[发明专利]橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物以及一种充气轮胎。

背景技术

传统上，人们已进行了许多研究以通过降低轮胎的滚动阻力(也称为“通过提高滚动阻力性能”)来降低燃料消耗。例如，轮胎的胎面形成为双层结构(内层和表面层)，以及内层的胎面基部由具有出色的低发热性的橡胶组合物制成。然而，近年来，越来越强烈地需要进一步降低燃料消耗，并且要求用于胎面的橡胶组合物具有更出色的低发热性，其中作为轮胎各种组件中的胎面占据轮胎的较大部分。

已知的用于使胎面用橡胶组合物具有充足的低发热性的方法为其中降低橡胶组合物中的增强填料含量的方法。然而，在该情况中，橡胶组合物的硬度降低，于是获得的轮胎发生软化，这不利地导致操控性能(操控稳定性)以及汽车的湿防滑性降低，并且导致轮胎的耐磨性降低。

传统上，将除了具有出色的抗扯强度的天然橡胶外，还含有用于提高抗挠裂性的丁二烯橡胶和用于提高耐候性和增强性的炭黑的橡胶组合物用作用于轮胎的胎侧壁的橡胶组合物。然而，如上所述，越来越强烈地需要进一步降低燃料消耗，从而要求不仅胎面而且胎侧壁均具有提高的滚动阻力性能。

为降低胎侧壁的滚动阻力，与用于胎面的方法相同，使用已知的其中增强填料含量被降低的方法。然而，不幸的是，橡胶组合物的强度会降低，于是获得的轮胎变得易于损坏。

天然橡胶可在各个轮胎部件中被使用，这是因为其具有较高的机械强度和出色的耐磨性。然而，在天然橡胶的情况中，由于过度硫化产生的返硫现象趋于发生，并且，不利地，燃料消耗易于增加。为抑制返硫现象并提高用于橡胶产品比如轮胎的可硫化橡胶组合物的耐热性，传统上已知的方法有其中硫化促进剂的混入量相对于作为硫化剂的硫的量而增加的方法，其中秋兰姆型硫化促进剂作为硫化促进剂被混入的方法、以及其他方法。

也已知通过在橡胶组合物中混入能形成由-(CH₂)₆-S-表示的长链交联结构的交联剂可抑制橡胶组合物的返硫。至于交联剂，已知有PERKALINK 900和Duralink HTS(皆由Flexsys公司制造)，以及Vulcuren KA9188(由Bayer AG公司制造)。这样的方法可抑制返硫现象；然而，燃料消耗会增加，并且机械强度降低，这不利地破坏了各种性能的平衡。

专利文献1公开了一种用于轮胎的包含无水二氧化硅和含水二氧化硅的橡胶组合物，用于提高湿防滑性而不降低耐磨性和不提高燃料消耗。然而，在低发热性方面，仍有改进的空间。

专利文献1：JP 2003-192842A。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡胶组合物以及使用该橡胶组合物的充气轮胎，该橡胶组合物解决了上述问题并且具有出色的低发热性和较高的强度。

本发明涉及一种橡胶组合物，该橡胶组合物包含橡胶组分和以100质量份的橡胶组分为基准10～150质量份的二氧化硅。橡胶组分包含用式(1)表示的化合物改性的丁二烯橡胶：

其中，R¹、R²和R³是相同的或不同的，并且各自独立地代表烷基、烃氧基、甲硅氧基、缩醛基、羧基、巯基、或其衍生物；R⁴和R⁵是相同的或不同的，并且各自独立地代表氢原子或烷基；并且n代表整数。

以100质量份的橡胶组分为基准，优选橡胶组合物还包括1～8质量份的脂肪族羧酸的锌盐与芳香族羧酸的锌盐的混合物。

改性丁二烯橡胶中的乙烯基含量优选为35质量％以下。

橡胶组合物优选用作用于胎面基部或胎侧壁的橡胶组合物。

本发明还涉及一种使用上述橡胶组合物制造的充气轮胎。

根据本发明的一方面，本发明涉及一种橡胶组合物，其包含橡胶组分和以100质量份的橡胶组分为基准10～150质量份的二氧化硅，其中该橡胶组分包含用特定化合物改性的丁二烯橡胶。于是，通过使用该橡胶组合物制备轮胎部件比如胎面基部和胎侧壁，可以提供具有出色的低发热性和较高强度的充气轮胎。

具体实施方式

本发明的橡胶组合物包含橡胶组分和以100质量份的橡胶组分为基准10～150质量份的二氧化硅。待混入橡胶组合物中的橡胶组分包含用上述式(1)表示的化合物改性的丁二烯橡胶(改性丁二烯橡胶)。包含改性丁二烯橡胶和二氧化硅的橡胶组合物可具有出色的低发热性同时保持较高的橡胶强度。