CN105283500B - 轮胎用橡胶组合物和充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轮胎用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物制造的充气轮胎，由此其变得能够在保持或改进良好的操控稳定性、抗裂性、和耐臭氧性的同时改善耐变色性和轮胎外观。本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，基于100质量％的橡胶组分，所述轮胎用橡胶组合物包括含有总量90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和异戊二烯橡胶的橡胶组分；硫；相对于每100质量份的橡胶组分，所述橡胶组合物还分别包含0.1至5.0质量份的普朗尼克非离子表面活性剂和2至70质量份的炭黑。

Description

轮胎用橡胶组合物和充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物和由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
背景技术
车辆用轮胎是由包含天然橡胶和/或合成二烯橡胶作为原料的橡胶组合物形成。这种轮胎在臭氧的存在下降解，然后可能会开裂。为了在抑制臭氧存在下的裂纹形成和生长，向橡胶组合物中加入添加剂，例如抗氧化剂(如，N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺(6PPD)、聚(2，2，4-三甲基-1，2-)二氢喹啉(TMDQ))或石油蜡。
硫化橡胶中的抗氧化剂和石蜡迁移(喷霜)至橡胶如轮胎的表面，从而保护橡胶不受臭氧之害。然而，短时间内抗氧化剂和石蜡的过量喷霜会引起白色变色。另外，通过臭氧降解的抗氧化剂会引起褐色变色，而它们的类似过量喷霜会加剧褐色变色。另外，如果大量喷霜在轮胎表面的蜡等形成参差不齐，出现光的漫反射，使得由降解抗氧化剂引起的褐色变色更显而易见。因此，轮胎也会失去光泽。
专利文献1揭示了添加聚氧乙烯醚非离子表面活性剂用于防止轮胎外观的恶化。然而，在保持良好的操控性、抗裂性、和抗臭氧性或改善这些性能的同时，依然存在改善耐变色性和轮胎外观的空间。
引用列表
专利文献
专利文献1：JPH05-194790A
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题并提供一种轮胎用橡胶组合物以及由该橡胶组合物形成的充气轮胎，所述橡胶组合物能够在保持良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性或改善这些性能的同时改善耐变色性和轮胎外观。
解决问题的方案
本发明的一个方面涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包含：
橡胶组分，基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分具有总量为90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶；
硫；
相对于每100质量份的橡胶组分，0.1至5.0质量份的普朗尼克非离子表面活性剂；和
相对于每100质量份的橡胶组分，2至70质量份的炭黑。
相对于每100质量份的橡胶组分，所述的轮胎用橡胶组合物优选包含0.1至6.0质量份的硫。
在所述轮胎用橡胶组合物中，基于100质量％的橡胶组分，所述聚丁二烯橡胶的量优选为30质量％以上。
相对于每100质量份的橡胶组分，所述的轮胎用橡胶组合物优选包含0至40质量份的二氧化硅。
所述轮胎用橡胶组合物优选被用作胎侧壁用橡胶组合物、搭接部(clinch)用橡胶组合物、或胎侧翼(wing)用橡胶组合物中的至少一种。
本发明的另一个方面涉及一种充气轮胎，其包含由所述轮胎用橡胶组合物形成的轮胎部件。
所述轮胎部件优选为胎侧壁、搭接部、或胎侧翼中的至少一种。
发明的有利效果
本发明的轮胎用橡胶组合物包含橡胶组分，基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分具有总量为90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶；硫；相对于每100质量份的橡胶组分，0.1至5.0质量份的普朗尼克非离子表面活性剂；相对于每100质量份的橡胶组分，2至70质量份的炭黑。这种组合物能够在保持良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性或改善这些性能的同时改善耐变色性和轮胎外观。因而，本发明能够提供一种在操控稳定性、抗裂性、抗臭氧性、耐变色性和轮胎外观方面出色的充气轮胎。
附图说明
图1是对照例1的轮胎胎侧壁表面的SEM照片。
图2是实施例1的轮胎胎侧壁表面的SEM照片。
具体实施方式
本发明的轮胎用橡胶组合物包含橡胶组分，基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分具有总量为90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶；硫；相对于每100质量份的橡胶组分，0.1至5.0质量份的普朗尼克非离子表面活性剂；相对于每100质量份的橡胶组分，2至70质量份的炭黑。
在本发明中，由于将特定量的特定非离子表面活性剂添加到包含特定橡胶组分、特定量的炭黑和特定量的硫的橡胶组合物中，因蜡等的喷霜在轮胎表面上形成的参差不齐(喷霜层)光滑了，以便能够抑制光的漫反射。这也减少了上述的褐色变色和白色变色，因此改善了耐变色性。此外，这也为轮胎表面赋予了如足够黑的外观和光泽，因此改善了轮胎外观。同时，能够保持或改善良好的操控稳定性、抗裂性和抗臭氧性。
另外，如文上所述，所述橡胶组合物能够在保持良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性或改善这些性能的同时改善耐变色性和轮胎外观，大概是因为特定的非离子表面活性剂的存在适当地控制了橡胶组合物和特定的非离子表面活性剂之间的相容性。
本发明的橡胶组合物包括选自由聚丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、和聚异戊二烯橡胶(IR)构成的组中的至少一种。这些中的每种可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，优选NR或BR，更优选NR和BR的组合，因为能够更合适地实现本发明的效果。
NR的例子包括通常用于轮胎工业的橡胶，例如SIR20、RSS#3、和TSR20。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。
在所述橡胶组合物包含NR的情况中，基于100质量％的橡胶组分，NR的量优选为20质量％以上，更优选为30质量％以上，更加优选为40质量％以上。NR的量优选为80质量％以下，更优选为60质量％以下。当NR的量落在上述范围内时，能够更合适地实现本发明的效果。
IR的例子包括但不限于通常用于轮胎工业的橡胶。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。
在所述橡胶组合物包含IR的情况中，基于100质量％的橡胶组分，IR的量优选为5质量％以上，更优选为10质量％以上。IR的量优选为40质量％以下，更优选为25质量％以下。当IR的量落在上述范围内时，能够更合适地实现本发明的效果。
BR的例子包括但不限于购自JSR的高顺式BR例如BR730和BR51、购自ZEON公司的BR1220、和购自宇部兴产株式会社的BR130B、BR150B、和BR710；购自ZEON公司的的低顺式BR例如BR1250H；和购自宇部兴产株式会社的包含1，2-间同立构聚丁二烯晶体(SPB)的BR(含SPB的BR)例如VCR412和VCR617。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，优选含SPB的BR，因为其能够更合适地实现本发明的效果。此外，更优选含SPB的BR和除含SPB的BR之外的BR(例如，高顺式BR或低顺式BR)的组合，因为本发明的效果能够更合适地被实现。
含SPB的BR中1，2-间同立构聚丁二烯晶体(SPB)不仅分散在含SPB的BR中，而且它们也优选与含SPB的BR化学性成键，并无定向分散。通过将与橡胶组分化学成键的晶体分散，裂纹的生成和扩展趋于被抑制。
含SPB的BR中1，2-间同立构聚丁二烯晶体的含量优选为2.5质量％以上，更优选为8质量％以上。如果该含量低于2.5质量％，趋于无法获得具有足够硬度(操控稳定性)的橡胶组合物。该含量优选为22质量％以下，更优选为18质量％以下，更基优选为15质量％以下。当该含量落在上述范围内时，能够更合适地实现本发明的效果。
在所述橡胶组合物包括含SPB的BR的情况中，基于100质量％的橡胶组分，所述含SPB的BR的量优选为5质量％以上，更优选为15质量％以上。此外，含SPB的BR的量优选为50质量％以下，更优选为35质量％以下。当含SPB的BR的量落入上述范围内时，能够更合适地实现本发明的效果。
在所述橡胶组合物包含BR的情况中，基于100质量％的橡胶组分，BR的量优选为30质量％以上，更优选为40质量％以上。BR的量优选为70质量％以下，更优选为60质量％以下。当BR的量落入上述范围内时，能够更合适地实现本发明的效果。
在本发明的轮胎用橡胶组合物中，基于100质量％的橡胶组分，聚丁二烯橡胶、天然橡胶、和聚异戊二烯橡胶的总量，优选聚丁二橡胶和天然橡胶的总量为90质量％以上，优选为95质量％以上。该总量可以为100质量％，如果该量低于90质量％，抗裂性和抗臭氧性恶化。
除BR、NR、和IR之外，可以使用任何橡胶。它的例子包括二烯橡胶例如丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)和卤代丁基橡胶(X-IIR)。这些橡胶各个可以单独使用或两种以上组合使用。
在本发明中，使用普朗尼克非离子表面活性剂。普朗尼克非离子表面活性剂也称作聚氧丙烯聚氧乙烯二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、或聚丙二醇环氧乙烷加成物，其通常为由下式(I)所表示的非离子表面活性剂。如式(I)所示，普朗尼克非离子表面活性剂在其两侧包含具有环氧乙烷结构的亲水性基团，在亲水性基团之间包含具有环氧丙烷结构的疏水性基团。
在式(I)中，a、b和c分别代表整数。
普朗尼克非离子表面活性剂的聚环氧丙烷嵌段的聚合度由式(I)中的b表示，并且加入的聚环氧乙烷单元的数量由式(I)中的a+c表示，两者均没有特别地限定，可以根据使用条件、预期目的等大致选择。具有较高比例聚环氧丙烷嵌段的表面活性剂趋于对橡胶具有较高的亲和力，因此以较慢的速度喷霜到橡胶表面。特别地，为了适当地控制非离子表面活性剂的喷霜并更适当地实现本发明的效果，由式(I)中b表示的聚环氧丙烷嵌段的聚合度优选为100以下，更优选为10至70，更加优选为10至60，特别优选为20至60，最优选为20至45。基于相同的理由，由式(I)中a+c表示的加入的聚环氧乙烷单元的数量优选为100以下，更优选为3至65，更加优选为5至55，特别优选为5至40，最优选为10至40。当聚环氧丙烷嵌段的聚合度和加入的聚环氧乙烷单元的数量在上述范围内时，能够适当地控制非离子表面活性剂的喷霜，能够更合适地实现本发明的效果。
普朗尼克型非离子表面活性剂的例子包括购自BASF日本公司的Pluronic系列、购自三洋化成工业株式会社的NEWPOL PE系列、购自旭电化工业株式会社的Adeka PluronicL或F系列、购自第一工业制药株式会社的EPAN系列、和购自日油株式会社的Pronon系列或UNILUB。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。
相对于每100质量份的橡胶组分，所述普朗尼克非离子表面活性剂的量优选为0.1质量份以上，更优选为0.3质量份以上，更加优选为0.6质量份以上，特别优选为1质量份以上，最优选为1.2质量份以上。如果它的量低于0.1质量份，不能充分地获得本发明的效果。它的量优选为5.0质量份以下，更优选为4.0质量份以下，更加优选为3.0质量份以下。如果该量超过5.0质量份，操控稳定性、抗裂性、抗臭氧性或耐变色性会恶化。
在本发明中，硫用于在聚合物链之间适当桥连。结果是可以适当地控制非离子表面活性剂的喷霜。因此，能够很好地实现本发明的效果。硫的例子包括通常用于轮胎工业的那些，例如粉末硫、沉淀硫、胶态硫、不溶性硫、高分散性硫、和可溶性硫。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。
相对于每100质量份的橡胶组分，硫的量优选为0.1质量份以上，更优选为0.5质量份以上，更加优选为1.0质量份以上。如果硫的量低于0.1质量份，无法充分地实现本发明的效果。硫的量优选为6.0质量份以下，更优选为5.0质量份以下，更加优选为4.0质量份以下，特别优选为3.0质量份以下。如果该量超过6.0质量份，操控稳定性、抗臭氧性、耐变色性、或轮胎外观会恶化。
在本发明中，除硫之外，可以使用烷基酚-氯化硫缩合物(例如，购自田冈化学工业株式会社的Tackirol V200)作为硫化剂。
在本发明中，使用特定量的炭黑。该使用提供了良好的补强性，也提供了良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性。大量炭黑的添加会引起外观的恶化；然而，在本发明中，通过将炭黑的量控制在特定的范围内来抑制外观的恶化。此外，能够适当地控制非离子表面活性剂的喷霜，并能够良好地实现本发明的效果。
具体地，相对于每100质量份的橡胶组分，炭黑的量为2质量份以上，优选为15质量份以上，更优选为25质量份以上。如果该量低于2质量份，无法获得足够的补强性。该量为70质量份以下，优选为60质量份以下，更优选为50质量份以下。如果该量超过70质量份，操控稳定性和抗臭氧性趋于恶化。
炭黑的例子包括但不限于GPF、FEF、HAF、ISAF、和SAF。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。
炭黑具有的特定的氮吸附比表面积(N2SA)优选为20m2/g以上，更优选为50m2/g以上。N2SA低于20m2/g的炭黑不能提供足够的补强性。N2SA优选为180m2/g以下，更优选为120m2/g以下，更加优选为90m2/g以下，特别优选为80m2/g以下。具有的N2SA超过180m2/g的炭黑难以分散，操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性趋于恶化。
本文中，炭黑的N2SA可以根据JIS K 6217-2：2001测定。
炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量优选为50ml/100g以上，更优选为80ml/100g以上。DBP吸油量低于50ml/100g的炭黑不能提供足够的补强性。此外，炭黑的DBP吸油量优选为200ml/100g以下，更优选为135ml/100g以下，更加优选为115ml/100g以下。DBP吸油量超过200ml/100g的炭黑难以分散。因而，操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性趋于恶化。
炭黑的DBP吸油量根据JIS K 6217-4：2001测定。
在本发明中，二氧化硅可以与特定量的炭黑一起使用。二氧化硅的加入会进一步改善轮胎外观。二氧化硅的例子包括干法二氧化硅(无水二氧化硅)和湿法二氧化硅(含水二氧化硅)。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。这些中优选湿法二氧化硅，因为它具有许多硅烷醇基。
二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)优选为50m2/g以上，更优选为100m2/g以上，更加优选为150m2/g以上。如果其N2SA低于50m2/g，那么操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性趋于恶化。N2SA优选为250m2/g以下，更优选为210m2/g以下。N2SA超过250m2/g的二氧化硅难以分散。因而，操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性趋于恶化。
此处，二氧化硅的N2SA根据ASTM D3037-93通过BET方法测定。
在所述橡胶组合物包含二氧化硅的情况中，相对于每100质量份的橡胶组分，二氧化硅的量优选为3质量份以上，更优选为10质量份以上，更加优选为20质量份以上。此外，二氧化硅的量优选为40质量份以下。如果二氧化硅的量超过40质量份，抗裂性、抗臭氧性、耐变色性、和轮胎外观趋于恶化。当二氧化硅的量在上述范围内时，能够在提供补强效果的同时更好地改善轮胎的外观。
在本发明的橡胶组合物包含二氧化硅的情况中，所述橡胶组合物优选同时包含二氧化硅和硅烷偶联剂。
所述硅烷偶联剂可以是轮胎工业中与二氧化硅一起使用的任何常规硅烷偶联剂。它的例子包括硫化物硅烷偶联剂例如双(3-三乙氧基硅烷)二硫化物；巯基硅烷偶联剂例如3-巯基丙基三甲氧基硅烷；乙烯基硅烷偶联剂例如乙烯基三乙氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷；环氧丙氧基硅烷偶联剂例如γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷；硝基硅烷偶联剂例如3-硝基丙基三甲氧基硅烷；和氯代硅烷偶联剂例如3-氯丙基三甲氧基硅烷。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，优选硫化物硅烷偶联剂，更优选双(3-三乙氧基硅烷)二硫化物。
在所述橡胶组合物包含硅烷偶联剂的情况中，相对于每100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的量优选为2质量份以上，更优选为5质量份以上。如果该量低于2质量份，操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性趋于恶化。此外，硅烷偶联剂的量优选为20质量份以下，更优选为12质量份以下。如果硅烷偶联剂的量超过20质量份，趋向于不能提供与成本增加相应的效果。
在本发明中，为了抑制由于臭氧裂纹形成和生长，优选加入蜡。在本发明中，甚至当加入蜡时，如上所述，因蜡等的喷霜在轮胎表面形成的参差不齐(喷霜层)光滑了，以便能够抑制光的漫反射。因而，能够降低如上所述的褐色变色和白色变色。蜡也为轮胎表面赋予了例如足够黑的外观和充足的光泽，因此改善了轮胎外观。此外，由于本发明使用了特定的橡胶组合物，保持或改善了良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性。
蜡的例子包括但不限于石油蜡和天然蜡。另外，也可以使用通过精制或化学处理多种蜡所制备的合成蜡。这些蜡各个可以单独使用或两种以上组合使用。
石油蜡的例子包括石蜡和微晶蜡。只要是源于石油以外资源的，任何天然蜡均可使用。天然蜡的例子包括植物蜡如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、日本蜡、米蜡和霍霍巴蜡；动物蜡如蜂蜡、羊毛脂、和鲸蜡；矿物蜡如地蜡、纯地蜡、和矿脂；以及这些蜡的精制产品。
在所述橡胶组合物包含蜡的情况中，相对于每100质量份的橡胶组分，所述蜡的含量优选为0.5质量份以上，更优选为1.0质量份以上。如果蜡的量低于0.5质量份，不能充分获得抗臭氧性。此外，蜡的量优选为12质量份以下，更优选为10质量份以下，更加优选为5.0质量份以下。如果蜡的量超过12质量份，除了成本的增加，不能期待抗臭氧性上的进一步改善。
本发明的橡胶组合物可以包含油。油的添加改进加工性能并赋予所获得的轮胎柔韧性，因此能够更好地实现本发明的效果。油的例子包括操作油、植物油和脂肪、以及它们的混合物。操作油的例子包括链烷烃操作油、芳香烃操作油、和环烷烃操作油。链烷烃操作油的具体例子包括出光兴产株式会社的PW-32、PW-90、PW-150、和PS-32。芳香烃操作油的具体例子包括购自出光兴产株式会社的AC-12、AC-460、AH-16、AH-24、和AH-58。植物油和脂肪的例子包括蓖麻油、棉籽油、亚麻子油、菜子油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松油、松焦油、妥尔油、玉米油、米糠油、红花油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈核油、山茶油、霍霍巴油、澳洲坚果油、和桐油。这些可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，优选链烷烃操作油，因为其能够合适的实现本发明的效果。
在所述橡胶组合物包含油的情况中，相对于每100质量份的橡胶组分，油的量优选为0.5质量份以上，更优选为1.0质量份以上，更加优选为2.0质量份以上。此外，油的量优选为60质量份以下，更优选为15质量份以下，更加优选为12质量份以下，特别优选为10质量份以下，最优选为8.0质量份以下。虽然油也会喷霜到轮胎的表面，但当油的含量在上述范围内时，能够适当地控制非离子表面活性剂的喷霜，并能够更适于实现本发明的效果。如果油的量超过60质量份，燃料经济性趋于恶化。
为了抑制由于臭氧的裂纹形成和生长，本发明的橡胶组合物优选包含抗氧化剂。在本发明中，即使加入抗氧化剂，如上所述，在保持或改善良好的燃料经济性和良好的耐磨性的同时，也能减少褐色变色或白色变色，并改善耐变色性和轮胎外观。
抗氧化剂的例子包括但不限于萘胺抗氧剂、喹啉抗氧化剂、二苯胺抗氧化剂、对苯二胺抗氧化剂、氢醌衍生物、酚抗氧化剂(单酚抗氧化剂、双酚抗氧化剂、三苯酚抗氧化剂、多酚抗氧化剂)、硫代双酚抗氧化剂、苯并咪唑抗氧化剂、硫脲抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、和有机硫代酸的抗氧化剂。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，优选对苯二胺抗氧化剂，因为它们具有良好的抗臭氧性，因而能够更适于实现本发明的效果。
对苯二胺抗氧化剂的例子包括N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺、N-1，4-二甲基苯基-N’-苯基-对苯二胺、N，N’-二苯基-对苯二胺、N，N′-二-2-萘基-对苯二胺、N-环己基-N′-苯基-对苯二胺、N，N′-双(1-甲基庚基)对苯二胺、N，N′-双(1，4-二甲基戊基)对苯二胺、N，N′-双(1-乙基-3-甲基戊基)对苯二胺、N-4-甲基-2-戊基-N′-苯基-对苯二胺、N，N′-二芳基-对苯二胺、位阻二芳基-对苯二胺、苯基己基-对苯二胺、和苯基辛基-对苯二胺。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。特别地，更优选N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺，因为其具有良好的抗臭氧性，因而能够更合适地实现本发明的效果，并且其经济上有利。
在所述橡胶组合物包含抗氧化剂的情况中，相对于每100质量份的橡胶组分，抗氧化剂的量优选为0.3质量份以上，更优选为0.5质量份以上，更加优选为1.0质量份以上。如果抗氧化剂的量低于0.3质量份，抗臭氧性会不足。抗氧化剂的量优选为10质量份以下，更优选为6.0质量份以下，更加优选为3.0质量份以下，特别优选为2.5质量份以下。如果抗氧化剂的量超过10质量份，抗氧化剂的喷霜量会增加，轮胎外观恶化。
本发明的橡胶组合物优选包含硫化促进剂。硫化促进剂的例子包括亚磺酰胺硫化促进剂、噻唑硫化促进剂、秋兰姆硫化促进剂、硫脲硫化促进剂、胍硫化促进剂、二硫代氨基甲酸酯硫化促进剂、醛-胺硫化促进剂、醛-氨硫化促进剂、咪唑啉硫化促进剂、和黄原酸酯硫化促进剂。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。这些中优选亚磺酰胺硫化促进剂，因为其能够更合适地实现本发明的效果。
亚磺酰胺硫化促进剂的例子包括N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(TBBS)、N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBS)和N、N-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(DCBS)。这些各个可以单独使用或两种以上组合使用。上述这些中优选TBBS，因为其能够更合适地实现本发明的效果。
除上述组分之外，本发明的橡胶组合物可以适当地包含通常用于制备橡胶组合物的其它添加剂，例如氧化锌、硬脂酸或增粘剂。
本发明的橡胶组合物可以通过已知的方法制备，例如，通过使用橡胶捏合机如开炼机或班伯里密炼机捏合上述组分，然后硫化来制备。
本发明的橡胶组合物适于用作轮胎部件，特别地，所述橡胶组合物可用作例如层次轮胎(外)表面的胎侧壁、搭接部、和/或胎侧翼，其需要具有良好的抗臭氧性、良好的耐变色性、和良好的轮胎外观。
胎侧壁是一个位于胎体外部的部件，其由胎肩部向胎圈部延伸。具体地，其为如JP2005-280612 A的图1和JP 2000-185529 A的图1所示的部件。
搭接部为位于胎侧壁下部并覆盖与轮辋接触的部分的橡胶部分，其也称为搭接部三角胶或橡胶胎圈包布。具体地，其为如JP 2008-75066 A的图1所示的部件。
胎侧翼是胎肩部处位于胎面和胎侧壁之间的部件。具体地，其为如JP 2007-176267 A的图1所示的部件。
本发明的充气轮胎可以通过常规方法由所述橡胶组合物形成。
具体地，在硫化前，将含有上述组分的所述橡胶组合物挤出并加工成轮胎部件如胎侧、搭接部、胎翼的形状，然后在轮胎成型机上按照常规的方法与其它轮胎部件一起成型从而构建未硫化轮胎。未硫化轮胎在硫化机中加热加压以获得轮胎。
本发明的充气轮胎用作乘用车用轮胎、用于卡车或公交车的轮胎、用于摩托车的轮胎、或高性能轮胎。此处的高性能轮胎是指在抓地性出色的轮胎，并且其概念上包括在赛车中使用的赛车轮胎。
实施例
本发明将参考实施例进行具体说明。然而，本申请不仅仅限于这些实施例。
实施例和对照例中使用的化学试剂描述如下。
NR：RSS#3
IR：IR2200，购自Zeon公司
BR1：BR150B(顺式含量：97质量％)，购自宇部兴产株式会社
BR2：VCR412(含1，2-间同立构聚丁二烯晶体的聚丁二烯橡胶(含SPB的BR)，1，2-间同立构聚丁二烯晶体的含量：12质量％)，购自宇部兴产株式会社
BR3：BR1250H(低顺式BR)，购自Zeon公司
SBR：SBR1502，购自Zeon公司
炭黑：SHOBLACKN330(N2SA：75m2/g，DBP吸油量：102ml/100g)，购自Cabot公司
二氧化硅：ULTRASIL VN3(N2SA：175m2/g)，购自德固赛公司
硅烷偶联剂：Si266(双(3-三乙氧基丙基)二硫化物)，购自德固赛公司(EvonikDegussa)
蜡：Sunnoc蜡，购自大内新兴化学工业株式会社
油：操作油PW-32(石蜡操作油)，购自出光兴产株式会社
表面活性剂1：NEWPOL PE-64(普朗尼克非离子表面活性剂(PEG/PPG-25/30共聚物)(在式(I)中，a+c：25，b：30))，购自三洋化成工业株式会社
表面活性剂2：NEWPOL PE-74(普朗尼克型非离子表面活性剂(PEG/PPG-30/35共聚物)(以式(I)中，a+c：30，b：35))，购自三洋化成工业株式会社
表面活性剂3：聚氧乙烯山梨醇单硬脂酸酯，购自关东化学株式会社
表面活性剂4：聚氧乙烯山梨醇三油酸酯，购自关东化学株式会社
表面活性剂5：聚氧乙烯十二烷基醚，购自关东化学株式会社
表面活性剂6：乙二醇二丁醚，购自东京化成工业株式会社
抗氧化剂：NOCRAC 6C(N-1，3-二甲基丁基-N′-苯基-对苯二胺)，购自大内新兴化学工业株式会社
硬脂酸：硬脂酸，购自日油株式会社
硫磺：粉末硫，购自河间化学工业株式会社
V200：Tackirol V200(烷基酚-氯化硫缩合物)，购自田冈化学株式会社
氧化锌：氧化锌#1，购自三井金属矿业株式会社
硫化促进剂：Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺)，购自大内新兴化学工业株式会社
根据表1和2所示的各配方量，除硫、V200、和硫化促进剂之外的化学试剂使用1.7L班伯里密炼机进行捏合直到温度达到180℃。然后，向生成的捏合混合物中加入硫、V200、和硫化促进剂，使用开炼机对其进行捏合直到温度达到105℃，从而制备未硫化橡胶组合物。未硫化的橡胶组合物在160℃下加压硫化15分钟以获得硫化橡胶组合物。
按照下列方法评估生成的硫化橡胶组合物。结果表示在表1和2中。在本文中，分别将对照例1和对照例6视作表1和2的参考对照例。
<硬度的测定>
根据JIS K 6253，使用硬度计在25℃的温度下测定各硫化橡胶组合物的硬度(肖氏硬度A测定)。将硬度值表示为由下式计算的指数：(各配方的硬度)/(参考对照例的硬度)×100，其中参考对照例的值设定等于100。指数值越大表明操控稳定性越好。
<断裂伸长率>
由各橡胶组合物制备3号哑铃状试验片，然后根据JIS K 6251“硫化或热塑性橡胶——拉伸应力-应变特性测的测定”，在室温下使试验片经受拉伸试验以测定断裂伸长率EB％。将EB的值表示成由下式计算的指数：(各配方的EB)/(参考对照例的EB)×100，其中参考对照例的值设定等于100。该指数值越大表明抗裂性越好。目标EB指数值为98以上。
<抗臭氧性的评估>
由各获得的橡胶组合物制备预定尺寸的试验片，然后根据JIS K 6259“硫化或热塑性橡胶——抗臭氧性的测定”使试验片经历动态臭氧降解试验。在0.5±0.025Hz的往复运动频率、50±5pphm的臭氧浓度、40℃的试验温度和20±2％的拉伸应变的条件下，进行48小时试验。试验后，测定裂纹情况(裂纹存在与否)来评估抗臭氧性。该指数值越大表明裂纹数量越少、裂纹尺寸越小、抗臭氧性越好。
<耐变色性的评价>
使用购自柯尼卡美能达公司的色度仪(CR-310)分析臭氧降解样品，从而测定“a”和“b”的值(L*a*b彩色***)。将(a2+b2)-0.5用作参数，结果表示为由下式计算的指数：(各配方的参数)/(参考对照例的参数)×100，其中参考对照例的值设定为等于100。该指数越高表明变色越小、耐变色性越好。
<外观的评价>
在抗臭氧性试验之后，基于以下标准，在室外评价样品的外观。
AA：与参考对照例相比更暗的黑色，且有光泽
A：与参考对照例相比更暗的黑色，且略有光泽
B：与参考对照例相比近似深度的褐色
C：与参考对照例相比更暗的深褐色
<使用扫描电子显微镜(SEM)的评价>
使获得的未硫化橡胶组合物形成为胎侧壁的形状，并与其它轮胎部件组装从而制备未硫化轮胎。在170℃下硫化未硫化轮胎以提供试验轮胎(实施例1和对照例1)。将试验轮胎在室外暴露于阳光下30天，期间保护其免受雨淋。然后，切下胎侧壁部分，使用购自飞利浦电子光学公司的扫描电子显微镜(SEM)XL30ESEM观察。结果表示在图1(对照例1)和图2(实施例1)中。图1和图2显示实施例1的表面保持平整，而在对照例1的胎侧壁表面上观察到了由于蜡等的参差不齐。实施例1的胎侧壁是黑色的且具有良好的外观。另一方面，对照例1的胎侧壁是褐色的且具有的外观较差。
表2
在实施例中，在保持良好的操控稳定性、抗裂性、和抗臭氧性或改善这些性能的同时改善了耐变色性和橡胶(轮胎)的外观，其中，所述实施例的橡胶组合物包括橡胶组分，基于100质量％的橡胶组分，所述橡胶组分具有总量为90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶；硫；相对于每100质量份的橡胶组分，0.1至5.0质量份的普朗尼克非离子表面活性剂；相对于每100质量份的橡胶组分，2至70质量份的炭黑的实施例中。

Claims (7)

1.一种轮胎用橡胶组合物，其包含：
橡胶组分，基于100质量％橡胶组分，所述橡胶组分具有总量为90质量％以上的聚丁二烯橡胶、天然橡胶和聚异戊二烯橡胶；
硫；
非离子表面活性剂，相对于每100质量份橡胶组分，所述非离子表面活性剂的量为0.1至5.0质量份；和
炭黑，相对于每100质量份橡胶组分，所述炭黑的量为2至70质量份；
所述非离子表面活性剂包含具有环氧丙烷结构的疏水性基团、以及位于疏水性基团两侧的具有环氧乙烷结构的亲水性基团，和
所述非离子表面活性剂具有聚合度为20至45的聚环氧丙烷嵌段、和添加到两侧的数量为3至40的聚环氧乙烷单元。
2.如权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物，
其中，相对于每100质量份橡胶组分，所述轮胎用橡胶组合物包含0.1至6.0质量份的硫。
3.如权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物，
其中，基于100质量％橡胶组分，所述聚丁二烯橡胶的量为30质量％以上。
4.如权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物，
其中，相对于每100质量份橡胶组分，所述轮胎用橡胶组合物包含0至40质量份的二氧化硅。
5.如权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物，
其中，所述轮胎用橡胶组合物被用作胎侧壁用橡胶组合物、搭接部用橡胶组合物、或胎侧翼用橡胶组合物中的至少一种。
6.一种充气轮胎，其包含由权利要求1至5中任一项所述的轮胎用橡胶组合物形成的轮胎部件。
7.如权利要求6所述的充气轮胎，
其中，所述轮胎部件为胎侧壁、搭接部、或胎侧翼中的至少一种。
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