CN101434721B - 轮胎胎面用橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎胎面用橡胶组合物,本发明所述的轮胎胎面用橡胶组合物含有原料橡胶、软化点为90~100℃的粘合剂(A)以及软化点为135~150℃的粘合剂(B)。通过这样的橡胶组合物,赛车用汽车在干燥路面高速行走时胎面部温度即使上升到100℃以上时也能够将耐久性维持相同水平,且能划时代地改善抓地性能。

Description

轮胎胎面用橡胶组合物
技术领域
本发明涉及轮胎胎面用橡胶组合物,更详细地说,涉及在高速赛车用汽车的轮胎胎面中,在干燥路面的抓地(grip)性能得到划时代地提高的轮胎胎面用橡胶组合物。
背景技术
通常,高速赛车用汽车的轮胎胎面用橡胶组合物通过使用粒径小的炭黑来提高发热速度,由此提高在干燥路面的抓地性能。
此外,基于这样的概念,使粒径小的炭黑的添加量多于一般的轮胎胎面用橡胶组合物来实现性能的极大提高。
然而,这样使粒径小的炭黑的添加量增多时,制动和操作时的抓地性能得到提高,但是具有由于持续的发热增大而行走中的轮胎耐久性能和磨耗性能显著降低的缺点。
另一方面,作为用于提高在干燥路面的抓地性能的其他方法,虽然有通过在胎面用橡胶组合物中大量使用含有高苯乙烯成分的原料橡胶来提高玻璃化转变温度(Tg),由此增大在路面的动态损失系数(Tanδ)的方法,但是这也无法避免因行走中的发热增大而导致的轮胎耐久性能和磨耗性能的降低。
此外,提出有用于提高在干燥路面的抓地性能的在先技术,作为一例,在韩国公开特许公报第2007-4255号中公开了涉及如下新的轮胎胎面用橡胶组合物的技术,即,在轮胎用胎面橡胶组合物中,相对于原料橡胶100重量份含有1~10重量份的热塑性树脂(Thermoplasticresin),所述热塑性树脂含有碳原子数为5的烃1~30重量%、环状烃70~98重量%、芳香族烃1~30重量%,由此不仅改善在一般的路面的牵引而且改善雨天时在易滑路面的牵引。
然而,在所述在先技术中使用的热塑性树脂的软化点为80~100℃,行走中的胎面温度上升到100℃以上时胎面用橡胶的物性因树脂的软化而急剧降低,从而丧失行走稳定性,因此,在改善高速赛车用汽车的抓地性能方面有限。
发明内容
本发明是为了解决用于提高如上所述的高速赛车用汽车轮胎胎面在干燥路面的抓地性能的以往技术问题而完成的,通过将具有不同软化点(Softening point)的2种粘合剂混合使用,使在路面制动时的动态损失系数(Tanδ)划时代地增大,将行走时的动态损失系数的增大最小化,由此开发出抓地性能划时代的增大和确保耐久性的维持的技术。
本发明的其他目的和优点在下面说明,并通过本发明的实施例可明确。此外,本发明的目的和优点可以通过在所要求保护的范围中示出的方法和组合来实现。
具体实施方式
本发明所述的轮胎胎面用橡胶组合物含有原料橡胶、软化点为90~100℃的粘合剂(A)和软化点为135~150℃的粘合剂(B)。
一般地说,对于行走中的胎面温度上升到100℃以上的高速赛车用汽车轮胎的特性而言,在添加软化点小于100℃的树脂的情况下,行走中的胎面温度上升到100℃以上时,胎面用橡胶的物性因树脂的软化而急剧降低,从而丧失行走稳定性,另一方面,在添加软化点为100℃以上的树脂的情况下,反而在常温和100℃以下的行走条件下因树脂在橡胶内发热增大而导致轮胎耐久性能和磨耗性能降低。
然而,如本发明那样,以规定比率混合软化点不同的粘合剂而含于胎面用橡胶组合物中时,不用说可以提高在干燥路面的抓地性能,还可以将行走中的动态损失系数的上升最小化。
具体地说,在将软化点为90~100℃的粘合剂(A)和软化点为135~150℃的粘合剂(B)混合使用的胎面用橡胶组合物中,行走中的胎面温度为100℃以下时,由于软化点低的粘合剂(A)对软化点高的粘合剂(B)的缓冲效果,可以抑制橡胶内的发热增大而将耐久性能的降低最小化,此外,胎面温度为100℃以上时,由于软化点高的粘合剂(B)使软化点低的粘合剂(A)不会急剧软化,因此可以防止因橡胶物性降低而丧失行走稳定性。
另一方面,本发明的高速赛车用轮胎胎面用橡胶组合物相对于苯乙烯-丁二烯合成橡胶100重量份,含有操作油50~150重量份、碳和二氧化硅等增强性填充剂100~200重量份,含有软化点为90~100℃的粘合剂(A)1~10重量份、软化点为135~150℃的粘合剂(B)1~10重量份。
操作油优选使用50~150重量份,如果小于50重量份,则橡胶组合物过度固化,作为高速赛车用轮胎的胎面用橡胶组合物,无法充分得到在干燥路面的抓地性能,如果为150重量份以上,则橡胶组合物过度软化,具有因行走导致胎面部的温度上升而耐久性和耐磨耗性急剧降低的缺点。
由碳和二氧化硅等形成的增强性填充剂优选使用100~200重量份,如果小于100重量份,则作为高速赛车用轮胎的胎面用橡胶组合物无法充分得到在干燥路面的抓地性能,如果超过200重量份,则橡胶组合物的发热特性变得非常高,因此具有因行走导致的胎面部的温度上升而耐久性急剧降低的缺点。
作为所述软化点为90~100℃的粘合剂(A),作为一例可以使用香豆酮-茚树脂或C9系石油树脂,具体地说,C9系石油树脂可以是芳香族烃树脂。
此外,所述粘合剂(A)优选相对于原料橡胶100重量份使用1~10重量份,如果小于1重量份,则对软化点高的粘合剂(B)的缓冲效果小,如果为10重量份以上,则行走中的胎面温度为100℃以上时,具有因树脂软化导致的橡胶物性降低和因其导致的行走稳定性降低的缺点。
此外,作为所述软化点为135~150℃的粘合剂(B),可以使用酚醛系树脂,具体地说,作为这样的酚醛系树脂的一例,可以使用由对叔丁基-苯酚和乙炔形成的聚合物。
进而,所述粘合剂(B)优选相对于原料橡胶100重量份使用1~10重量份,如果小于1重量份,则橡胶粘合力的增大效果小,如果为10重量份以上,则行走中的胎面温度小于100℃时,具有因橡胶内的发热增大而导致耐久性能的降低的缺点。
本说明书和所要求保护的范围中使用的术语和单词不能限定于通常或辞典的意思来解释,发明人为了用最佳的方法说明自己的发明,应当基于能够恰当地定义术语概念的原则,以符合本发明的技术思想的意思和概念的形式来进行解释。
因此,本说明书中记载的实施例和在附图中示出的构成只不过是本发明最优选的一个实施例,并不能全部表达本发明的技术思想,因此,应当理解在本申请时能够置换这些方式的多种等同物和变形例是可能的。
以下,通过实施例对本发明所述的轮胎胎面用橡胶组合物进行更具体的说明。但是,要明确本发明并不限于以下的实施例。
*制造具有如下述表1那样的组成的实施例和比较例的胎面橡胶组合物。
实施例和比较例
实施例1是相对于作为原料橡胶的含有油(含有37.5重量份)的苯乙烯-丁二烯橡胶100重量份,含有作为增强性填充剂的炭黑100重量份和二氧化硅50重量份、偶联剂4重量份、加工油100重量份、粘合剂(A)5重量份、粘合剂(B)5重量份和其他添加剂而制造的橡胶组合物。
实施例2是除了将粘合剂(A)和粘合剂(B)的含量改变为8重量份以外,以与实施例1同样的组成而制造的,比较例1~4是除了以粘合剂(A)和粘合剂(B)的含量不为1~10重量份的方式组合之外,以与实施例1同样的组成而制造的,比较例5是除了不使用粘合剂(A)和粘合剂(B)之外,以与实施例1同样的组成而制造的。
【表1】
 
配合剂(重量份) 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
SBR 137.5
炭黑 100
二氧化硅 50
二氧化硅偶联剂 4
加工油 100
氧化锌 3
硬脂酸 1
防老剂 4
2
粘合剂1 5 8 0.5 5 11 5 -
粘合剂2 5 8 5 0.5 5 11 -
促进剂(CZ) 2
1.5
SBR:苯乙烯结合含量为35~45%的乳化聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(含有加工油37.5重量份)
炭黑:碘(I2)吸附量为100~130mg/g、DBP吸油量为120~140ml/100g的SAF炭黑
二氧化硅:氮吸附比表面积(N2SA)为155~190m2/g,CTAB为150~190m2/g的二氧化硅
二氧化硅偶联剂:商品名Si-69(TESPT、双-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物)
粘合剂1:软化点为90~100℃的香豆酮-茚树脂(KOLON公司的C-90)或C9系石油树脂(KOLON公司的P-90)
粘合剂2:软化点为135~150℃的酚醛系树脂(Structol公司的KORESIN)
对通过实施例和比较例制造的胎面用橡胶组合物测定物性的结果示于下面的表2中。
【表2】
 
物性 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
拉伸试验(在25℃)
300%模量(kg/cm2) 80 72 85 84 62 63 92
断裂强度(kg/cm2) 143 135 150 147 117 118 153
拉伸试验(在100℃)
300%模量(kg/cm2) 48 43 52 35 28 36 58
断裂强度(kg/cm2) 109 105 114 98 92 108 119
曲率计试验
20℃Tanδ 0.240 0.252 0.232 0.235 0.263 0.267 0.220
60℃Tanδ 0.268 0.272 0.283 0.260 0.285 0.312 0.258
拉伸试验:为了模拟在行走初期和行走中的物性,分别在25℃、100℃进行试验。
20℃ Tanδ:为用GABO公司的曲率计测定的动态损失系数值,值越大则表示在干燥路面的制动性能越优异。
60℃ Tanδ:为用GABO公司的曲率计测定的动态损失系数值,值越小则表示行走中的发热越少而表示耐久性能优异。
-制造轮胎规格:225/45ZR17 Z211
-用指数表示在干燥路面的制动性能,值越大则表示制动性能越优异。
用通过实施例和比较例制造的胎面用橡胶组合物制造实际的高速赛车用轮胎,评价在干燥路面的制动性能,其结果示于表3中。
【表3】
在干燥路面的制动性能
 
物性 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
干燥路面性能指数 105 107 101 101 102 103 100
如表2、3的结果所示,以适当的比率添加了具有不同软化点的2种树脂的实施例1、2的胎面用橡胶组合物,与完全没有添加树脂的比较例5和以小于1重量份而少量添加有任何一种树脂的比较例1、2相比,获得在干燥路面的抓地性能划时代地提高的结果,与添加有软化点为90~100℃的树脂10重量份以上的比较例3相比,获得与常温相比在高温下的物性降低非常少的结果,此外,与添加有软化点为135~150℃的树脂10重量份以上的比较例4相比,可以获得橡胶内的发热显著少的结果。
如上所述的本发明的轮胎胎面用橡胶组合物提供如下效果。通过混合使用软化点不同的粘合剂,不用说可以提高在干燥路面的抓地性能,而且还具有能够将行走中的动态损失系数的上升最小化的优点。

Claims (2)

1.一种轮胎胎面用橡胶组合物,其中,含有原料橡胶、软化点为90~100℃的粘合剂(A)和软化点为135~150℃的粘合剂(B),
相对于原料橡胶100重量份含有粘合剂(A)1~10重量份和粘合剂(B)1~10重量份,
所述原料橡胶为SBR,所述粘合剂(A)为香豆酮-茚树脂或C9系石油系树脂,所述粘合剂(B)为酚醛系树脂。
2.如权利要求1所述的轮胎胎面用橡胶组合物,其特征在于,相对于原料橡胶100重量份含有操作油50~150重量份和增强性填充剂100~200重量份。
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