CN117321130A - 轮胎用橡胶组合物 - Google Patents

轮胎用橡胶组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN117321130A
CN117321130A CN202280035882.8A CN202280035882A CN117321130A CN 117321130 A CN117321130 A CN 117321130A CN 202280035882 A CN202280035882 A CN 202280035882A CN 117321130 A CN117321130 A CN 117321130A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
tire
rubber
polymer block
silica
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.)
Pending
Application number
CN202280035882.8A
Other languages
English (en)
Inventor
川口玲
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.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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 Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Publication of CN117321130A publication Critical patent/CN117321130A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0041Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers
    • B60C11/005Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers with cap and base layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098Metal salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/548Silicon-containing compounds containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • C08L53/025Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes modified
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation 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)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

提供能够平衡好地兼有低燃耗性能、湿路性能、和耐磨损性能的轮胎用橡胶组合物。在含有二烯系橡胶、二氧化硅、硅烷偶联剂、脂肪酸金属盐、和烷基硅烷的轮胎用橡胶组合物中,作为二烯系橡胶,使用特定共轭二烯系橡胶60质量%~95质量%,上述特定共轭二烯系橡胶是使聚有机硅氧烷与具有活性末端的共轭二烯系聚合物链的活性末端反应而成的,上述具有活性末端的共轭二烯系聚合物链包含聚合物嵌段A、和聚合物嵌段B,且是使聚合物嵌段A与聚合物嵌段B连续而形成的,上述聚合物嵌段A包含异戊二烯80质量%~95质量%和芳香族乙烯基化合物5质量%~20质量%,具有活性末端,且重均分子量为500~15,000,上述聚合物嵌段B包含1,3‑丁二烯和芳香族乙烯基化合物,且具有活性末端,作为二氧化硅,使用CTAB吸附比表面积为185m2/g以上的物质55质量份~90质量份。

Description

轮胎用橡胶组合物
技术领域
本发明涉及意图主要用于轮胎的胎面冠部的轮胎用橡胶组合物。
背景技术
近年来,从车辆行驶时的低燃耗性的观点考虑,要求减少轮胎的滚动阻力。此外,从安全性方面考虑,要求湿路性能(湿路面上的制动性能)的提高。对于这样的要求,已知在构成轮胎的胎面部的橡胶成分中混配二氧化硅,兼有低滚动阻力性与湿路性能的方法。然而,二氧化硅由于与橡胶成分的亲和性低,此外,二氧化硅彼此的凝集性高,因此具有即使在橡胶成分中仅混配二氧化硅,二氧化硅也不分散,不能充分获得减少滚动阻力的效果、使湿路性能提高的效果这样的问题。因此,如例如专利文献1那样,研究了并用分散性高的硅烷偶联剂。然而,在并用了硅烷偶联剂的情况下,担心断裂强度降低而不一定充分获得耐磨损性,不能平衡好地兼有低燃耗性能、湿路性能、和耐磨损性能。因此,要求为了高水平地平衡好地兼有这些性能的进一步对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-141405号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是提供能够平衡好地兼有低燃耗性能、湿路性能、和耐磨损性能的轮胎用橡胶组合物。
用于解决课题的手段
达到上述目的的本发明的轮胎用橡胶组合物,其特征在于,是含有二烯系橡胶、二氧化硅、硅烷偶联剂、脂肪酸金属盐、和烷基三烷氧基硅烷的轮胎用橡胶组合物,上述二烯系橡胶含有特定共轭二烯系橡胶60质量%~95质量%,上述特定共轭二烯系橡胶是使聚有机硅氧烷与具有活性末端的共轭二烯系聚合物链的上述活性末端反应而成的,上述具有活性末端的共轭二烯系聚合物链包含聚合物嵌段A、和聚合物嵌段B,且是使上述聚合物嵌段A与上述聚合物嵌段B连续而形成的,上述聚合物嵌段A包含异戊二烯80质量%~95质量%和芳香族乙烯基化合物5质量%~20质量%,具有活性末端,且重均分子量为500~15,000,上述聚合物嵌段B包含1,3-丁二烯和芳香族乙烯基化合物,且具有活性末端,上述二氧化硅的CTAB吸附比表面积为185m2/g以上,上述二氧化硅相对于上述二烯系橡胶100质量份的混配量为55质量份~90质量份。
发明的效果
本发明的轮胎用橡胶组合物如上述那样可以通过混配粒径小的二氧化硅而提高湿路性能。此外,由于在混配二氧化硅时,不仅并用硅烷偶联剂,而且并用脂肪酸金属盐和烷基三烷氧基硅烷,因此除了由二氧化硅带来的湿路性能的改善以外,还可以谋求低燃耗性能、耐磨损性能的改善。此外,通过二烯系橡胶包含上述特定共轭二烯系橡胶也可以提高二氧化硅的分散性。通过它们的协作,可以高水平地平衡好地兼有低燃耗性能、湿路性能、和耐磨损性能。需要说明的是,在本发明中,“CTAB吸附比表面积”是按照ISO 5794而测定的。
在本发明的轮胎用橡胶组合物中,优选二烯系橡胶含有聚丁二烯橡胶5质量%~40质量%。由此,可以降低橡胶组合物的玻璃化转变温度,有利于提高耐磨损性。
在本发明的轮胎用橡胶组合物中,优选硅烷偶联剂在分子中具有四硫键。此外,优选脂肪酸金属盐的混配量为二氧化硅的混配量的2质量%~8质量%。此外,优选烷氧基硅烷的混配量为二氧化硅的混配量的0.1质量%~20质量%。
本发明的轮胎用橡胶组合物可以使用于轮胎的胎面部。特别优选在具备沿轮胎周向延伸而形成环状的胎面部,具有构成胎面部的踏面的胎面冠部和被配置在其内周侧的胎面基部的轮胎中的胎面冠部中使用本发明的轮胎用橡胶组合物。此时,优选胎面基部与胎面冠部的硬度差以JIS-A硬度计为5以内。由此,可以一边良好地维持操纵稳定性,一边提高湿路性能。需要说明的是,在本发明中“JIS-A硬度”是按照JIS-K6253,使用A型硬度计在温度20℃的条件下测定的硬度计硬度。
本发明的轮胎优选为充气轮胎,但也可以为非空气式轮胎。在充气轮胎的情况下,可以在其内部填充空气、氮气等非活性气体或其它气体。
附图说明
图1为显示使用本发明的轮胎用橡胶组合物的充气轮胎的一例的子午线截面图。
具体实施方式
以下,参照所附的附图对本发明的构成进行详细地说明。
如图1所示那样,使用本发明的轮胎用橡胶组合物的充气轮胎具备胎面部1、被配置在该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、和配置在胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。在图1中,符号CL表示轮胎赤道。虽然由于图1为子午线截面图因此未描绘,但胎面部1、胎侧部2、胎圈部3分别沿轮胎周向延伸而形成环状,由此构成充气轮胎的环状的基本结构。以下,使用了图1的说明基本上基于图示的子午线截面形状,但各轮胎构成构件都沿轮胎周向延伸而形成环状。
在左右一对胎圈部3间装架有胎体层4。该胎体层4包含沿轮胎径向延伸的多条增强帘线,绕被配置于各胎圈部3的胎圈芯5从车辆内侧向外侧折回。此外,在胎圈芯5的外周上配置胎圈填胶6,该胎圈填胶6通过胎体层4的主体部和折回部而被包入。另一方面,在胎面部1中的胎体层4的外周侧埋设有多层(在图1中为2层)带束层7。各带束层7包含相对于轮胎周向倾斜的多条增强帘线,并且在层间增强帘线彼此以交叉的方式被配置着。在这些带束层7中,增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度被设定在例如10°~40°的范围。进一步,在带束层7的外周侧设置有带束增强层8(覆盖带束层7的总宽度的全覆盖层8a和局部地覆盖带束层7的端部的边缘覆盖层8b的2层)。带束增强层8包含沿轮胎周向取向的有机纤维帘线。在带束增强层8中,有机纤维帘线相对于轮胎周向的角度被设定为例如0°~5°。
在胎面部1中的胎体层4的外周侧配有胎面橡胶层10,在胎侧部2中的胎体层4的外周侧(轮胎宽度方向外侧)配有胎侧橡胶层20,在胎圈部3中的胎体层4的外周侧(轮胎宽度方向外侧)配有轮辋缓冲橡胶层30。胎面橡胶层10具有将物性不同的2种橡胶层(构成胎面部1的踏面的胎面冠部11、和被配置在其内周侧的胎面基部12)沿轮胎径向叠层了的结构。
本发明的轮胎用橡胶组合物主要被用于这样的轮胎的胎面冠部11。因此,使用本发明的轮胎用橡胶组合物的轮胎只要胎面部1(胎面橡胶层10)由胎面冠部11和胎面基部12构成,其它部位的基本结构就不限定于上述结构。
在本发明的轮胎用橡胶组合物中,橡胶成分为二烯系橡胶,必定包含后述特定共轭二烯系橡胶。二烯系橡胶100质量%中的特定共轭二烯系橡胶的比例为60质量%~95质量%,优选为70质量%~85质量%。通过包含后述特定共轭二烯系橡胶,从而可以提高后述二氧化硅的分散性,改善低燃耗性。如果特定共轭二烯系橡胶的混配量小于60质量%则湿路性能降低。如果特定共轭二烯系橡胶的混配量超过98质量%则低燃耗性、耐磨损性降低。
特定共轭二烯系橡胶是使聚有机硅氧烷与具有活性末端的共轭二烯系聚合物链的活性末端反应而构成的共轭二烯系橡胶,上述具有活性末端的共轭二烯系聚合物链包含聚合物嵌段A、和聚合物嵌段B,并且是使这些聚合物嵌段A与聚合物嵌段B连续而形成的,上述聚合物嵌段A包含异戊二烯80质量%~95质量%和芳香族乙烯基化合物5质量%~20质量%,具有活性末端,且重均分子量为500~15,000,上述聚合物嵌段B包含1,3-丁二烯和芳香族乙烯基化合物,且具有活性末端。
作为上述聚合物嵌段A中的芳香族乙烯基化合物、可举出例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、乙烯基萘、二甲基氨基甲基苯乙烯、和二甲基氨基乙基苯乙烯等。它们之中,优选苯乙烯。这些芳香族乙烯基化合物可以分别单独使用,或组合使用2种以上。
聚合物嵌段A的重均分子量(Mw)如上述那样为500~15,000,优选为1,000~12,000,更优选为1,500~10,000为好。如果聚合物嵌段A的重均分子量小于500,则所希望的低滚动性能和湿路性能不易表现。如果聚合物嵌段A的重均分子量超过15,000,则具有成为所希望的低滚动性能和湿路性能的指标的粘弹性特性的平衡崩溃的可能性。重均分子量为通过凝胶渗透色谱(GPC)而测定的聚苯乙烯换算的值。
聚合物嵌段A的异戊二烯单元含量如上述那样为80~95质量%,优选为85~95质量%,更优选为87质量%~95质量%为好。此外,聚合物嵌段A的芳香族乙烯基化合物含量如上述那样为5~20质量%,优选为5~15质量%,更优选为5~13质量%为好。
聚合物嵌段A可以包含除异戊二烯和芳香族乙烯基化合物以外的单体单元,但除异戊二烯和芳香族乙烯基化合物以外的单体单元的含量优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为6质量%以下为好。作为除异戊二烯和芳香族乙烯基化合物以外的单体单元,可举出例如1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、和1,3-己二烯等除异戊二烯以外的共轭二烯;丙烯腈、和甲基丙烯腈等α,β-不饱和腈;丙烯酸、甲基丙烯酸、和马来酸酐等不饱和羧酸或酸酐;甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、和丙烯酸丁酯等不饱和羧酸酯;1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯、二环戊二烯、和5-亚乙基-2-降冰片烯等非共轭二烯;等。
聚合物嵌段B中的芳香族乙烯基化合物的具体例和适合的方案与聚合物嵌段A同样,如上所述。此外,聚合物嵌段B的1,3-丁二烯单元含量没有特别限定,但优选为55质量%~95质量%,更优选为55质量%~90质量%为好。聚合物嵌段B的芳香族乙烯基化合物单元含量没有特别限定,但优选为5质量%~45质量%,更优选为10质量%~45质量%为好。
聚合物嵌段B除了1,3-丁二烯单元和芳香族乙烯基化合物单元以外,还可以进一步具有其它单体单元。作为为了构成其它单体单元而被使用的其它单体,可举出上述“除异戊二烯以外的单体之中的除芳香族乙烯基化合物以外的例子”之中的除1,3-丁二烯以外的物质、异戊二烯等。聚合物嵌段B的其它单体单元的含量优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为35质量%以下为好。
从生产性的观点考虑,使上述聚合物嵌段A与上述聚合物嵌段B连续而形成的具有活性末端的共轭二烯系聚合物链优选由聚合物嵌段A-聚合物嵌段B构成,且聚合物嵌段B的末端为活性末端,但也可以具有多个聚合物嵌段A,也可以具有其它聚合物嵌段。可举出例如,聚合物嵌段A-聚合物嵌段B-聚合物嵌段A、和聚合物嵌段A-聚合物嵌段B-仅由异戊二烯构成的嵌段等、具有活性末端的共轭二烯系聚合物链。上述具有活性末端的共轭二烯系聚合物链中的聚合物嵌段A与聚合物嵌段B的质量比(在聚合物嵌段A、B具有多个的情况下,以各自的合计质量作为基准),作为(聚合物嵌段A的质量)/(聚合物嵌段B的质量),优选为0.001~0.1,更优选为0.003~0.07,进一步优选为0.005~0.05为好。
聚有机硅氧烷通过下述式(1)而表示。在下述式(1)中,R1~R8为碳原子数1~6的烷基、或碳原子数6~12的芳基,它们彼此可以相同也可以不同。X1和X4为选自碳原子数1~6的烷基、碳原子数6~12的芳基、碳原子数1~5的烷氧基、和含有环氧基的碳原子数4~12的基团中的任一基团,它们彼此可以相同也可以不同。X2为碳原子数1~5的烷氧基、或含有环氧基的碳原子数4~12的基团,多个X2彼此可以相同也可以不同。X3为含有2~20的亚烷基二醇的重复单元的基团,在X3具有多个时,它们彼此可以相同也可以不同。m为3~200的整数,n为0~200的整数,k为0~200的整数。
在本发明的轮胎用橡胶组合物中,橡胶成分除了上述特定共轭二烯系橡胶以外,还可以混配聚丁二烯橡胶。在并用聚丁二烯橡胶的情况下,其混配量在二烯系橡胶100质量%中优选为5质量%~40质量%,更优选为15质量%~30质量%。通过这样并用聚丁二烯橡胶,从而可以减少橡胶组合物的玻璃化转变温度,有利于提高耐磨损性。如果聚丁二烯橡胶的混配量小于5质量%则耐磨损性降低。如果聚丁二烯橡胶的混配量超过40质量%则湿路性能降低。
在橡胶成分包含聚丁二烯橡胶的情况下,聚丁二烯橡胶优选为改性聚丁二烯橡胶。通过使用改性聚丁二烯橡胶,从而有利于使滚动阻力更小。改性聚丁二烯橡胶优选具有与二氧化硅具有反应性的官能团。作为这样的官能团,可以举出例如羟基、羟基甲硅烷基、烷氧基、羧基、氨基等。改性聚丁二烯橡胶可以通过通常的方法制造,也可以从市售品中适当选择而使用。
本发明的轮胎用橡胶组合物相对于上述二烯系橡胶,必定混配二氧化硅作为填充剂。在本发明中使用的二氧化硅的CTAB吸附比表面积为185m2/g以上,优选为190m2/g~210m2/g。通过这样使用粒径小的二氧化硅,从而可以提高湿路性能。作为二氧化硅,可以使用在轮胎用橡胶组合物中通常被使用的二氧化硅,例如湿式法二氧化硅、干式法二氧化硅或表面处理二氧化硅等。二氧化硅可以从被市售的物质中适当选择而使用。此外也可以使用通过通常的制造方法而获得的二氧化硅。
二氧化硅的混配量相对于上述二烯系橡胶100质量份为55质量份~90质量份,优选为70质量份~80质量份。通过这样混配适度量的二氧化硅,从而有利于平衡好地兼有低燃耗性能、湿路性能、和耐磨损性能。如果二氧化硅的混配量小于55质量份则耐磨损性降低。如果二氧化硅的混配量超过90质量份则低燃耗性恶化。
本发明的橡胶组合物可以混配除二氧化硅以外的其它填充剂。作为其它无机填充剂,可以例示例如,炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、云母、氢氧化铝等在轮胎用橡胶组合物中一般被使用的材料。
对于本发明的轮胎用橡胶组合物,在混配上述二氧化硅时,必定并用硅烷偶联剂。通过混配硅烷偶联剂,从而可以提高二氧化硅相对于二烯系橡胶的分散性。硅烷偶联剂的种类,只要在二氧化硅混配的橡胶组合物中能够使用,就没有特别限制,可以例示例如,双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-辛酰基硫丙基三乙氧基硅烷等含有硫的硅烷偶联剂。它们之中,可以特别适合使用分子中具有四硫键的物质。硅烷偶联剂的混配量相对于二氧化硅的混配量,优选为15质量%以下,更优选为3质量%~12质量%为好。如果硅烷偶联剂的混配量超过二氧化硅混配量的15质量%则硅烷偶联剂彼此缩合,不能获得橡胶组合物中的所希望的硬度、强度。
对于本发明的轮胎用橡胶组合物,在混配上述二氧化硅时,必定混配烷基硅烷作为增塑剂成分。通过混配烷基硅烷,从而可以抑制二氧化硅的凝集、橡胶组合物的粘度上升,使滚动阻力和湿路性能更优异。作为烷基硅烷,可举出例如单烷基三烷氧基硅烷、二烷基二烷氧基硅烷、三烷基单烷氧基硅烷。其中优选烷基三烷氧基硅烷,更优选烷基三乙氧基硅烷。作为烷基三乙氧基硅烷,优选具有碳原子数7~20的烷基的物质。作为碳原子数7~20的烷基,可举出庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基。其中从与二烯系橡胶的相容性的观点考虑,更优选碳原子数8~10的烷基,进一步优选辛基、壬基。烷基硅烷的混配量相对于二氧化硅的质量,优选为0.1质量%~20质量%,更优选为1质量%~5质量%为好。如果烷基硅烷的混配量小于0.1质量%则滚动阻力恶化。如果烷基硅烷的混配量超过20质量%则湿路抓着降低。
本发明的胎面用橡胶组合物必定混配脂肪酸金属盐作为增塑剂成分。通过混配脂肪酸金属盐,从而可以抑制二氧化硅的凝集、橡胶组合物的粘度上升,使滚动阻力和湿路性能更优异。作为脂肪酸金属盐,可举出辛酸、十一碳烯酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、花生酸、木蜡酸、蜡酸、蜂花酸、肉豆蔻脑酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等各种脂肪酸、与锂、钠、钾等碱金属的盐。脂肪酸金属盐可以单独或将多个组合混配。脂肪酸金属盐的混配量相对于二氧化硅的质量,优选为2质量%~8质量%,更优选为3质量%~6质量%为好。如果脂肪酸金属盐的混配量小于2质量%,则滚动阻力恶化。如果脂肪酸金属盐的混配量超过8质量%,则湿路抓着降低。
在本发明的橡胶组合物中,可以添加除上述以外的其它混配剂。作为其它混配剂,可以例示硫化或交联剂、硫化促进剂、防老剂、液状聚合物、热固性树脂、热塑性树脂等一般被使用于轮胎用橡胶组合物的各种混配剂。这些混配剂的混配量只要不违背本发明的目的,就可以为以往的一般的混配量。此外,作为混炼机,可以使用通常的橡胶用混炼机械,例如,班伯里密炼机、捏合机、辊等。
本发明的轮胎用橡胶组合物主要被用于胎面冠部11,因此对构成在使用于轮胎的情况下被并用的胎面基部12的橡胶组合物的混配没有特别限定。但是,使用了本发明的轮胎用橡胶组合物的胎面冠部11优选与胎面基部12相比为高硬度,胎面冠部11与胎面基部12的硬度差以JIS-A硬度计优选为5以内,更优选为3以内为好。这样,在将本发明的轮胎用橡胶组合物使用于胎面冠部11时,通过使与胎面基部12的硬度差充分小,从而可以一边良好地维持操纵稳定性一边提高湿路性能。如果胎面冠部11与胎面基部12的硬度差过大则难以良好地维持操纵稳定性。需要说明的是,对于本发明的轮胎用橡胶组合物,胎面基部12的硬度没有特别限定,例如以JIS-A硬度计可以设定为56~63。
以下,通过实施例进一步说明本发明,但本发明的范围不限定于这些实施例。
实施例
在调制由表1所示的混配构成的14种轮胎用橡胶组合物(现有例1、比较例1~7、实施例1~6)时,分别将除硫和硫化促进剂以外的成分用1.7L的班伯里密炼机混炼5分钟,在达到145℃时放出而作为母料,在所得的母料中加入硫和硫化促进剂,用70℃的开放辊进行混炼从而获得了各轮胎用橡胶组合物。
使用所得的轮胎用橡胶组合物而硫化为吕普克(リュプケ)样品(厚度12.5mm,直径29mm的圆柱状)的形状,制作出试验片(硫化温度:160℃,硫化时间:20分钟)。使用所得的试验片,按照JIS K6253,通过硬度计的A型而测定温度20℃下的橡胶硬度,算出与胎面基部的硬度的硬度差,示于表1的“硬度差”的栏中。需要说明的是,在全部例子中胎面基部使用共通的橡胶,关于胎面基部也制作上述试验片,通过同样的方法而测定硬度,将从胎面基部的硬度减去了胎面冠部的硬度的值设为硬度差。
将所得的轮胎用橡胶组合物(现有例1、比较例1~7、实施例1~6)分别使用于胎面橡胶,制造出轮胎尺寸为235/60R18,具有图1的基本结构的充气轮胎(试验轮胎)。需要说明的是,关于除胎面橡胶以外的各部,在全部试验轮胎中使其为共通的。关于各试验轮胎,通过下述所示的方法,进行了湿路性能、低燃耗性能、耐磨损性能的评价。
湿路性能
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7.5J的车轮,使气压为230kPa,安装于排气量2,500cc的试验车辆,在湿润路面中测定了从时速100km的制动距离。评价结果使用测定值的倒数,以将现有例1设为100的指数值表示。该指数值越大则意味着制动距离越短,湿路性能越优异。
低燃耗性能
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7.5J的车轮,使气压为210kPa,使用室内鼓试验机(鼓径:1707mm),在负载相当于JATMA年鉴2009年版记载的该气压下的最大负载荷重的85%的荷重而按压于鼓的状态下,测定了以速度80km/h进行了行驶时的滚动阻力。评价结果使用测定值的倒数,由将现有例1的值设为100的指数表示。该指数值越大则意味着滚动阻力越小,低燃耗性能越优异。
耐磨损性能
将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7.5J的车轮,使气压为230kPa,安装于排气量2,500cc的试验车辆,测定在干燥路面行驶了20,000km后的槽深度,从而测定了耐磨损性。评价结果由将现有例1的值设为100的指数表示。该指数值越大,则意味着耐磨损性越优异。
[表1]
下述显示在表1中使用了的原材料的种类。
·共轭二烯系橡胶1:日本ゼオン社制NS560
·共轭二烯系橡胶2:日本ゼオン社制NS540
·BR1:聚丁二烯橡胶,日本ゼオン社制Nipol BR1220
·BR2:聚丁二烯橡胶,JSR社制BR54
·CB:炭黑,東海カーボン社制シーストKHA
·二氧化硅1:Solvay社制ZEOSIL 1165MP(CTAB吸附比表面积:156m2/g)
·二氧化硅2:EVONIK社制ULTRASIL 9100GR(CTAB吸附比表面积:202m2/g)
·硅烷偶联剂:信越化学社制KBE-846
·烷基硅烷:烷基三乙氧基硅烷(正辛基三乙氧基硅烷),信越化学社制KBE-3083
·脂肪酸金属盐:SKRUKTOL社制HT207
·芳香油:出光兴产社制ダイアナプロセスNH-70S
·防老剂:LANXESS社制VULKANOX 4020
·蜡:NIPPON SEIRO社制OZOACE-0015A
·氧化锌:ZM Silesia社制Zinc Oxide
·硬脂酸:IOI Acidchem社制PALMAC 1600
·硫化促进剂:大内新兴化学社制ノクセラーTOT-N
·硫:鹤见化学工业社制サルファックス5
由表1明确了,实施例1~6的轮胎相对于现有例1,提高了湿路性能、低燃耗性能、耐磨损性能,平衡好地兼有了这些性能。
另一方面,比较例1的轮胎由于特定共轭二烯系橡胶1的混配量少,因此湿路性能降低了。比较例2的轮胎由于特定共轭二烯系橡胶1的混配量多,因此低燃耗性能和耐磨损性能降低了。比较例3的轮胎由于二氧化硅的粒径大,因此湿路性能降低了。比较例4的轮胎由于二氧化硅的混配量少,因此耐磨损性能降低了。比较例5的轮胎由于二氧化硅的混配量多,因此低燃耗性能恶化了。比较例6的轮胎由于不包含脂肪酸金属盐,因此湿路性能和低燃耗性能恶化了。比较例7的轮胎由于不包含烷基硅烷,因此湿路性能和低燃耗性能恶化了。
符号的说明
1 胎面部
2 胎侧部
3 胎圈部
4 胎体层
5 胎圈芯
6 胎圈填胶
7 带束层
8 带束增强层
10 胎面橡胶层
11 胎面冠部
12 胎面基部
20 胎侧橡胶层
30 轮辋缓冲橡胶层
CL 轮胎赤道。

Claims (7)

1.一种轮胎用橡胶组合物,其特征在于,是含有二烯系橡胶、二氧化硅、硅烷偶联剂、脂肪酸金属盐、和烷基硅烷的轮胎用橡胶组合物,
所述二烯系橡胶含有特定共轭二烯系橡胶60质量%~95质量%,所述特定共轭二烯系橡胶是使聚有机硅氧烷与具有活性末端的共轭二烯系聚合物链的所述活性末端反应而成的,上述具有活性末端的共轭二烯系聚合物链包含聚合物嵌段A、和聚合物嵌段B,且是使所述聚合物嵌段A与所述聚合物嵌段B连续而形成的,所述聚合物嵌段A包含异戊二烯80质量%~95质量%和芳香族乙烯基化合物5质量%~20质量%,具有活性末端,且重均分子量为500~15,000,所述聚合物嵌段B包含1,3-丁二烯和芳香族乙烯基化合物,且具有活性末端,
所述二氧化硅的CTAB吸附比表面积为185m2/g以上,所述二氧化硅相对于所述二烯系橡胶100质量份的混配量为55质量份~90质量份。
2.根据权利要求1所述的轮胎用橡胶组合物,其特征在于,所述二烯系橡胶含有聚丁二烯橡胶5质量%~40质量%。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎用橡胶组合物,其特征在于,所述硅烷偶联剂在分子中具有四硫键。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的轮胎用橡胶组合物,其特征在于,所述脂肪酸金属盐的混配量为所述二氧化硅的混配量的2质量%~8质量%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的轮胎用橡胶组合物,其特征在于,所述烷基硅烷的混配量为所述二氧化硅的混配量的0.1质量%~20质量%。
6.一种轮胎,其特征在于,是具备沿轮胎周向延伸而形成环状的胎面部,具有构成所述胎面部的踏面的胎面冠部和被配置在其内周侧的胎面基部的轮胎,所述胎面冠部由权利要求1~5中任一项所述的轮胎用橡胶组合物构成。
7.根据权利要求6所述的轮胎,其特征在于,所述胎面基部和所述胎面冠部的硬度差以JIS-A硬度计为5以内。
CN202280035882.8A 2021-06-11 2022-03-15 轮胎用橡胶组合物 Pending CN117321130A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-097864 2021-06-11
JP2021097864A JP7196953B1 (ja) 2021-06-11 2021-06-11 タイヤ
PCT/JP2022/011627 WO2022259678A1 (ja) 2021-06-11 2022-03-15 タイヤ用ゴム組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117321130A true CN117321130A (zh) 2023-12-29

Family

ID=84425827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280035882.8A Pending CN117321130A (zh) 2021-06-11 2022-03-15 轮胎用橡胶组合物

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7196953B1 (zh)
CN (1) CN117321130A (zh)
DE (1) DE112022002033T5 (zh)
WO (1) WO2022259678A1 (zh)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP5663146B2 (ja) * 2009-05-29 2015-02-04 株式会社ブリヂストン 変性共役ジエン系重合体の製造方法、変性共役ジエン系重合体、ゴム組成物、空気入りタイヤ
US8697793B2 (en) * 2010-03-19 2014-04-15 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for use in tires
JP5772224B2 (ja) * 2011-05-30 2015-09-02 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
CN104302676B (zh) * 2012-09-28 2017-02-22 日本瑞翁株式会社 共轭二烯系橡胶的制造方法
JP2016011334A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 日本ゼオン株式会社 変性共役ジエン系ゴムの組成物
JP6481634B2 (ja) * 2016-02-12 2019-03-13 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
EP3572460B1 (en) * 2017-01-17 2021-11-24 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Tire tread rubber composition and pneumatic tire
JP6881583B2 (ja) * 2017-07-21 2021-06-02 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
JP6965651B2 (ja) * 2017-09-13 2021-11-10 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7006425B2 (ja) * 2018-03-22 2022-02-10 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP7248656B2 (ja) * 2018-03-27 2023-03-29 日本ゼオン株式会社 共役ジエン系ゴムの製造方法
JP6791201B2 (ja) * 2018-05-16 2020-11-25 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2020175344A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 住友化学株式会社 加硫ゴム組成物
JP7188344B2 (ja) * 2019-09-30 2022-12-13 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023002855A (ja) 2023-01-11
WO2022259678A1 (ja) 2022-12-15
JP7196953B1 (ja) 2022-12-27
DE112022002033T5 (de) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11041066B2 (en) Rubber composition for tire tread
US10087313B2 (en) Rubber composition for tire treads
US9284439B2 (en) Tire rubber composite and pneumatic tire
US8127812B2 (en) Pneumatic tire having cap tread including crosslinked rubber particles
US20070037915A1 (en) Rubber composition for pneumatic tire and pneumatic tire
WO2013008927A1 (ja) タイヤ用ゴム組成物
US9416258B2 (en) Rubber composition for tire, and pneumatic tire
EP3466718B1 (en) Tire for two-wheel vehicles
JP2019104484A (ja) 空気入りタイヤ
JP2005281621A (ja) 空気入りタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2019017449A1 (ja) 空気入りタイヤ
WO2018135530A1 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2007284542A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6795098B2 (ja) 空気入りタイヤ
CN109071888B (zh) 轮胎用橡胶组合物
CN108602988B (zh) 轮胎用橡胶组合物
CN117321130A (zh) 轮胎用橡胶组合物
JP2007284572A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012031309A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
CN116348314A (zh) 充气轮胎

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination