[发明专利]具有含双重二氧化硅成分的胎面橡胶组合物的轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及具有固化橡胶组合物的胎面的轮胎，该组合物含双重二氧化硅 成分，即同时含有亲水的沉淀二氧化硅和原位疏水化的沉淀二氧化硅。

背景技术

以前已经提出了具有含亲水二氧化硅或含已经被疏水化的亲水二氧化硅 的橡胶组合物的胎面的轮胎。

本发明一个的重要方面是提供橡胶组合物的轮胎胎面，该组合物含有亲水 的沉淀二氧化硅和已经在弹性体基质中原位疏水化的亲水沉淀二氧化硅的组 合。换句话说，这种轮胎胎面橡胶组合物含双重二氧化硅成分，即同时含有亲 水的沉淀二氧化硅和原位疏水化的沉淀二氧化硅。

在一个实施方案中，疏水化的沉淀二氧化硅是已经通过用例如烷氧基硅 烷、有机烷氧基甲硅烷基多硫化物(二氧化硅偶联剂)和有机巯基烷氧基硅烷(二 氧化硅偶联剂)的至少一种预处理，优选用任选地还包括烷氧基硅烷的有机烷氧 基甲硅烷基多硫化物或有机巯基烷氧基硅烷偶联剂，在橡胶组合物中原位处理 而疏水化的亲水的沉淀二氧化硅。

亲水的沉淀二氧化硅是没有用疏水剂疏水化，特别是没有用硅烷基疏水 剂，尤其是含硅氧烷的疏水剂(用于亲水的沉淀二氧化硅)疏水化的沉淀二氧化 硅。

实际上，本文中认为这种原位疏水化的沉淀二氧化硅的橡胶增强作用不同 于亲水的沉淀二氧化硅的增强作用，特别是当沉淀的二氧化硅已经被所述的有 机烷氧基甲硅烷基多硫化物或有机巯基烷氧基硅烷偶联剂疏水化时。

历史上，合成的无定形沉淀二氧化硅是典型的亲水(喜水的)性质，因此通 常不易与橡胶组合物中的二烯基弹性体相容。为此，对于含大量沉淀二氧化硅 的橡胶组合物，通常希望将沉淀二氧化硅疏水化，使其与用于轮胎胎面的橡胶 组合物中的二烯基弹性体更相容。

对于本发明，虽然没有完全理解机理，但观察到在二烯基弹性体轮胎胎面 组合物中使用双重沉淀二氧化硅成分的组合，即原位疏水化(尤其是当用有机烷 氧基甲硅烷基多硫化物或有机巯基烷氧基硅烷偶联剂原位疏水化时)的沉淀二氧 化硅与亲水的沉淀二氧化硅的组合能有益地提供一种轮胎胎面，其具有一种或 多种与仅使用这种疏水化的沉淀二氧化硅时或仅使用亲水的沉淀二氧化硅时相 比不同的物理性能。例如，观察到相比于含大量原位疏水化的沉淀二氧化硅(特 别是当用这种二氧化硅偶联剂原位疏水化时)而不存在亲水的沉淀二氧化硅的轮 胎胎面，通过使用双重二氧化硅成分的如此组合能获得具有较高湿摩擦系数的 轮胎胎面行驶面。显然二氧化硅偶联剂原位处理的沉淀二氧化硅起到增强轮胎 胎面橡胶组合物的所需物理性能的作用，而亲水的沉淀二氧化硅几乎不能以疏 水化的沉淀二氧化硅的方式增强胎面橡胶的物理性能，但是它能特别增强胎面 橡胶行驶面的湿摩擦系数，其效果相比于用疏水化的二氧化硅所获得的要好很 多。

因此，虽然没有完全理解机理，但可以预见疏水化的沉淀二氧化硅增强所 需的物理性能，而亲水的(喜水的)沉淀二氧化硅能有益地增强胎面橡胶表面的湿 牵引力，因而有益于轮胎胎面在湿驾驶条件下的牵引性能。

本文中认为在轮胎胎面中使用这种双重二氧化硅成分是新颖的，并且是背 离过去实践的。

因此存在的挑战是如何适宜地在轮胎胎面橡胶组合物中获得这种双重二 氧化硅成分的组合。

在本发明的说明书中，术语“phr”指某物质或成分相对于每100重量份弹 性体的重量份。术语“橡胶”和“弹性体”可以互换使用，除非另有说明。术语“固 化”和“硫化”可以互换使用，除非另有说明。

发明内容

根据本发明，提供具有包括轮胎胎面行驶面的圆周形橡胶胎面的轮胎，构 成该胎面的橡胶组合物含有包括原位疏水化的沉淀二氧化硅和亲水的沉淀二氧 化硅的组合的双重二氧化硅成分。

这种原位疏水化的沉淀二氧化硅是在橡胶组合物中被原位疏水化的亲水 的沉淀二氧化硅。

实际上，所述疏水的沉淀二氧化硅可以在橡胶组合物中通过用例如烷氧基 硅烷、有机烷氧基甲硅烷基多硫化物(二氧化硅偶联剂)和有机巯基烷氧基硅烷 (二氧化硅偶联剂)的至少一种处理，和优选用任选地包括这种烷氧基硅烷的这种 有机烷氧基甲硅烷基多硫化物或有机巯基硅烷处理而原位疏水化。这种处理可 以在密闭式橡胶混合器中在橡胶组合物中原位完成。

具体实施方式

在一个实施方案中，基于重量份每100重量份橡胶(phr)所述轮胎胎面橡胶 组合物包括：

(A)至少一种共轭二烯基弹性体，和