[发明专利]用于胎面的橡胶组合物和充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于胎面的橡胶组合物、和使用该橡胶组合物生产的充气轮胎。

背景技术

近年来，从环境保护的角度看，要求通过降低滚动阻力来提升汽车轮胎的能源经济性。另外，从安全性与耐用性等性能的角度看，也要求更高水平的抓地性能(特别是湿抓地性能)、抗磨损性和操纵稳定性。这些轮胎性能很大程度上是基于胎面的性能。因此，关于用于胎面的橡胶组合物的改进已有许多研究。

关于这些性能，例如，低滚动阻力与高湿抓地性能是互相矛盾的。改进这些性能的一种尝试是使用二氧化硅、改性橡胶和高活性硅烷偶联剂。然而，二氧化硅倾向于降低抗磨损性，因为二氧化硅一般与橡胶成分亲和性较低，从而带来与炭黑相比较小的补强效果。

专利文件1教导使用树脂比如苯并呋喃树脂、石油树脂和/或酚醛树脂来与丁苯橡胶相结合，以便生产一种具有改进的抓地性能的轮胎橡胶组合物。依然难以做到以平衡的方式提升能源经济性、抓地性能(特别湿抓地性能)、抗磨损性和操纵稳定性，所以仍然需要进一步改进。

专利文件1：JP 2005-350535A

发明内容

本发明目的是解决这些问题，并提供一种以平衡方式提升能源经济性、抓地性能(特别是湿抓地性能)、抗磨损性和操纵稳定性的用于胎面的橡胶组合物，并且提供一种用这种橡胶组合物生产的充气轮胎。

本发明涉及一种用于胎面的橡胶组合物，它包括软化点不低于40℃的固态树脂与从油、液态苯并呋喃-茚树脂和液态茚树脂中选出的至少一种软化剂的熔融混合物，该熔融混合物中固态树脂与软化剂的质量比为90/10至50/50。

固态树脂优选是选自由α-甲基苯乙烯和/或苯乙烯的芳香乙烯基聚合物、苯并呋喃-茚树脂、茚树脂、萜烯树脂和松香树脂所构成的组中的至少一种。

该熔融混合物优选在室温下呈固态形式。优选该橡胶组合物进一步包括丁苯橡胶和二氧化硅。丁苯橡胶优选是用改性剂进行末端改性的溶液聚合丁苯橡胶。

本发明还涉及一种具有由上述橡胶组合物生产的胎面的充气轮胎。

根据本发明，这种用于胎面的橡胶组合物包括由具有特定软化点的固态树脂与特定软化剂组成的熔融混合物，可用来提供一种以平衡方式提升能源经济性、抓地性能(特别是湿抓地性能)、抗磨损性和操纵稳定性的充气轮胎。

具体实施方式

根据本发明，这种用于胎面的橡胶组合物包括软化点不低于40℃的固态树脂与从油、液态苯并呋喃-茚树脂和液态茚树脂中选出的至少一种软化剂的熔融混合物。

该橡胶组合物包含一种通过固态树脂与软化剂经预先熔融-混合而制备的熔融混合物，与通过固态树脂和软化剂经简单混合而制备的橡胶组合物相比，本发明的橡胶组合物使得显著提升湿抓地性能和抗磨损性并减小滚动阻力成为可能。因此，轮胎的滚动阻力性能、抓地性能、抗磨损性和操纵稳定性能以平衡的方式得到提升。

该橡胶组合物包含橡胶成分。橡胶成分中可以包含的橡胶例子包括天然橡胶(NR)、环氧化天然橡胶(ENR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)和丁腈橡胶(NBR)。其中任何一种可以单独使用，也可两种或多种联合使用。特别地，SBR是优选的，因为它可提升上述性能的平衡性。更优选SBR与BR和/或NR联合使用。

SBR没有特别限制，其例子包括轮胎工业中常用的SBR，例如乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)和溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)。在SBR中，溶液聚合SBR较优选，因为它可提供优良的抓地性能和滚动阻力性能。用改性剂进行末端改性的溶液聚合SBR(改性S-SBR)则更优选。

可用于SBR改性的改性剂例子包括：3-氨丙基二甲基甲氧基硅烷，3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氨丙基乙基二甲氧基硅烷和3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中任何一种可以单独使用，也可两种或多种联合使用。特别地，3-氨丙基三甲氧基硅烷较为合适，因为它易与聚合物偶联，且与填料亲和性较高。

SBR可以用常规的已知方法中使用的改性剂进行改性，例如JP H06-53768B和JPH06-57767B公开的方法。例如，可以使SBR和改性剂互相接触来进行改性，这可以通过把改性剂加入SBR溶液导致二者反应来实现。