CN102869715B - 用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面 - Google Patents

用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面 Download PDF

Info

Publication number
CN102869715B
CN102869715B CN201080066488.8A CN201080066488A CN102869715B CN 102869715 B CN102869715 B CN 102869715B CN 201080066488 A CN201080066488 A CN 201080066488A CN 102869715 B CN102869715 B CN 102869715B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
tire
rubber combination
rubber
phr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080066488.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102869715A (zh
Inventor
W·M·汤普森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Michelin Recherche et Technique SA France filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of CN102869715A publication Critical patent/CN102869715A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102869715B publication Critical patent/CN102869715B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016—Compositions of the tread
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L19/00—Compositions of rubbers not provided for in groups C08L7/00 - C08L17/00
    • C08L19/006—Rubber characterised by functional groups, e.g. telechelic diene polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00—Chemical modification of rubber
    • C08C19/30—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule
    • C08C19/42—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups
    • C08C19/44—Addition of a reagent which reacts with a hetero atom or a group containing hetero atoms of the macromolecule reacting with metals or metal-containing groups of polymers containing metal atoms exclusively at one or both ends of the skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/01—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/548—Silicon-containing compounds containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02—Copolymers of mineral oil hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明提供了轮胎，特别是用于客车车辆和轻型卡车车辆的轮胎，所述轮胎具有由基于可交联橡胶组合物的经二氧化硅增强的材料构造的胎面，所述可交联橡胶组合物的每100重量份橡胶（phr）包含50phr至90phr之间的天然橡胶和10phr至50phr之间的硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶，并可包含5phr至40phr之间的增塑树脂。所述增塑树脂可特征在于具有30℃至120℃之间，或者45℃至85℃之间的玻璃化转变温度Tg。所述增塑树脂可为聚柠檬烯树脂。使用这种胎面制造的轮胎可特征在于具有改进的滚动阻力而不损失湿抓着力或干抓着力性质。

Description

用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面
技术领域
本发明总体上涉及轮胎，更特别地涉及适合在客车和轻型卡车上使用的轮胎的胎面。
背景技术
轮胎胎面需要提供一定数量的常常相矛盾的技术要求，包括低滚动阻力、良好的耐磨性和在干路面、湿路面和可能覆盖有雪和/或融化冰的路面上的良好的牵引力。由于对燃料节约和环境保护的优先考虑，具有低滚动阻力的轮胎已变得更加受到关注。
这种关注不仅来自运行大的重型车辆（如卡车和公共汽车）车队的那些人，还来自操作自身的汽车和/或轻型卡车的那些人。因此，提供用于汽车和轻型卡车（如皮卡车）的轮胎是感兴趣的，所述轮胎通过由具有低水平的滞后的材料制成而节约燃料，并因此可特征在于具有低滚动阻力。
提供具有良好磨损性质、低滞后或低滚动阻力和在湿路面、干路面和结冰路面上良好的牵引力的轮胎是相矛盾的目标，因为这些性质中的一种的增加常常导致其他所需性质中的一种或多种的减小。然而，提供这些类别中的每一个更好的轮胎仍然是轮胎设计者的目标。
车辆轮胎由多个部件或组件组成，每一个部件或组件在轮胎中表现特定的功能。通常，轮胎包括一对环箍形式的胎圈，以用于固定帘布层并用于提供将轮胎锁定至车轮总成的方式。在胎圈之间延伸的帘布层由用作轮胎外壳中的主要增强材料的帘线组成。轮胎还包括在胎面之下围绕轮胎周向延伸的带束以用于加强外壳和胎面。胎面位于带束之上的轮胎的外周上，且轮胎的该部分接触路面或其他驱动表面。轮胎的侧壁保护一个或多个帘布层免于道路危险和臭氧，并通常为在胎面和胎圈之间延伸的轮胎的最外部的橡胶组件。
发明内容
本发明的实施例包括轮胎，特别是用于客车车辆和轻型卡车车辆的轮胎，所述轮胎具有由基于可交联橡胶组合物的材料构造的胎面。可交联橡胶组合物的特定实施例的每100重量份橡胶（phr）包含50phr至90phr之间的天然橡胶和10phr至50phr之间的硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶。
除了弹性体之外，所述橡胶组合物可包含5phr至40phr之间的增塑树脂。所述增塑树脂可特征在于具有30°C至120°C之间，或者45°C至85°C之间的玻璃化转变温度Tg。所述增塑树脂可为聚柠檬烯树脂。
另外，所述橡胶组合物可包含40phr至75phr之间的二氧化硅填料，所述二氧化硅填料可为高分散性沉淀种类的二氧化硅填料。
通过本发明的特定实施例的如下的更详细的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将是显而易见的。
具体实施方式
本发明的实施例包括客车车辆和轻型卡车车辆的轮胎的胎面。因此这些实施例排除了重型车辆，如卡车和公共汽车上的胎面。更特别地，这些胎面基于橡胶组合物，所述橡胶组合物包含天然橡胶、二氧化硅、具有高玻璃化转变温度（Tg）的增塑树脂和硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）。出乎意料地，将硅烷醇末端官能化的SBR加入至具有高Tg树脂的橡胶组合物提供了具有由这种组合物制成的胎面的轮胎的滚动阻力以及其湿牵引力和干牵引力的改进。
应注意在上文和在整个本发明中使用的术语“基于”认定本发明的实施例由经硫化或经固化的橡胶组合物制成，所述橡胶组合物在其组装之时为未固化的。因此经固化的橡胶组合物是“基于”未固化的橡胶组合物。换言之，经交联的橡胶组合物是基于可交联橡胶组合物。
包含于本发明的实施例中的橡胶弹性体包括天然橡胶和硅烷醇末端官能化的SBR。应注意，本发明需要使用官能化的SBR，因为采用使用非官能化的SBR而不是官能化的SBR的橡胶组合物无法获得采用本发明所获得的改进的物理性质。硅烷醇末端官能化的弹性体是工业中公知的。这种材料的例子和它们的制备方法可见于2000年1月11日授权的美国专利No.6,013,718中，所述专利以全文引用的方式并入本文。
用于本发明的特定实施例中的硅烷醇末端官能化的SBR可特征在于具有-50°C至-10°C之间，或者-40°C至-15°C之间或-30°C至-20°C之间的玻璃化转变温度Tg，如根据ASTM E1356通过差示扫描量热法（DSC）所测定。苯乙烯含量例如可为15重量%至30重量%之间或者20重量%至30重量%之间，且丁二烯部分的乙烯基含量例如为25重量%至70重量%之间或者40重量%至65重量%之间或50重量%至60重量%之间。
用于制备低滚动阻力胎面的橡胶组合物包含50phr至90phr之间的天然橡胶和10phr至50phr之间的硅烷醇末端官能化的SBR。或者，本发明的实施例可由具有60phr至85phr的天然橡胶或65phr至85phr的天然橡胶的橡胶组合物制成。实施例也可包括具有15phr至40phr之间的硅烷醇末端官能化的SBR或15phr至35phr之间的这种SBR的橡胶组合物。
尽管一些实施例可包括一些量的其他高度不饱和的二烯橡胶组合物，存在完全不包含除了硅烷醇末端官能化的SBR和天然橡胶之外的其他橡胶组分的一些实施例。应注意，基本上饱和的二烯橡胶不包括于本发明的实施例中。在本发明的一些实施例中，橡胶组合物不包含非高度不饱和的基本上不饱和的二烯弹性体。
为了进一步解释，通常，二烯弹性体或橡胶为至少部分（即均聚物或共聚物）得自二烯单体（具有两个碳-碳双键的单体，无论共轭与否）的那些弹性体。基本上不饱和的二烯弹性体应理解为意指至少部分得自共轭二烯单体，并具有大于15mol.%的二烯源（共轭二烯）成员或单元含量的那些二烯弹性体。
因此，例如，二烯弹性体，如丁基橡胶、丁腈橡胶或乙烯-丙烯二烯三元共聚物（EPDM）型或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型的二烯与α-烯烃的共聚物不落入前述定义，并可被特别地描述为“基本上饱和的”二烯弹性体（低或极低的二烯源单元含量，即少于15mol.%）。
高度不饱和的二烯弹性体在基本上不饱和的二烯弹性体的类别中，所述高度不饱和的二烯弹性体应理解为特别意指具有大于50mol%的二烯源（共轭二烯）单元含量的二烯弹性体。高度不饱和的弹性体的例子包括聚丁二烯（BR）、聚异戊二烯（IR）、天然橡胶（NR）、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。所述聚异戊二烯包括例如合成的顺式-1,4聚异戊二烯，所述合成的顺式-1,4聚异戊二烯可特征在于具有超过90mol.%或者超过98mol.%的顺式-1,4键。
高度不饱和的二烯的其他例子包括苯乙烯-丁二烯共聚物（SBR）、丁二烯-异戊二烯共聚物（BIR）、异戊二烯-苯乙烯共聚物（SIR）和异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBIR）和它们的混合物。当然，作为本发明的橡胶组合物的所需组分的硅烷醇末端官能化的SBR为高度不饱和的二烯。
在本发明的特定实施例中所用的其他高度不饱和的二烯也可被官能化。这些弹性体可通过在封端所述弹性体之前或代替封端弹性体使所述弹性体与合适的官能化试剂反应，从而被官能化。示例性的官能化试剂包括但不限于金属卤化物、非金属卤化物、烷氧基硅烷、含亚胺的化合物、酯、酯-羧酸盐金属络合物、烷基酯羧酸盐金属络合物、醛或酮、酰胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、亚胺和环氧化物。本领域技术人员公知这些类型的官能化弹性体。尽管特定的实施例可包含一种或多种这些官能化弹性体，但其他实施例可包含与本领域技术人员已知的一种或多种非官能化的高度不饱和的弹性体混合的一种或多种这些官能化弹性体，而且其他实施例不包含除了硅烷醇末端官能化的SBR之外的其他官能化弹性体。
除了所述弹性体之外，可用于本发明的橡胶组合物的特定实施例包含高Tg增塑树脂。本领域技术人员已知增塑树脂为如下的一种化合物：其在环境温度，例如约25°C下为固体，并在所用水平（通常超过5份/100重量份橡胶（phr））下在橡胶组合物中可溶混，使得其充当真正的稀释剂。因此，增塑树脂不应与“增粘”树脂混淆，所述“增粘”树脂一般以更低水平（例如通常少于5phr）使用，并通常不溶混，因此旨在移动至表面以将粘性提供至橡胶组合物。
增塑树脂已广泛描述于专利文献，以及例如R.Mildenberg、M.Zander和G.Collin的题为“烃类树脂”（“Hydrocarbon Resins”）（NewYork,VCH,1997,ISBN 3-527-28617-9）的著作中。特别地，该著作的第5章致力于增塑树脂的应用，包括它们在轮胎橡胶领域中的应用（5.5.“橡胶轮胎和机械制品”（"Rubber Tires and Mechanical Goods"））。
增塑树脂优选唯一地为仅由碳原子和氢原子组成的烃类树脂，且取决于构成树脂的单体（脂族或芳族）而可为脂族类型、芳族类型或脂族/芳族类型。所述树脂可为天然的，或它们可为合成的，石油基的那些树脂可称为石油树脂。
本发明的特定实施例仅包含烃类增塑树脂，所述烃类增塑树脂可特征在于具有如下物理性质中的至少一种，但优选具有如下物理性质的全部：大于30°C的Tg，400至2000g/mol的数均分子量（Mn），和小于3的多分散指数（PI），其中PI=Mw/Mn，且Mw为树脂的重均分子量。或者，所述树脂可包括如下特性中的至少一种或优选全部：大于40°C的Tg，500至1500g/mol的数均分子量（Mn）和小于2的多分散指数（PI）。因此，在特定实施例中，Tg可为30°C至120°C之间，或者40°C至100°C之间或45°C至85°C之间。
玻璃化转变温度Tg根据标准ASTM D3418(1999)通过DSC（差示扫描量热法）测得。烃类树脂的宏观结构（Mw、Mn和PI）可通过尺寸排阻色谱法（SEC）确定：溶剂四氢呋喃；温度35°C；浓度1g/l；流率1ml/min；在注入前过滤通过具有0.45μm的孔隙率的过滤器的溶液；采用聚苯乙烯标准样进行的Moore校准；一组三根串联的“Waters”柱（“Styragel”HR4E、HR1和HR0.5）；通过差示折光计（“Waters 2410”）检测及其相关的操作软件（“Waters Empower”）。
用于本发明的合适的增塑树脂的例子包括环戊二烯（缩写为CPD）或二环戊二烯（缩写为DCPD）均聚物或共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂，和C5馏分均聚物或共聚物树脂。这种树脂可例如单独使用或组合使用。
合适的增塑树脂易于得到，且是本领域技术人员公知的。例如，聚柠檬烯树脂可以以名称Dercolyte L120得自DRT（其具有625g/mol的Mn，1010g/mol的Mw，1.6的PI和72°C的Tg），或可以以名称Sylvagum TR7125C得自亚利桑那化学公司（Arizona ChemicalCompany）（其具有630g/mol的Mn，950g/mol的Mw，1.5的PI和70°C的Tg）。
C5馏分/乙烯基芳族树脂，特别是C5馏分/苯乙烯或C5馏分/C9馏分共聚物树脂可以以名称Super Nevtac 78、Super Nevtac 85或SuperNevtac 99得自内维尔化学公司（Neville Chemical Company），以名称Wingtack Extra得自固特异化学公司（Goodyear Chemicals），以名称Hikorez T1095和"Hikorez T1100"得自科隆公司（Kolon），或以名称Escorez 2101、Excorez 1102和ECR 373得自埃克森公司（Exxon）。
本发明的特定实施例包含5phr至60phr之间的增塑树脂的量。在所指出的最小值以下，则目标技术效果可能被证实为不足的，而在60phr以上，则对于混合装置，未加工态的组合物的粘性可能在一些情况中变得就工业角度而言完全不可接受。或者，特定实施例包含5phr至40phr之间，10至30phr之间或10至25phr之间的增塑树脂。
由于增塑树脂已被包含于本发明的橡胶组合物中，因此特定实施例可不包含增塑油。这种油对于本领域技术人员而言是公知的，其通常从石油中提取，并分类为链烷型、芳族型或环烷型加工油，且包括MES油和TDAE油。其他这种增塑油的例子包括例如葵花油、菜籽油和其他天然油。
本发明的特定实施例还包含二氧化硅作为增强填料。所述二氧化硅可为本领域技术人员已知的任何增强二氧化硅，特别是BET表面积和CTAB比表面积均小于450m2/g或者为30至400m2/g之间的任何沉淀二氧化硅或热解法二氧化硅。特定实施例包含CTAB为80至200m2/g之间，100至190m2/g之间，120至190m2/g之间或140至180m2/g之间的二氧化硅。CTAB比表面积为根据1987年11月的标准AFNOR-NFT-45007确定的外表面积。
用于客车车辆和轻型卡车车辆的轮胎胎面中的橡胶组合物的特定实施例具有60至250m2/g之间或者80至200m2/g之间的BET表面积。BET比表面积根据Brunauer、Emmet和Teller在“美国化学会志”（"TheJournal of the American Chemical Society"），第60卷，第309页，1938年2月中描述，并对应于标准AFNOR-NFT-45007（1987年11月）的方法，以已知的方式确定。
在特定实施例中所用的二氧化硅还可特征在于具有100至300ml/100g之间或者150至250ml/100g之间的邻苯二甲酸二丁酯（DHP）吸收值。
高度分散性的沉淀二氧化硅（称为“HD”）在所公开的橡胶组合物的特定实施例中唯一使用，其中“高度分散性的二氧化硅”应理解为意指具有在弹性体基质中解聚和分散的显著能力的任何二氧化硅。这种测定可在薄部分上通过电子显微镜或光学显微镜以已知的方式进行观察。已知的高度分散性的二氧化硅的例子包括例如来自阿克苏公司（Akzo）的Perkasil KS 430、来自德固赛公司（Degussa）的二氧化硅BV3380、来自罗地亚公司（Rhodia）的二氧化硅Zeosil 1165MP和1115MP、来自PPG的二氧化硅Hi-Sil 2000和来自胡贝尔公司（Huber）的二氧化硅Zeopol 8741或8745。
本发明的特定实施例包含很少或不包含炭黑或其他增强填料。对于包括在炭黑基材上添加可购得的硅烷偶联剂的那些实施例，至多约50wt.%的市售偶联剂重量为炭黑。具有这种量的炭黑的橡胶组合物可特征在于基本上不具有炭黑。一些实施例可包含至多10phr，或至多5phr的炭黑，仅为了提供橡胶组合物的典型黑色。
加入至本文公开的橡胶组合物的二氧化硅的量为45至110phr之间，或者45至80phr之间，45至70phr之间，45至65phr之间或50至70phr之间。
除了加入至所述橡胶组合物的二氧化硅之外，也将成比例量的硅烷偶联剂加入至所述橡胶组合物，例如二氧化硅负载的5%至10%之间。所述硅烷偶联剂为含硫有机硅化合物，所述含硫有机硅化合物在混合过程中与二氧化硅的硅烷醇基团反应，并在硫化过程中与弹性体反应，以提供经固化的橡胶组合物的改进性质。合适的偶联剂为能够在无机填料和二烯弹性体之间建立足够的化学和/或物理结合的偶联剂，其为至少双官能的，并具有例如简化通式“Y-T-X”，其中：Y表示能够与无机填料物理和/或化学结合的官能团（“Y”官能），这种结合能够例如在所述偶联剂的硅原子和所述无机填料的表面羟基（OH）基团（例如，在二氧化硅的情况中为表面硅烷醇）之间建立；X表示能够例如通过硫原子与所述二烯弹性体物理和/或化学结合的官能团（“X”官能）；T表示有可能连接Y和X的二价有机基团。
合适的含硫有机硅硅烷偶联剂的例子包括3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。上述两者可分别作为X75-S和X50-S购自德固赛公司（Degussa），尽管不是以纯的形式。上述两种市售产品均包含与N330炭黑以重量计50-50混合的活性组分。合适的硅烷偶联剂的其他例子包括2,2’-双(三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3,3’-双(三叔丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3,3’-双(二叔丁基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。在硅烷分子中仅具有一个硅原子的硅烷偶联剂的例子包括例如3,3’(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3,3’(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。
本文公开的橡胶组合物使用硫固化体系进行固化，所述硫固化体系通常包含硫和促进剂。合适的单体硫包括例如粉末硫、橡胶制造商的硫、商用硫和不可溶的硫。包含于所述橡胶组合物中的单体硫的量可为0.5至3phr之间，或者0.8至2.5phr之间或1至2phr之间。
可使用能够在硫存在下用作固化促进剂的任何化合物，特别是选自如下化合物的那些：2-巯基苯并噻唑二硫化物（MBTS）、二苯胍（DPG)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CBS）、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（DCBS）、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺（TBBS）、N-叔丁基-2-苯并噻唑磺酰亚胺（TBSI）和这些化合物的混合物。在特定实施例中，使用次磺酰胺型或胍型的主促进剂。
如本领域已知，可将其他添加剂加入至本文公开的橡胶组合物中。这种添加剂可包括例如如下的一些或全部：抗降解剂、抗氧化剂、脂肪酸、颜料、石蜡、硬脂酸、氧化锌和其他促进剂。抗降解剂和抗氧化剂的例子包括6PPD、77PD、IPPD和TMQ，并可以以0.5至5phr的量加入至所述橡胶组合物中。氧化锌可以以1至6phr之间或2至4phr之间的量加入。本领域技术人员已知的可任选加入的其他组分包括例如亚甲基受体（例如酚醛清漆树脂）或亚甲基给体（例如HMT或H3M）、硫化促进剂、硫化活化剂或抗硫化返原剂。
本发明通过如下实例进行进一步说明，如下实例被认为仅是说明而不以任何方式限制本发明。实例中公开的组合物的性质如下所述进行评价。
基于ASTM标准D412在哑铃状试样上，在23°C的温度下在10%（MA10）、100%（MA100）和300%（MA300）下测量拉伸模量（MPa）。测量在第二次伸长中，即在调节周期之后进行。这些测量为基于试样的初始横截面的以MPa计的割线模量。
根据如下等式以百分数计的滞后损失（HL）通过在60°C下在第六次冲击下反弹测得：
HL(%)=100(W0–W1)/W1,
其中W0为提供的能量，W1为恢复的能量。
轮胎的滚动阻力（RR）根据SAE 1269测试方法在试验用转鼓上测得。轮胎在80kph和最大额定负载的70%下在试验用转鼓上进行测试。大于对照值（其任意设定为100）的值表示改进的结果，即更低的滚动阻力。
安装在装有ABS制动***的汽车上的轮胎的干抓着力性能（DG）通过测定在干燥沥青表面上突然制动时从60mph至完全停止所需的距离而测得。大于对照值（其任意设定为100）的值表示改进的结果，即更短的制动距离和改进的干抓着力。
安装在装有ABS制动***的汽车上的轮胎的湿制动性能（WB）通过测定在潮湿（无水漩涡）沥青表面上突然制动时从40mph至完全停止所需的距离而测得。大于对照值（其任意设定为100）的值表示改进的结果，即表示改进的湿抓着力的更短的制动距离。
在覆盖雪的路面上的抓着力通过根据ASTM F1805测试方法在雪中测量单驱动测试轮胎上的力而进行评价。车辆以5mph恒定速度行驶，在目标滑动下在单个测试轮胎上测量力。大于标准对比测试轮胎（SRTT）的值（其任意设定为100）的值表示改进的结果，即在雪上改进的抓着力。
实例
这些实例示出了相比于由以具有良好的滚动阻力而销售的轮胎所制得的那些胎面，由具有硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶和高Tg树脂的化合物所制得的轮胎胎面的改进的抓着力和滚动阻力。
使用两个热化学阶段来制备具有表1（量以phr示出）中所示的材料组分的橡胶组合物F1至F3。首先，将弹性体、2/3的二氧化硅和除了剩余二氧化硅之外的全部其他成分以及硫化试剂以表1中所示的量引入50升Banbury型混合机中。在大约30秒之后，加入剩余1/3的二氧化硅，混合材料直至温度达到145℃至170℃之间。然后所述混合物降低并冷却至100℃以下的温度。
在第二热化学阶段中，将经冷却的混合物转移至具有两个在30RPM的速度下运行的圆筒的碾磨机。加入硫化试剂，继续混合直至所述硫化试剂良好分散。对于所有材料，将橡胶组合物辊压成片材，并在150℃的温度下固化30分钟。
表1-橡胶配方(phr)
3，3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物
硅烷醇末端官能化的SBR具有-24℃的Tg，并具有25％苯乙烯和58％乙烯基含量。高Tg树脂为来自亚利桑那化学公司(ArizonaChemical)的Svlvares TR 5147，其为Tg为72℃的萜烯树脂。炭黑为300系列炭黑。二氧化硅为ZEOSIL 160，其为可得自罗地亚公司(Rhodia)的高分散性二氧化硅。促进剂为正环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)和二苯胍(DPG)。不存在添加至配方的增塑油。
将橡胶配方F1至F3的经固化的片材切成适用于测试方法的试样，所述测试方法用于测定实例的物理特性。比较材料为用于以具有低滚动阻力而销售的胎面的胎面化合物。该材料基于丁二烯/非官能化的SBR橡胶混合物。这些材料的物理性质示于表2中。
表2-橡胶配方的物理性质
物理性质 W1 F1 F2 F3
MA10,MPa 4.66 3.77 3.64 3.70
MA100,MPa 1.83 1.75 1.82 1.92
MA300,MPa 2.33 1.83 1.96 2.15
滞后损失(%) 24.9 12.6 14.1 13.5
使用如上所示的配方制造轮胎（P225/50R17 93T TL ENERGYLX4），以形成胎面。它们使用上述测试程序进行测试。将轮胎安装于2009本田雅阁LX（HondaAccord LX）汽车上。
表3-轮胎结果
轮胎测试 W1 F1 F2 F3
滚动阻力（指标） 100 134 127 122
湿抓着力（指标） 100 94 104 110
干抓着力（指标） 100 100 100 102
雪抓着力（指标） 100 113 81 55
测试结果显示，当在胎面化合物中使用硅烷醇末端官能化的SBR橡胶时，轮胎出乎意料地显示出滚动阻力的显著改进，而既不会损失湿抓着力，也不会损失干抓着力。
在本文的权利要求书和说明书中所用的术语“包含”、“包括”和“具有”应该被认为表示开放的组，所述开放的组可包括未指出的其他要素。在本文的权利要求书和说明书中所用的术语“基本由……组成”应该被认为表示部分开放的组，所述部分开放的组可包括其他未指出的要素，只要那些其他要素不实质性地改变所要求保护的发明的基本特性和新颖特性。术语“一个”及词语的单数形式应该被认为是包括该词语的复数形式，使得所述术语意指提供某物的一个或多个。术语“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。术语“一个”或“单个”应该用于表示旨在某物的一个且仅一个。类似地，当意指事物的特定数目时，使用其他特定整数值，例如“二个”。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“任选地”、“可以”和类似的术语用于表示提到的项、条件或步骤是本发明的任选（非必须）特征。描述为“a至b之间”的范围包括“a”和“b”的值。
由前述描述应了解，在不背离本发明的实质下可对本发明的实施方案进行各种修改和改变。提供前述描述仅为了说明的目的，而不应解释为限定的方式。仅如下权利要求书的语言应限定本发明的范围。

Claims (16)

1.一种轮胎，所述轮胎包括由基于可交联橡胶组合物的材料构造的胎面，所述可交联橡胶组合物的每100重量份橡胶(phr)包含：
50phr至90phr之间的天然橡胶；
10phr至50phr之间的硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶；
5phr至40phr之间的增塑树脂，所述增塑树脂具有30℃至120℃之间的玻璃化转变温度Tg；以及
40phr至75phr之间的二氧化硅填料和至多10phr的炭黑，其中所述橡胶组合物不包含增塑油。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含65phr至85phr之间的天然橡胶和15phr至35phr之间的硅烷醇末端官能化的苯乙烯-丁二烯橡胶。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶具有-50℃至-10℃之间的玻璃化转变温度。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶具有-30℃至-20℃之间的玻璃化转变温度。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶具有25％至70％之间的丁二烯部分的乙烯基含量。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂具有400至2000g/mol之间的数均分子量和小于3的多分散指数。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂具有40℃至100℃之间的Tg。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂具有45℃至85℃之间的Tg。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂为聚柠檬烯。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂为烃类树脂。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含45phr至65phr之间的高分散性沉淀二氧化硅。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含10phr至30phr之间的增塑树脂。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含10phr至25phr之间的增塑树脂。
14.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述轮胎为汽车/轻型卡车轮胎。
15.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含至多5phr的炭黑。
16.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物不包含炭黑。
CN201080066488.8A 2010-06-25 2010-06-25 用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面 Active CN102869715B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/040021 WO2011162771A1 (en) 2010-06-25 2010-06-25 Low rolling resistance tread for cars and light trucks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102869715A CN102869715A (zh) 2013-01-09
CN102869715B true CN102869715B (zh) 2015-04-22

Family

ID=45371723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080066488.8A Active CN102869715B (zh) 2010-06-25 2010-06-25 用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130158185A1 (zh)
EP (1) EP2585525B1 (zh)
JP (1) JP5670558B2 (zh)
CN (1) CN102869715B (zh)
WO (1) WO2011162771A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2980480B1 (fr) 2011-09-26 2013-10-11 Michelin Soc Tech Pneumatique a adherence amelioree sur sol mouille
FR2980481B1 (fr) 2011-09-26 2013-10-11 Michelin Soc Tech Pneumatique a adherence amelioree sur sol mouille
DE102014003164B4 (de) 2013-03-12 2023-12-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Polymer auf der Basis eines konjugierten Diens und das Polymer enthaltende Polymerzusammensetzung
CN104448410A (zh) * 2013-09-23 2015-03-25 招远市东晟橡胶制品有限公司 一种橡胶组合物
DE102013110720A1 (de) 2013-09-27 2015-04-02 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schwefelvernetzbare Kautschukmischung und Fahrzeugluftreifen
ES2612554T3 (es) 2013-09-27 2017-05-17 Continental Reifen Deutschland Gmbh Mezcla de caucho reticulable con azufre
EP3063018B1 (en) * 2013-10-31 2017-08-09 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Functionalized polymer blends for improved wear
CN107075176B (zh) * 2014-10-31 2018-12-18 米其林集团总公司 用于由借助过氧化物固化的橡胶组合物形成的轮胎的胎面
JP6880084B2 (ja) 2016-03-23 2021-06-02 ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー 樹脂延伸ゴム及び調製するためのプロセス
EP3458789B1 (en) 2016-05-20 2022-02-16 ContiTech Fluid Korea Co., Ltd. Double tube for heat-exchange
CN106117652A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 安徽省宁国市宁康密封件有限公司 一种新型抗氧化橡胶及其制备方法
FR3060452A1 (fr) * 2016-12-20 2018-06-22 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique pour vehicule portant des lourdes charges comprenant une nouvelle bande de roulement
US10843508B2 (en) 2017-02-13 2020-11-24 Cooper Tire & Rubber Company Guayule tire tread compound
EP3606768B1 (fr) * 2017-04-04 2021-06-30 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneu a performances ameliorees
JP2019006880A (ja) * 2017-06-22 2019-01-17 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びタイヤ
US20200377696A1 (en) * 2017-10-31 2020-12-03 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire
JP2021523959A (ja) * 2018-05-04 2021-09-09 ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー タイヤトレッドゴム組成物
US11661500B2 (en) 2018-09-21 2023-05-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica reinforced rubber composition containing a multi-functional group functionalized elastomer and tire with tread
WO2023079949A1 (ja) * 2021-11-05 2023-05-11 株式会社ブリヂストン タイヤ用ゴム組成物、タイヤ用ゴム部材及びタイヤ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811479A (en) * 1996-01-26 1998-09-22 Compagnie Generale Des Etablissements Micheline - Michelin & Cie Rubber composition having a base of a diene polymer having a silanol function and comprising an organosilane derivative

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3594150B2 (ja) * 1995-10-17 2004-11-24 株式会社ブリヂストン 乗用車および小型トラック用タイヤトレッド用ゴム組成物
FR2740778A1 (fr) * 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
FR2804688B1 (fr) * 2000-02-07 2006-08-11 Michelin Soc Tech Utilisation d'une composition de caoutchouc pour retarder lors du roulage l'apparition de l'usure irreguliere sur une bande de roulement de pneumatique destinee a porter de lourdes charges
FR2840908B1 (fr) * 2002-06-12 2005-02-18 Michelin Soc Tech Composition de caoutchouc comprenant un sel de thiouronium, son procede de preparation, pneumatique a base d'une telle composition et utilisation a titre d'agent anti-reversion d'un sel de thiouronium
US7084228B2 (en) * 2002-07-29 2006-08-01 Michelin Recherche Et Technique S.A. Rubber composition for a tire tread
RU2340637C2 (ru) * 2002-09-04 2008-12-10 Сосьете Де Текноложи Мишлен Композиция каучука для протектора шины
BR0306316A (pt) * 2002-09-10 2004-09-28 Michelin Soc Tech Composição de borracha reticulável ou reticulada, banda de rodagem de capa de pneumático, e, capa de pneumático
FR2866028B1 (fr) * 2004-02-11 2006-03-24 Michelin Soc Tech Systeme plastifiant pour composition de caoutchouc
US20100139825A1 (en) * 2007-04-23 2010-06-10 Hetzel Peter D Rubber Retreading Formulation
EP2070952A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-17 Continental Aktiengesellschaft Vulcanizable rubber mixture and its use for rubber products
JP5756248B2 (ja) * 2008-04-28 2015-07-29 株式会社ブリヂストン タイヤ
FR2934273B1 (fr) * 2008-07-24 2010-11-05 Michelin Soc Tech Composition de caoutchouc pour bande de roulement de pneumatique hiver

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811479A (en) * 1996-01-26 1998-09-22 Compagnie Generale Des Etablissements Micheline - Michelin & Cie Rubber composition having a base of a diene polymer having a silanol function and comprising an organosilane derivative

Also Published As

Publication number Publication date
JP5670558B2 (ja) 2015-02-18
US20130158185A1 (en) 2013-06-20
EP2585525A4 (en) 2015-09-09
JP2013534953A (ja) 2013-09-09
EP2585525B1 (en) 2016-10-05
CN102869715A (zh) 2013-01-09
WO2011162771A1 (en) 2011-12-29
EP2585525A1 (en) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102869715B (zh) 用于汽车和轻型卡车的低滚动阻力胎面
CN102971349A (zh) 用于高性能轮胎的轮胎胎面
CN108472988B (zh) 包含胎面的轮胎
CN102656023B (zh) 用于重型车辆轮胎的高二氧化硅含量
CN100482731C (zh) 用于轮胎胎面的橡胶组合物
CN102395473B (zh) 用于重型车辆轮胎的胎面
JP5894182B2 (ja) スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
CN102666136B (zh) 用于飞机轮胎胎面的橡胶组合物
JP5409188B2 (ja) スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
JP2016044262A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN103391852B (zh) 用于车轮的轮胎
CN109922974A (zh) 包括胎面的轮胎
JP2020128131A (ja) トレッド用ゴム組成物およびタイヤ
JP2020015484A (ja) タイヤ
JP6888286B2 (ja) 空気入りタイヤ
CN109952208A (zh) 包括胎面的轮胎
CN110088192B (zh) 包括胎面的轮胎
JP2021519724A (ja) トレッドを含むタイヤ
JP7076117B2 (ja) トレッドを含むタイヤ
JP2012224864A (ja) スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
CN111465646A (zh) 橡胶组合物
CN111511811B (zh) 一种橡胶组合物的制备方法
CN111094427B (zh) 具有包括橡胶组合物的胎面的轮胎
KR100635610B1 (ko) 스터드레스 스노우 타이어용 트레드 고무조성물
JP2020015483A (ja) タイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170928

Address after: French Clermont Ferrand

Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin

Address before: French Clermont Ferrand

Co-patentee before: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

Patentee before: Compagnie General Des Etablissements Michelin

TR01 Transfer of patent right