[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)中获得的母料与(b)中获到的母料进行混炼的步骤，以及(d)将(c)中获得的混炼物进行硫化的步骤，其中，所获得的硫化橡胶组合物具有彼此不相容的BR相和IR相，规定的BR相中的二氧化硅的丰度比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)，其可以良好平衡改善冰上性能和耐磨性，并且可以提供冰上性能和耐磨性优异的硫化橡胶组合物、以及具有使用该硫化橡胶组合物制得的胎面的无钉防滑轮胎。

技术领域

本发明涉及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备的无钉防滑轮胎。

背景技术

为了在冰雪道路上行驶，迄今为止已经采用使用镶钉防滑轮胎(studded tire)和在轮胎上安装链条，并且为了应对由此引起的环境问题诸如粉尘问题，已经开发出无钉防滑轮胎。为了提高无钉防滑轮胎的低温特性，已经从材料和设计点的观点出发，进行了各种改进，例如，已使用通过将大量矿物油混入低温特性优异的二烯系橡胶中而制成的橡胶组合物等。然而，通常随着矿物油量的增加，耐磨性将降低。

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，容易发生打滑。因此，对于无钉防滑轮胎，不仅要求低温性能，而且还要求良好平衡的冰雪上性能(冰雪上抓地性能)和耐磨性。然而，在许多情况下，冰雪上性能与耐磨性不一致，通常难以同时改善这两种性能。

为了以良好平衡改善冰雪上性能和耐磨性，存在大量混合二氧化硅和软化剂的现有技术(专利文献1)。然而，就良好平衡改善这两种性能的观点来看，仍然存在改进的余地。

进一步地，已经采用了混合多种聚合物(橡胶)成分(聚合物共混物)的方法作为以良好平衡改善各种轮胎性能(例如，低温性能、冰雪性能和耐磨性)的方法。具体地说，该方法的主流是将以苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)和天然橡胶(NR)为代表的一些聚合物成分共混作为轮胎用橡胶成分。这是一种充分利用各聚合物成分的特征并导出仅由单一聚合物成分无法导出的橡胶组合物的物理性能的手段。

在该聚合物共混物中，硫化后的各橡胶成分的相结构(形态)和各橡胶相中填料的分布(局部化(localization))程度将是决定物性的重要因素。用于决定形态和填料的局部化的控制的要素非常复杂，为了以良好平衡显示轮胎的物理性能已进行了各种研究，但是在任何研究中均存在改善的余地。

例如，专利文献2公开了一种规定包含苯乙烯-丁二烯橡胶的轮胎胎面用橡胶组合物的海岛基质中的岛相粒径和二氧化硅分布的技术。然而，关于能够实现其形态的具体方法，其中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，形态极大地受到混炼和硫化条件的影响，因此难以稳定控制形态。进一步地，实施例中公开的橡胶成分是具有相对相似极性的苯乙烯-丁二烯橡胶的组合。因此，显而易见的是，所公开的技术不能应用于具有显著不同极性的橡胶成分的共混，即对于二氧化硅的亲和力显著不同的橡胶成分的共混，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来控制二氧化硅在相间分散的情况下，即使暂时实现所期望的形态和二氧化硅分散，但在许多情况下，形态和二氧化硅分散随时间而变化，并由此难以形成经过超过几个月的时间流逝的稳定形态。

专利文献3公开了一种涉及控制在包含天然橡胶和丁二烯橡胶的配方中的形态和二氧化硅的局部化的技术。然而，其中不存在关于“在对二氧化硅的局部化不利的丁二烯橡胶形成连续相的情况下，控制二氧化硅在丁二烯橡胶侧中的局部化”的描述。