊基)-對(duì)苯二胺、n，n'-雙(1-乙基-3-甲基戊基)-對(duì)苯二胺、n-4-甲基-2-戊基-n'-苯基-對(duì)苯二胺、n，n'-二芳基-對(duì)苯二胺、受阻二芳基對(duì)苯二胺、苯基己基對(duì)苯二胺和苯基辛基對(duì)苯二胺。

氫醌衍生物抗氧化劑的例子包括2,5-二(叔戊基)氫醌和2,5-二叔丁基氫醌。

關(guān)于酚系抗氧化劑，一元酚系抗氧化劑的例子包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、1-氧基-3-甲基-4-異丙基苯、丁基羥基苯甲醚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、正十八烷基-3-(4'-羥基-3'，5'-二叔丁基苯基)-丙酸酯和苯乙烯化苯酚。雙元酚、三元酚和多元酚系抗氧化劑的例子包括2,2'-亞甲基-雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亞甲基-雙(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-亞丁基-雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1'-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷和四[亞甲基-3-(3'，5'-二叔丁基丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]甲烷。

硫代雙酚系抗氧化劑的例子包括4,4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和2,2'-硫代雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)。苯并咪唑系抗氧化劑的例子包括2-巰基甲基-苯并咪唑。硫脲系抗氧化劑的例子包括三丁基硫脲。亞磷酸酯系抗氧化劑的例子包括亞磷酸三(壬基苯基)酯。有機(jī)硫代酸系抗氧化劑的例子包括硫代二丙酸二月桂酯。這些抗氧化劑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

為了更適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，優(yōu)選使用喹啉系抗氧化劑和對(duì)苯二胺系抗氧化劑的組合。在本發(fā)明的橡膠組合物含有抗氧化劑的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，抗氧化劑的量(如果使用兩種或以上的抗氧化劑的話(huà)，則為它們的合計(jì)量)優(yōu)選為1～10質(zhì)量份，更優(yōu)選為3～7質(zhì)量份。

本發(fā)明中的橡膠組合物優(yōu)選含有氧化鋅。這有助于硫化，從而可以獲得物理性質(zhì)的剛性和各向同性。可以使用任何氧化鋅，其包括：在橡膠工業(yè)中常規(guī)使用的那些，比如購(gòu)自東邦鋅業(yè)株式會(huì)社(tohozincco.,ltd.)的ginreir和購(gòu)自三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社的氧化鋅；和平均粒徑為200nm或以下的細(xì)分散的氧化鋅，比如購(gòu)自白水科技株式會(huì)社(hakusuitechco.,ltd.)的zincoxsuperf-2。這些類(lèi)型的氧化鋅可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

在本發(fā)明的橡膠組合物含有氧化鋅的情況下，相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，氧化鋅的量?jī)?yōu)選為1.0質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量份或以上。當(dāng)其小于1.0質(zhì)量份時(shí)，由于返硫(reversion)而不能獲得充分的硬度(hs)。該量?jī)?yōu)選為3.7質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為3.0質(zhì)量份或以下。當(dāng)其超過(guò)3.7質(zhì)量份時(shí)，拉伸強(qiáng)度可能更容易降低。

硫化劑的合適例子包括但不限于硫和烷基酚-氯化硫縮合物，其中優(yōu)選硫。

這些硫化劑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。

相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，硫化劑的量?jī)?yōu)選為0.1質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為0.3質(zhì)量份或以上。硫化劑的量?jī)?yōu)選為7質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為5質(zhì)量份或以下。當(dāng)將其調(diào)整在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以更適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。

硫化促進(jìn)劑的例子包括亞磺酰胺系硫化促進(jìn)劑、噻唑系硫化促進(jìn)劑、秋蘭姆系硫化促進(jìn)劑、硫脲系硫化促進(jìn)劑、胍系硫化促進(jìn)劑、二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進(jìn)劑、醛-胺系硫化促進(jìn)劑、醛-氨系硫化促進(jìn)劑、咪唑啉系硫化促進(jìn)劑和黃原酸鹽系硫化促進(jìn)劑。這些硫化促進(jìn)劑可以單獨(dú)使用，或者可以?xún)煞N以上組合使用。為了更適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，這些之中優(yōu)選亞磺酰胺系硫化促進(jìn)劑和胍系硫化促進(jìn)劑，其中更優(yōu)選亞磺酰胺系硫化促進(jìn)劑和胍系硫化促進(jìn)劑的組合。

亞磺酰胺系硫化促進(jìn)劑的例子包括n-叔丁基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺(tbbs)、n-環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺(cbs)和n，n'-二環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺(dcbs)。

胍系硫化促進(jìn)劑的例子包括二苯基胍、二鄰甲苯基胍和鄰甲苯基二胍。

相對(duì)于100質(zhì)量份的橡膠成分，硫化促進(jìn)劑的量(如果使用兩種或以上的硫化促進(jìn)劑，則為它們的合計(jì)量)優(yōu)選為0.1質(zhì)量份或以上，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份或以上，進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量份或以上。硫化促進(jìn)劑的量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量份或以下，更優(yōu)選為8質(zhì)量份或以下，進(jìn)一步優(yōu)選為6質(zhì)量份或以下。當(dāng)將其調(diào)整在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以更適合地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。

本發(fā)明的橡膠組合物可以通過(guò)已知的方法制備，例如通過(guò)使用橡膠混煉機(jī)諸如開(kāi)放式輥軋機(jī)或班伯里密煉機(jī)來(lái)混煉上述成分，并且對(duì)該混合物進(jìn)行硫化。

本發(fā)明的充氣輪胎可以通過(guò)常規(guī)方法由所述橡膠組合物形成。具體地說(shuō)，在硫化前將含有所述成分的橡膠組合物擠出加工成胎面形狀，然后以常規(guī)方式在輪胎成型機(jī)上與其它輪胎部件組裝在一起，以制造未硫化輪胎。在硫化器中將未硫化輪胎進(jìn)行加熱加壓，以制成輪胎。

本發(fā)明的充氣輪胎可以適用于客運(yùn)車(chē)輛、卡車(chē)和公共汽車(chē)、二輪車(chē)、賽車(chē)以及其它車(chē)輛，并且特別適用于客運(yùn)車(chē)輛。

實(shí)施例

下面將參考實(shí)施例具體描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例中使用的化學(xué)品如下所列。

sbr1：購(gòu)自住友化學(xué)株式會(huì)社的改性sbr(改性s-sbr，用式(i)的化合物(其中，r¹¹為甲氧基，r¹²為甲氧基，r¹³為甲氧基，r¹⁴為乙基，r¹⁵為乙基，n為3)進(jìn)行末端改性的s-sbr；苯乙烯含量：25質(zhì)量％，乙烯基含量：57質(zhì)量％，tg：-25℃)

sbr2：購(gòu)自日本瑞翁株式會(huì)社(zeoncorporation)的nipol1502(未改性sbr，苯乙烯含量：24.5質(zhì)量％，乙烯基含量：15.1質(zhì)量％，tg：-52℃)

br：購(gòu)自宇部興產(chǎn)株式會(huì)社(ubeindustries，ltd.)的ubepolbr150b(順式含量：96質(zhì)量％)

二氧化硅：購(gòu)自贏創(chuàng)德固賽(evonikdegussa)的ultrasilvn3(n2sa：175m²/g)，

炭黑：購(gòu)自三菱化學(xué)株式會(huì)社的diablackn220(isaf，n2sa：114m²/g)

氫氧化鋁：購(gòu)自nabaltec的apyral200sm(平均粒徑：0.6μm)

硅烷偶聯(lián)劑：購(gòu)自邁圖(momentive)的nxt(3-辛酰硫代-1-丙基三乙氧基硅烷)

油：購(gòu)自jxnipponoil&energycorporation的x-140

樹(shù)脂：購(gòu)自亞利桑那化學(xué)(arizonachemical)的sylvaressa85(α-甲基苯乙烯和苯乙烯(芳香族乙烯基聚合物)的共聚物，軟化點(diǎn)：85℃，mw：1000)

蠟：購(gòu)自大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(ouchishinkochemicalindustrialco.,ltd.)的sunnocn

抗氧化劑1：購(gòu)自大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社的nocrac6c(n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基-對(duì)苯二胺)

抗氧化劑2：購(gòu)自大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社的nocrac224(2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合物)

硬脂酸：購(gòu)自日本油脂株式會(huì)社(nofcorporation)的硬脂酸“tsubaki”

氧化鋅：購(gòu)自三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社(mitsuimining&smeltingco.,ltd.)的氧化鋅#2

硫：購(gòu)自鶴見(jiàn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(tsurumichemicalindustryco.,ltd.)的粉末硫

硫化促進(jìn)劑1：購(gòu)自大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社的noccelerns(n-叔丁基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺)

硫化促進(jìn)劑2：購(gòu)自住友化學(xué)株式會(huì)社的soxinold(二苯基胍)

<實(shí)施例和比較例>

根據(jù)表1所示的各配方，使用1.7l班伯里密煉機(jī)(購(gòu)自神戶(hù)制鋼株式會(huì)社(kobesteel,ltd.))，將除硫和硫化促進(jìn)劑以外的材料在150℃下混煉5分鐘，以得到混煉物。然后，向混煉物中加入硫和硫化促進(jìn)劑，并使用開(kāi)放式輥軋機(jī)將它們?cè)?0℃下混煉5分鐘，以得到未硫化橡膠組合物。使用0.5mm厚的模具，將該未硫化橡膠組合物在150℃下加壓硫化30分鐘，以得到硫化橡膠組合物。另外，將該未硫化橡膠組合物成形為胎面并在輪胎成型機(jī)上與其他輪胎部件組裝在一起，然后在150℃下硫化30分鐘，以制備試驗(yàn)輪胎(尺寸：195/65r15)。

對(duì)上述制備的硫化橡膠組合物和試驗(yàn)輪胎進(jìn)行以下評(píng)價(jià)。表1顯示結(jié)果。

(粘彈性測(cè)量)

使用粘彈性譜儀ves(購(gòu)自株式會(huì)社巖本制作所(iwamotoseisakushoco.,ltd.))，在包括0℃的溫度、10hz的頻率、10％的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變的條件下，或者在30℃的溫度、10hz的頻率、10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變的條件下，測(cè)量硫化橡膠組合物的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))和損耗角正切(tanδ)。根據(jù)測(cè)量值計(jì)算以下關(guān)系式(1)至(5)的值。

(tanδ1/tanδ2)≥4.38(1)

(e*/tanδ2)≥21.88(2)

3.5≤e*≤6.0(3)

tanδ2≤0.16(4)

tanδ1≥0.70(5)

關(guān)系式(1)和(5)中的tanδ1表示以10℃的初始應(yīng)變和5％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在0℃下的tanδ。關(guān)系式(1)、(2)和(4)中的tanδ2表示以在10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的tanδ。關(guān)系式(2)和(3)中的e*表示以10％的初始應(yīng)變和2％的動(dòng)態(tài)應(yīng)變通過(guò)粘彈性測(cè)量測(cè)得的在30℃下的動(dòng)態(tài)彈性模量(e*(mpa))。

(拉伸試驗(yàn))

根據(jù)jisk6251“硫化橡膠或熱塑性橡膠-拉伸應(yīng)力-應(yīng)變特性的測(cè)定”，使由硫化橡膠組合物制備的3號(hào)啞鈴形試驗(yàn)片進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，以測(cè)定硫化橡膠組合物的斷裂伸長(zhǎng)率(拉伸伸長(zhǎng)率；eb(％))和斷裂拉伸強(qiáng)度(拉伸斷裂強(qiáng)度；tb(mpa))。根據(jù)測(cè)量值計(jì)算出以下關(guān)系式(6)和(7)的值。關(guān)系式(6)和(7)的值越大，表示耐疲勞性越好和拉伸強(qiáng)度越好。

eb≥600(6)

tb×eb≥12000(7)

關(guān)系式(6)和(7)中的eb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的拉伸伸長(zhǎng)率(eb(％))。關(guān)系式(7)中的tb表示根據(jù)jisk6251測(cè)得的斷裂拉伸強(qiáng)度(tb(mpa))。

(硬度)

橡膠試樣(硫化橡膠組合物)在23℃下的硬度(hs)根據(jù)jisk6253“硫化橡膠或熱塑性橡膠-硬度測(cè)定”，使用a型硬度計(jì)測(cè)量。

(燃料經(jīng)濟(jì)性)

通過(guò)使用輪輞(15×6jj)，在230kpa的內(nèi)壓、3.43kn的載荷和80km/h的速度下，在滾動(dòng)阻力試驗(yàn)機(jī)(rollingresistancetester)上行駛試驗(yàn)輪胎，來(lái)測(cè)量各試驗(yàn)輪胎的滾動(dòng)阻力。結(jié)果表示為指數(shù)，其中比較例1設(shè)定為100。指數(shù)越高則越好(燃料經(jīng)濟(jì)性越好)。

(濕抓地性能)

將各組試驗(yàn)輪胎安裝在日本制造的具有2000cc排量的前置發(fā)動(dòng)機(jī)和前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的所有車(chē)輪上。在濕瀝青路的條件下，測(cè)定初始速度為100km/h的汽車(chē)的制動(dòng)距離。結(jié)果表示為指數(shù)。指數(shù)越高則表明濕滑性能越好(濕抓地性能)。使用以下等式測(cè)得指數(shù)。

(濕滑性能)＝(比較例1的制動(dòng)距離)/(各配方實(shí)施例的制動(dòng)距離)×100

(操縱穩(wěn)定性)

將各組試驗(yàn)輪胎安裝在日本制造的具有2000cc排量的前置發(fā)動(dòng)機(jī)和前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的所有車(chē)輪上。駕駛員以“之”字型(zig-zagfashion)在試驗(yàn)跑道上駕駛車(chē)輛，主觀評(píng)估操縱穩(wěn)定性。駕駛員還在測(cè)試開(kāi)始后立即評(píng)估和30分鐘后評(píng)估操縱穩(wěn)定性。相對(duì)于比較例1(其被設(shè)定為100點(diǎn))，對(duì)整體操縱穩(wěn)定性結(jié)果進(jìn)行評(píng)級(jí)。點(diǎn)數(shù)越高表示操縱穩(wěn)定性越好。

(耐磨性)

將各組試驗(yàn)輪胎安裝在日本制造的具有2000cc排量的前置式發(fā)動(dòng)機(jī)和前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的所有車(chē)輪上，然后行駛35000km。測(cè)定35000km行駛前后的花紋溝槽(patterngroove)的深度變化。結(jié)果表示為指數(shù)，其中比較例1設(shè)置為100。指數(shù)越高表示耐磨性越好。

[表1]

發(fā)現(xiàn)在胎面中使用硫化后具有的預(yù)定水平的tanδ、e*、eb和tb的橡膠組合物的各實(shí)施例的輪胎實(shí)現(xiàn)了在燃料經(jīng)濟(jì)性、濕抓地性能、操縱穩(wěn)定性、耐磨性、耐疲勞性和拉伸強(qiáng)度上的平衡改善。

特別是在使用預(yù)定比例的二氧化硅和氫氧化鋁與特定的sbr的組合的實(shí)施例中，獲得了所希望的性能。

相反，當(dāng)不使用上述成分時(shí)，硫化組合物不具有預(yù)定水平的性能，因此導(dǎo)致性能較差。