CN102971349A - 用于高性能轮胎的轮胎胎面 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了轮胎，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，在一些实施例中所述橡胶组合物包含25phr至5.0phr之间的丁二烯橡胶和50phr至75phr之间的苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR），其中所述SBR的丁二烯部分具有至少50%的乙烯基含量。所述橡胶组合物还可包含25phr至60phr之间的增塑树脂和25phr至60phr之间的植物油，所述增塑树脂具有30℃至120℃之间的玻璃化转变温度Tg。在一些实施例中，植物油phr与高Tg树脂phr的比例为0.75至3之间。此外，这种橡胶组合物也可由100phr至200phr之间的二氧化硅填料增强。

Description

用于高性能轮胎的轮胎胎面
技术领域
本发明通常涉及轮胎胎面，更特别地涉及用于高性能轮胎的轮胎胎面。
背景技术
适用于高动力车辆的轮胎或者旨在用于涉及高操作速度和/或极端驾驶条件的应用的那些轮胎应提供消费者最大的控制、抓地力和处理能力的感觉。例如，在以较高速度行驶的跑车和其他车辆中，轮胎应提供在高速下的操纵稳定性、抓地力性能和结构耐久性。通常称为“HP”或“UHP”（“高性能”或“超高性能”）轮胎的这种轮胎评级为速度等级“V”或“Z”。V级轮胎提供210Km/h至240Km/h之间的最大速度，Z级轮胎提供高于240Km/h的速度。
已知不同的车辆轮胎在如下的一种或多种条件下的操作和牵引性能：干路面条件、湿路面条件和恶劣天气条件（如在雪上和冰上）。某些车辆轮胎设计为使它们在湿条件下的性能达到最大，其他轮胎设计为改进它们在恶劣天气条件（即在夏季行驶中不常遇到的条件）下的性能。有利的是具有高性能轮胎，其在所有这些不同路面条件下性能良好而不牺牲其他物理属性。
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胎体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胎体和胎面。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驾驶表面。轮胎的侧壁保护一个或多个帘布层免于马路危害和臭氧，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，尤其是用于高动力车辆的轮胎或者旨在用于涉及高操作速度和/或极端驾驶条件的应用的那些轮胎，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。所述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25phr至50phr之间的丁二烯橡胶和50phr至75phr之间的苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR），其中所述SBR的丁二烯部分具有至少50%的乙烯基含量。
所述橡胶组合物的特定实施例还可包含25phr至60phr之间的增塑树脂和25phr至60phr之间的植物油，所述增塑树脂具有30℃至120℃之间的玻璃化转变温度Tg。在一些实施例中，植物油phr与高Tg树脂phr的比例为0.75至3之间。此外，这种橡胶组合物也可由100phr至200phr之间的二氧化硅填料增强。
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橡胶组合物和由这些橡胶组合物制成的制品，包括轮胎、轮胎胎面，尤其是用于高性能轮胎的胎面。这种高性能轮胎适用于设计用于高操作速度和/或极端行驶条件的高动力汽车。
所述橡胶组合物包含丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和增塑体系，所述增塑体系包含具有高玻璃化转变温度（Tg）的树脂和植物油。出乎意料地，包含所述增塑体系并用于制造高性能轮胎胎面的这些橡胶组合物提供了轮胎，所述轮胎具有湿抓地力和干抓地力性质的明显提高而无雪地抓地力和滚动阻力性质的显著损失。
应注意，本文讨论的橡胶制品（包括轮胎组件）由“基于”可交联橡胶组合物的材料制成，所述可交联橡胶组合物包含植物油、高Tg树脂和特定的高度不饱和的橡胶复合物。本文所用的术语“基于”认为轮胎组件或其他橡胶制品由经硫化或经固化的橡胶组合物制成，所述橡胶组合物在轮胎组件或其他橡胶制品的组装之时是未固化的。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。
用于本发明的特定实施例中的橡胶弹性体包括苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）和聚丁二烯橡胶（BR）。用于本发明的实施例中的SBR可特征在于具有高乙烯基含量，即具有大于50%，或者50%至75%之间或55%至65%之间的乙烯基含量的SBR的丁二烯部分。高乙烯基含量SBR还可特征在于具有-50℃至-15℃之间，或者-50℃至-20℃之间或-35℃至-20℃之间的玻璃化转变温度（Tg），所述玻璃化转变温度根据ASTM E1356通过差示扫描量热法（DSC）确定。苯乙烯含量可为20重量%至40重量%之间，或者20重量%至30重量%之间。
所述苯乙烯-丁二烯橡胶以50phr至75phr之间的量包含于本发明的特定实施例中。或者，所述SBR可以以50phr至70phr之间，55phr至70phr之间或60phr至70phr之间的量存在。
包含于本发明的实施例中的所述聚丁二烯橡胶以25phr至50phr之间的量存在。或者，所述橡胶组合物的聚丁二烯含量可为30至50phr之间，30至45phr之间或30至40phr之间。所述聚丁二烯可特征在于具有至少90wt.%的顺式1,4-含量，并具有低于-100℃或者-108℃至-103℃之间的Tg，Tg根据ASTM E1356通过差示扫描量热法（DSC）确定。
其他实施例可任选地包含一定量的除了已提及的苯乙烯-丁二烯和聚丁二烯之外的其他高度不饱和的二烯橡胶组合物。存在完全不含除了SBR和BR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，实际上，基本上饱和的二烯橡胶排除在本发明的实施例之外。在本发明的一些实施例中，所述橡胶组合物不包含非高度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、丁腈橡胶或者乙烯-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。
如上所述，本发明的特定实施例可任选地包含其他高度不饱和的二烯弹性体。例如，特定实施例还可包含不超过25phr的天然橡胶、合成聚异戊二烯橡胶或它们的组合。或者，这种弹性体的量可为1至25phr之间，5至20phr之间，5至10phr之间或1至5phr之间。
其他实施例可包含不超过25phr的一种或多种另外的（除了SBR和BR之外）高度不饱和的二烯弹性体，包括单独的或者与其他高度不饱和的二烯弹性体组合的天然橡胶和合成聚异戊二烯橡胶。或者，这种弹性体的量可为1至25phr之间，5至20phr之间，5至10phr之间或1至5phr之间。
应注意，任何高度不饱和的弹性体可在特定实施例中用作官能化弹性体。这些弹性体可通过在封端所述弹性体之前或代替封端所述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、准金属卤化物、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。本领域技术人员已知这些类型的官能化弹性体。尽管特定实施例可包括一种或多种这些官能化弹性体，其他实施例可包括与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。
在特定实施例中，硅烷醇末端官能化的弹性体在所述橡胶组合物中使用。可使用具有高乙烯基含量的硅烷醇末端官能化的SBR例如作为本文公开的橡胶组合物中的高乙烯基SBR弹性体。这种材料的例子和它们的制备方法可见于2000年1月11日公布的美国专利No.6,013,718中，所述专利以全文引用的方式并入本文。
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具有高Tg树脂和植物油的增塑体系。在特定实施例中，包含于所述增塑体系中的植物油phr与高Tg树脂phr的比例为0.75至3之间，或者为1至2.5之间，1.1至3之间或1.1至2.5之间。
更特别地，可用于本发明中的橡胶组合物的实施例包含高Tg增塑树脂，所述高Tg增塑树脂如本领域技术人员已知为如下的一种化合物：其在环境温度，例如约25℃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，因此旨在迁移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”）（纽约（New York）,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″））。
在特定实施例中，增塑树脂排他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。在一些实施例中，可使用其他类型的树脂，例如可得自例如亚利桑那化学公司（Arizona Chemical Company）的萜烯酚醛树脂。
本发明的特定实施例包含增塑树脂，所述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℃的Tg，400至2000g/mol之间的数均分子量(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包括如下特性的全部：大于40℃的Tg，500至1500g/mol之间的数均分子量（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℃至120℃之间，或者40℃至100℃之间或45℃至85℃之间。在特定实施例中，所述树脂可具有0℃至120℃之间的Tg。
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。所述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℃；浓度1g/l；流率1ml/min；在注射前过滤通过具有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”）及其相关的操作软件（“WatersEmpower”）检测。
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，聚苧烯树脂可以以名称DERCOLYTE L120得自DRT（其具有625g/mol的Mn，1010g/mol的Mw，1.6的PI和72℃的Tg），或可以以名称SYLVAGUM TR7125C得自亚利桑那化学公司（Arizona Chemical Company）（其具有630g/mol的Mn，950g/mol的Mw，1.5的PI和70℃的Tg）。松香酯树脂也可得自亚利桑那化学公司，如具有约0℃的Tg的SYLVATAC RE 40。
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Super Nevtac 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“HikorezT1100”得自科隆公司（Kolon），或以名称Escorez 2101、Excorez 1102和ECR373得自埃克森公司（Exxon）。
本发明的特定实施例包含25phr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25phr至50phr之间，25phr至40phr之间，25phr至30phr之间，或30phr至40phr之间或30phr至50phr之间的增塑树脂。
除了高Tg树脂之外，可用于本发明的特定实施例中的增塑体系也包含植物油，所述植物油大部分由具有16或18个碳原子的脂肪酸组成。这些脂肪酸可为饱和脂肪酸，即它们不含碳-碳双键，或者它们可为具有例如1、2或3组碳-碳双键的不饱和脂肪酸。存在于某些植物油中的具有16个碳原子的饱和脂肪酸的一个例子为棕榈酸，存在于某些植物油中的具有18个碳原子的饱和脂肪酸的一个例子为硬脂酸。油酸为18碳单不饱和脂肪酸（具有一个双键），而亚油酸和亚麻酸为可存在于某些植物油中的18碳多不饱和脂肪酸（分别具有两个和三个双键）。
可用于本发明的特定实施例中的合适的植物油包括例如葵花油、大豆油、红花油、玉米油、亚麻籽油和棉籽油。这些油和其他这种油可单独使用或组合使用。在一些实施例中，具有高油酸含量的葵花油单独使用。具有高油酸含量的葵花油的一个例子为可得自办公室在明尼苏达州明尼阿波里斯的嘉吉公司（Cargill）的AGRI-PURE 80。
在特定实施例中，选择油酸含量为至少60重量%的油酸，或者至少70重量%的油酸或至少80重量%的油酸的植物油。所述植物油可以以25phr至60phr之间的量加入所述橡胶组合物。或者，特定实施例包含25phr至50phr之间，25phr至40phr之间，25phr至30phr之间，或30phr至40phr之间或30phr至50phr之间的植物油。
由于上述特定的增塑体系，可用于本文公开的高性能轮胎胎面的橡胶组合物的特定实施例包含很少或不包含另外的加工油。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，且包括例如MES油和TDAE油。
本文公开的橡胶组合物的一些实施例可包含弹性体，如苯乙烯-丁二烯橡胶，所述弹性体已由一种或多种这种加工油增量，但这种油在所述橡胶组合物中局限于为所述橡胶组合物的弹性体总含量的不超过8phr，或者不超过6phr，不超过3phr或不超过1phr。同样地，不包含经增量的弹性体的根据本发明的其他橡胶组合物可包含不超过如在上述经增量的弹性体中可能包含的相同量的这种另外的加工油。当然，其他实施例不包含这种另外的加工油。
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”（″The Journal of theAmerican 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100phr至200phr之间或者105phr至200phr之间，110phr至180phr之间，115phr至160phr之间，120phr至150phr之间或125phr至155phr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。这种偶联剂例如以二氧化硅总量的5%至10%之间加入。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硫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（MTBS）、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-苯并噻唑次磺酰亚胺（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、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℃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℃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测试方法在测试转鼓（test drum）上测得。轮胎在80kph和最大额定负载的70%下在测试转鼓上进行测试。高于对照值（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地力性能（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地力。
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（无水坑）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，即表示改进的湿抓地力的更短的制动距离。
在覆盖雪的路面上的抓地力通过根据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，即在雪上改进的抓地力。
实例1
这些实例说明了具有由本文公开的橡胶组合物制成的胎面的高性能轮胎的改进的滚动阻力和改进的干抓地力、湿抓地力和雪地抓地力。
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F4。首先，将弹性体、2/3的二氧化硅和除了剩余二氧化硅和硫化试剂之外的全部其他成分以表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低于100℃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）
Figure BDA00002655433400111
*MES油为用于SBR的增量油
3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物
SBR为经油增量的橡胶，且油部分（即6.4MES油）在上表1中单独划分出来。无另外的增塑油被加入至所述组合物中。SBR具有25重量%的苯乙烯含量，且丁二烯部分的乙烯基含量为60%。SBR的Tg为-26℃。BR具有98wt.%的顺式1,4-含量以及-108℃的Tg。
加入炭黑仅为了将黑色提供给组合物，所述炭黑为N200系列的炭黑。葵花油为AGRI-PURE 80，其为可得自嘉吉工业公司（Cargill Industries）的高油酸葵花油。
高Tg树脂为来自亚利桑那化学公司（Arizona Chemical）的Sylvares TR5147，其为Tg为72℃的萜烯树脂。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）。
将橡胶配方F1至F4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（W2）为用于制造具有V速度等级的由米其林公司（Michelin）销售的PRIMACY MXM4轮胎的胎面的胎面复合物。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   W2   F1   F2   F3   F4
  MA10,MPa   5.88   6.65   6.04   6.72   7.03
  MA100,MPa   1.71   1.62   1.72   1.84   2.44
  MA300,MPa   1.71   1.48   1.44   1.51   2.55
  滞后损失(%)   35.5   39.8   42.3   43.5   37.5
使用如上所示的配方制造（245/40ZR1893Y TL PILOT SPORT A/S 2）轮胎，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BMW M3汽车上。结果相对于获自由米其林公司（Michelin）销售的Pilot Sport A/S+高性能轮胎的测试的结果而进行归一化。
表3-轮胎结果
  轮胎测试   W1   W2   F1   F2   F3   F4
  滚动阻力(指数)   100   131   127   120   118   119
  湿抓地力(指数)   100   97.5   110   107   109   104
  干抓地力(指数)   100   104   108   104   104   103
  雪地抓地力(指数)   100   113   110   130   110   104
测试结果显示，使用本发明的特定实施例的橡胶组合物所制成的胎面，轮胎出乎意料地显示出滚动阻力性能的显著提高以及改进的湿抓地力、干抓地力和雪地抓地力。
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”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”的范围不包括“a”和“b”的值。
由前述描述应了解在不背离本发明的实质精神下可对本发明的实施例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 (14)

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：
25至50phr之间的丁二烯橡胶；
50phr至75phr之间的苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR），其中所述SBR的丁二烯部分具有至少50%的乙烯基含量；
25phr至60phr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；
25phr至60phr之间的植物油；和
100phr至200phr之间的二氧化硅填料。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述SBR的丁二烯部分具有55%至65%之间的乙烯基含量。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含30phr至45phr之间的丁二烯橡胶和55phr至70phr之间的SBR。
4.根据权利要求3所述的轮胎，其中所述SBR的丁二烯部分具有55%至65%之间的乙烯基含量。
5.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。
6.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。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述树脂为聚苧烯。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组合物包含110phr至180phr之间的高分散性沉淀二氧化硅。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中植物油phr与高Tg树脂phr的比例为0.75至3之间。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中所述比例为1.1至2.5之间。
11.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述增塑树脂为烃类树脂。
12.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述丁二烯橡胶为官能化弹性体。
13.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶为官能化弹性体。
14.根据权利要求13所述的轮胎，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶为硅烷醇末端官能化的弹性体。
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