[发明专利]含有环状多硫化物作为硫化剂的橡胶组合物

说明书

本申请是2004年10月13日提交的、申请号为200480007072.3、发明名称为“含有环状多硫化物作为硫化剂的橡胶组合物及由其制备的充气轮胎”的中国发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物及由其制备的充气轮胎，所述组合物含有环状多硫化物作为硫化剂并且具有硫磺可硫化橡胶的多种改善的硫化性能(例如，在某些情况下结合其它特定组分，抗热老化性、发热性、断裂特性、耐疲劳性、湿滑性、附着性能、冰雪路面刹车性能、高速耐久性、滚动阻力、横向稳定性、高硬度、高强度、高伸长率等)。 

背景技术

由于通过硫磺硫化得到的交联橡胶包含多硫键，因此其耐热性和硫化返原性差。为了改善耐热性和硫化返原性的问题，已知硫化剂例如四硫化物聚合物或环状多硫化物是有效的(Sho Yamazaki，等：The Society ofRubber industry，Japan，1981Research Presentation Conference Abstract，P.532-17，以及日本未审专利公开(Kokai)No.10-120788)。特别地，就交联效率而言环状多硫化物是优选的，但至今报导的制备环状多硫化物的方法存在一些问题，如制备过程长、使用昂贵的材料等，因而缺乏可实用性(即日本未审专利公开(Kokai)No.58-122944和日本未审专利(Kokai)No.2002-293783)。 

近年来，充气轮胎已在多个方面得到改善。在这些改进中，为了提高 抗热老化性能，日本未审专利公开(Kokai)No.6-57040提出了EV交联的方法(即混入大量硫化促进剂以降低多硫键的比例)，但其具有动态耐疲劳性较差的问题。因此在日本未审专利公开(Kokai)No.2002-293783中公开了一种解决抗热老化性和动态耐疲劳性之间这种权衡的方法，但情况仍不能满足需要。 

此外，作为充气轮胎用的轮胎胎面胶，由于改善耐磨性或附着性能是必需的，已经找到了具有高拉伸强度或断裂伸长率的橡胶组合物。另一方面，轮胎胎面胶容易降解。伴随着老化，胎面发生硬化和附着力下降。不仅如此，在某些情形下，甚至有胎面剥落等危险。为改善高性能轮胎的附着力持久性，例如已经对硫化剂或硫化促进剂的使用作了研究，但特别是在具有大量填料的橡胶组合物中，不能以令人满意的水平同时满足附着力和其持久性(参见日本未审专利公开(Kokai)No.2001-348461和日本未审专利公开(Kokai)No.10-151906)。 

对于缓冲层橡胶来说，为了改善高速耐久性，已在寻找提供高拉伸强度和断裂伸长率的橡胶组合物。另一方面，也已在寻找用于改善操纵稳定性的高硬度缓冲层橡胶和用于改善燃料效率的低tanδ缓冲层橡胶。这些物理性质处于权衡状态。从这一角度考虑，已在寻找提供高硬度、高强度和伸长率且不会导致tanδ升高的橡胶组合物。 

此外，在近年来对充气轮胎的多种改进中，对于胎圈外护胶来说，为了改善耐疲劳性，已在寻找提供高拉伸强度和断裂伸长率的橡胶组合物(例如参见日本未审专利公开(Kokai)No.2002-105249)。另一方面，也已在寻找用于改善操纵稳定性的高硬度缓冲层橡胶和用于改善燃料效率的低tanδ缓冲层橡胶(例如参见日本未审专利公开(Kokai)No.5-51487)。这些物理性质处于权衡状态。从这一角度考虑，已在寻找提供高硬度、高强度和伸长率且不会导致tanδ升高的橡胶组合物。 

存在对紧急情况下可行驶的充气轮胎的需求，这种轮胎可使其甚至在用于汽车等期间被刺穿、燃烧等情况下行驶一定距离和迅速降低内部压力， 即防爆轮胎。为满足这一需求，已提出多种建议。作为一种建议，例如日本未审专利公开(Kokai)No.10-297226和日本国家公开(Tokuhyo)No.2001-519279公开了在充气轮胎的空腔的轮缘上安装缺气行驶支撑物(中心环)以及使用它支撑刺穿的或其它方式损伤的充气轮胎以使得能够进行缺气行驶操作。用于这种防爆轮胎的侧面增强层的橡胶要求具有低发热性能和高硬度特征，并由此混入了大量聚丁二烯橡胶(BR)或者使用了高交联密度配方。然而，所述胎侧增强橡胶要求具有强的耐热性和耐疲劳性特征，因此若试图通过EV交联而提高耐热性(也就是混入其量比硫磺多的硫化促进剂以提高单硫键和二硫键的比例)，则弯曲疲劳强度会变差，而反过来，若使用常规交联(也就是说，提高硫磺的量超过所述促进剂和提高多硫化物的比例)，则可改善弯曲疲劳强度，但耐热性或老化性能会变差，也就是说这是一个自相矛盾的问题。