[发明专利]气密层用橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种气密层用橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

存在一种降低轮胎滚动阻力从而抑制生热量并由此获得车辆的燃料经济性的方法。近年来，从轮胎方面实现车辆燃料经济性的需求已经增加。人们期望从需要高气密性的气密层和占据轮胎大部分的胎面的改进方面获得燃料经济性。用于获得气密层用橡胶组合物的低生热性的已知方法的例子包括使用低补强填料的方法、以及减少补强填料含量的方法。此外，人们还试图通过使用二氧化硅作为填料从而获得低生热。

然而，用于从填料方面获得燃料经济性(低生热性)的上述方法的问题在于橡胶组合物的硬度降低，这使得轮胎变软并降低了抗挠曲疲劳性。因此，难以同时获得出色的低生热性和高抗挠曲疲劳性。

同时，天然橡胶已广泛用于气密层。天然橡胶具有比其它合成橡胶更高的门尼粘度，因此具有低加工性。因此，所使用的天然橡胶通常与胶溶剂一起加入，然后进行素炼以便橡胶具有降低的门尼粘度。在使用天然橡胶的情况下，这种工艺的要求降低了生产率。此外，素炼引起了天然橡胶中的分子链断裂，由此，存在的问题是会导致天然橡胶实质具有的高重均分子量聚合物的性能的损失(例如，高耐磨性、燃料经济性、和橡胶强度)。

专利文献1公开了一种使用天然橡胶和环氧化天然橡胶所生产的橡胶组合物以便增加非石油资源的含量。然而，该橡胶组合物仍然在如下方面存在改进的空间：获得低生热性和抗挠曲裂纹生长性的同时获得良好气密性以及同时改进加工性。

专利文献1：JP 2007-169431A。

发明内容

本发明目的在于提供一种气密层用橡胶组合物，该组合物解决了上述问题，并且能够在具有足够出色的加工性能以致消除对素炼的需求的同时，可获得出色的低生热性和较高的抗挠曲裂纹生长性，并进一步获得良好的气密性。本发明的目的还在于提供一种使用该橡胶组合物所生产的充气轮胎。

本发明涉及一种气密层用橡胶组合物，其包括：包含具有200ppm以下磷含量的改性天然橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白色填料。

基于100质量％的橡胶组分，橡胶组合物优选包含1至30质量％的改性天然橡胶。改性天然橡胶优选包含0.3质量％以下的氮。此外，改性天然橡胶优选具有20质量％以下的凝胶含量，所述凝胶含量被测定作为甲苯不溶物的含量。

改性天然橡胶优选通过对天然胶乳进行皂化来生产。

白色填料优选二氧化硅。

本发明还涉及用于生产气密层用橡胶组合物的方法，该方法没有素炼改性天然橡胶的步骤。

本发明还涉及包括使用该橡胶组合物生产的气密层的充气轮胎。

根据本发明的橡胶组合物包括：具有200ppm以下的磷含量的改性天然橡胶(在下文中，也称为“HPNR”)；以及炭黑和/或白色填料，并且因此同时具有出色的低生热性和较高的抗挠曲裂纹生长性，并进一步具有良好的气密性。该橡胶组合物也具有足够出色的加工性能以消除对素炼的特别需要。

具体实施方式

本发明的气密层用橡胶组合物包括：包含具有200ppm以下的磷含量的改性天然橡胶的橡胶组分；以及炭黑和/或白色填料。本发明采用具有较低水平或不含蛋白质、凝胶部分、和包含于天然橡胶(NR)中的磷脂的改性天然橡胶(HPNR)，并且因此，可在不降低炭黑和/或白色填料含量的同时获得燃料经济性。因此，通过填料的补强作用可同时获得较高的橡胶强度，以便兼顾获得低生热性和抗挠曲裂纹生长性。

此外，本发明的包含HPNR的橡胶组合物与仅包含丁基橡胶或丁基橡胶和普通NR的组合作为橡胶组分的橡胶组合物相比，具有改进的气密性。具有HPNR的未硫化橡胶组合物也具有出色的生产率，这是因为当其没有预先素炼就与其它组分例如填料混合时呈现出良好的加工性。

改性天然橡胶(HPNR)具有200ppm以下的磷含量。超过200ppm的磷含量趋向于在存储期间增加凝胶含量并增加硫化橡胶组合物的tanδ。磷含量优选150ppm以下，并更优选100ppm以下。此处，磷含量可以通过常规方法例如ICP发射光谱法来测定。磷来源于磷脂(磷化合物)。

改性天然橡胶优选基本上不含磷脂。此处，“基本上不含磷脂的”的改性天然橡胶是指改性天然橡胶在其样品的氯仿提取物的³¹P-NMR谱中没有与磷脂对应的在-3ppm至1ppm之间的峰。与磷对应的在-3ppm和1ppm之间的峰是指在磷脂磷组分中与磷酸酯结构对应的峰。