[发明专利]具有胎面的充气轮胎

说明书

技术领域

非常希望轮胎具有良好的耐湿滑性（wet skid resistance），低的滚动阻力(rolling resistance)和良好的磨损特性。传统上在不牺牲轮胎的抗湿滑性和牵引特性的情况下很难改进轮胎的磨损特性。这些性能在很大的程度上取决于在制造轮胎时所使用的橡胶的动态粘弹性。

为了降低滚动阻力和改进轮胎的胎面磨损性，具有高回弹率的橡胶传统上用于制造轮胎胎面橡胶复合物。另一方面，为了提高轮胎的抗湿滑性，经历大的能量损失或滞后（hysteresis）的橡胶一般用于轮胎胎面。为了平衡这两种在粘弹性上不一致的性能，各种类型的合成和天然橡胶的混合物通常用于轮胎胎面。例如，丁苯橡胶（styrene-butadiene rubber）和聚丁二烯橡胶的各种混合物通常用作汽车轮胎胎面的橡胶状材料。

本发明的概述

本发明涉及包括接触地面的胎面的充气轮胎，该胎面包括橡胶组合物，该组合物包括

约60-约90 phr的溶液聚合的丁苯橡胶，其具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化；

约40-约10 phr的高顺式聚丁二烯；和

约50-约150 phr的硅石。

本发明的详细说明

这里公开了包括接触地面的胎面的充气轮胎，该胎面包括橡胶组合物，该组合物包括

约60-约90 phr的溶液聚合的丁苯橡胶，其具有至少36wt%的键接苯乙烯含量、低于25wt%的乙烯基1,2含量和被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化；

约40-约10 phr的高顺式聚丁二烯；和

约50-约150 phr的硅石。

该橡胶组合物包括含有烯烃不饱和键的橡胶或弹性体。短语“含有烯烃不饱和键的橡胶或弹性体”或“二烯型弹性体”用来同时包括天然橡胶和它的各种原胶（raw）和回收形式(reclaim forms)，以及各种合成橡胶。在本发明的说明书中，术语“橡胶”和“弹性体”可以互换使用，除非另有规定。术语“橡胶组合物”，“复合橡胶”和“橡胶复合物”可互换使用来指已经与各种成分和材料共混或混合的橡胶，并且这些术语是在橡胶混合或橡胶配混技术领域中的技术人员熟知的。

该橡胶组合物包括60-90 phr的具有大于36wt%的键接苯乙烯含量和低于25 %的乙烯基1,2-含量的官能化丁苯橡胶。合适的丁苯橡胶包括乳液聚合和/或溶液聚合形成的苯乙烯/丁二烯橡胶。在一个实施方案中，该橡胶组合物包括70-80 phr的具有大于36wt%的键接苯乙烯含量的丁苯橡胶。

在一个实施方案中，该官能化丁苯橡胶具有大于40wt%的键接苯乙烯含量。

具有大于36wt%的键接苯乙烯含量的官能化丁苯橡胶也可被烷氧基硅烷基团和硫醇基团官能化。在一个实施方案中，该丁苯橡胶是通过共聚合苯乙烯和丁二烯而获得的，并且体现特征于丁苯橡胶具有键接于聚合物链上的硫醇基和烷氧基甲硅烷基。在一个实施方案中，烷氧基甲硅烷基可以是甲氧基甲硅烷基和乙氧基甲硅烷基中的至少一种。

该硫醇基可以键接于任何的聚合引发末端、聚合终止末端、丁苯橡胶的主链和侧链当中上，只要它键接于该丁苯橡胶链上就行。然而，伯氨基和/或硫醇基优选被引入聚合引发末端或聚合终止末端上，因为在聚合物末端上能量的消失得到抑制，以改进滞后损失特性。

此外，键接于(共)聚合物橡胶的聚合物链上的烷氧基甲硅烷基的含量优选是0.5-200 mmol/kg的丁苯橡胶。该含量更优选是1-100 mmol/kg的丁苯橡胶，和特别优选是2-50 mmol/kg的丁苯橡胶。

烷氧基甲硅烷基可以键接于任何的聚合引发末端、聚合终止末端、(共)聚合物的主链和侧链上，只要它键接于(共)聚合物链上就行。然而，该烷氧基甲硅烷基优选被引入聚合引发末端或聚合终止末端，因为抑制了能量从(共)聚合物末端的消失，从而能够改进滞后损失特性。

该丁苯橡胶能够通过使用有机碱金属和/或有机碱土金属作为引发剂的阴离子聚合反应在烃熔剂中聚合苯乙烯和丁二烯，添加具有被保护基团加以保护的硫醇基团和烷氧基甲硅烷基基团的终止剂化合物以便当聚合反应基本上完成时让其与活性聚合物链末端进行反应，然后进行解封闭，例如，通过水解或其它合适的方法。在一个实施方案中，丁苯橡胶能够按照在WO 2007/047943中所公开的来生产。