[发明专利]硫化橡胶组合物的制备方法，硫化橡胶组合物以及使用其的无钉防滑轮胎

说明书

根据本发明的硫化橡胶组合物的制备方法，其包括(a)制备包含丁二烯橡胶和二氧化硅的母料的步骤，(b)制备包含异戊二烯橡胶和二氧化硅的母料的步骤，(c)将(a)中得到的母料与(b)中得到的母料混炼的步骤，以及(d)硫化(c)中得到的混炼物的步骤，其中，所获得的硫化橡胶组合物包含彼此不相容的BR相和IR相，并且包含预定量的萜烯系树脂，BR相中的二氧化硅的预定丰度比α满足0.3≤α≤0.7(关系式1)，丁二烯橡胶的比例β满足0.4≤β≤0.8(关系式2)，所述制备方法可良好平衡地提高冰上性能，湿性能和耐磨性，并提供具有优异的冰上性能，湿性能和耐磨性的硫化橡胶组合物，以及具有使用该硫化橡胶组合物制成的胎面的无钉防滑轮胎。

技术领域

本发明涉及一种硫化橡胶组合物的制备方法，硫化橡胶组合物和使用该硫化橡胶组合物制成的无钉防滑轮胎。

背景技术

为了在冰雪道路上奔驰，迄今为止已经使用带钉轮胎和装配在轮胎上的链条，并且为了应对环境问题例如由此引起的灰尘的问题，已经开发了无钉防滑轮胎。为了提高无钉防滑轮胎的低温特性，从材料和设计的观点出发，进行了各种改进，例如，通过将大量矿物油混入低温性能优异的二烯橡胶而制得的橡胶组合物或类似物已被使用。然而，通常随着矿物油的量的增加，耐磨性会降低。

在冰雪覆盖的道路上，与正常的路面相比，轮胎的摩擦系数明显降低，容易发生滑动。因此，不仅要求无钉防滑轮胎具有低温性能，而且要求其具有冰雪上的良好平衡性能(冰雪上的抓地性能)和耐磨性。然而，在许多情况下，冰雪上的性能与耐磨性不一致，通常难以同时改善这两种性能。

为了以良好平衡提高冰雪上性能和耐磨性，现有技术(专利文献1)公开了大量地混合二氧化硅和一种软化剂。然而，从良好平衡地改善这两个性能的观点来看，仍然有改进的空间。

进一步的，已经采用了混合多种聚合物(橡胶)成分(聚合物共混物)的方法作为良好平衡地改善各种轮胎性能的方法，例如低温性能，冰雪上性能和耐磨性。具体地说，该方法的主流是共混一些由苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，丁二烯橡胶(BR)和天然橡胶(NR)代表的聚合物组分作为轮胎的橡胶组分。这是一种充分利用每种聚合物组分的特征并得到仅由单一聚合物组分不能得到的橡胶组合物的物理性质的方法。

在该聚合物共混物中，硫化后的各橡胶组分的相结构(形态)和各橡胶相中填料的分布(局域化)的程度是决定物理性能的重要因素。用于决定填料的形态和局域化的控制的要素非常复杂，为了良好平衡地体现出轮胎的物理性能而进行了各种研究，但是在任何研究中都有改善的空间。

例如，专利文献2公开了一种技术，其在具有苯乙烯-丁二烯橡胶的轮胎胎面用橡胶组合物的海岛基质中限定岛状相的粒径和二氧化硅分布。然而，关于能够实现其形态的具体方法，仅描述了使用包含二氧化硅的母料和调整混炼时间和转子的旋转扭矩，并且在这种方法中，形态受到混炼和硫化条件的很大影响，因此难以稳定地控制形态。进一步地，实施例中公开的橡胶组分是具有相对类似极性的苯乙烯-丁二烯橡胶的组合。因此，显而易见地是，所公开的技术不能应用于具有极大不同极性(即对于二氧化硅的亲和力极大不同)的橡胶组分的共混，如丁二烯橡胶和天然橡胶的共混。

特别是在使用包含二氧化硅的母料控制在相之间的二氧化硅分散的情况下，即使暂时实现所需的形态和二氧化硅分散体，在许多情况下，形态和二氧化硅分散体随时间而变化，因此，难以形成一种形态，其在经历超过几个月的时间后仍是稳定的。

专利文献3公开了一种技术，其涉及在包含天然橡胶和丁二烯橡胶的混合配方中控制形态和二氧化硅的局域化。然而，在不利于二氧化硅局域化的丁二烯橡胶形成连续相的情况下，没有描述关于二氧化硅在丁二烯橡胶侧的局域化控制。

天然橡胶由于其优异的机械强度等性质，是用于轮胎的橡胶组合物中的重要橡胶组分，特别是对于胎侧壁。然而，在与丁二烯橡胶共混的情况下，易于发生二氧化硅的局域化，并且需要在控制二氧化硅的分布状态同时设定混合配方。然而，到目前为止，形态和二氧化硅的分布状态还没有被充分确认，并且存在混合配方不能充分展示物理性能的情况。