[发明专利]胎面为弹性体组合物的轮胎

说明书

本发明涉及胎面由至少两种合成弹性体基料的橡胶共混物构成的充气橡胶轮胎，所述至少两种合成弹性体基料由(i)Tg在大约-70～-100℃范围的特定异戊二烯/丁二烯共聚物橡胶，和(ii)Tg在大约-5～-30℃范围的二烯基弹性体以及少量天然顺-1，4-聚异戊二烯橡胶组成。

所述两种Tg分开或隔开至少40℃的合成弹性体基料的选择是胎面橡胶共混物的一个重要特征。

所述Tg在-5到-30℃范围的弹性体的代表性实例是3，4-聚异戊二烯弹性体、苯乙烯/异戊二烯共聚物弹性体和高乙烯基聚丁二烯弹性体。

一方面，可以用由碳黑或碳黑和硅石的组合伴以偶联剂组成的增强填充剂来增强胎面橡胶共混物。

充气橡胶轮胎通常都制成胎面一般由弹性体共混物构成的。

人们常常希望能够根据轮胎的使用用途将胎面的复合材料设计成能提供最佳牵引力、胎面磨损和/或滚动阻力性能的轮胎。

本发明主要致力于载人车辆轮胎，人们希望这样的轮胎胎面具有在道路上良好的牵引力、投入使用后良好的胎面磨损性能和为节省车辆燃料而较低的滚动阻力。

人们已充分认识到，如果想要特别增强上述三项轮胎胎面性能之一，则常常另两个性能的一个或多个会有所降低，否则只好作罢。在轮胎胎面中使用单一成分的弹性体被认为很难或不易达到上述三项性能的适当平衡，因此通常为此目的而使用弹性体共混物。

已经在各种轮胎胎面组合物中使用了各种基于二烯的弹性体，包括异戊二烯和丁二烯的均聚物及其相互间的共聚物及其与乙烯基芳族材料例如苯乙烯的共聚物。例如顺-1，4-聚异戊二烯、3，4-聚异戊二烯顺-1，4-聚丁二烯，苯乙烯/丁二烯共聚物和异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体已经以各种组合用于轮胎胎面组合物中。

异戊二烯/丁二烯弹性体被用于或建议用于各种轮胎胎面橡胶组合物中。例如可参见美国专利5,294,663。可以制备玻璃化转变温度范围很宽(例如大约-10℃到大约-100℃)的异戊二烯/丁二烯弹性体，这取决于微结构。一般来说，共聚物中乙烯基或1，2-单元越多和/或3，4-聚异戊二烯含量越高，则共聚物的Tg越高。

如果希望降低轮胎的滚动阻力和改善胎面磨损，人们会认为具有很低Tg(例如在大约-70到大约-100℃的范围)的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体比Tg在较高温度范围的异戊二烯/丁二烯弹性体更为有利。然而，这样的共聚物弹性体与具有大约-30℃到大约-50℃的较高范围Tg的类似共聚物弹性体相比便在轮胎胎面的牵引力性能上稍差一些。这样的具有相当低Tg温度范围的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体有时在本文中称为“低Tg IBR”。

有人以前提出将这样的Tg在大约-75℃到大约-90℃的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体用于由这样的弹性体、顺-1，4-聚异戊二烯天然橡胶和可选的苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶组成的轮胎胎面组合物中。

此处，人们认为顺-1，4-聚异戊二烯天然橡胶一般Tg为大约-65℃，而含有大约5到大约30％苯乙烯的苯乙烯/丁二烯共聚物弹性体的Tg预期在大约-40到大约-70℃的范围，这主要取决于苯乙烯含量。

因此，上述低Tg IBR、天然橡胶和苯乙烯/丁二烯弹性体具有基本相当的Tg，总体上在大约-40到大约-90℃的范围。人们认为这三种橡胶基本上是相容的，原因是尽管有Tg的多样性，混合的橡胶共混物却表现出单一的Tg或相对较宽的Tg。

尽管迄今为止人们已经提供或提出了各种由包括上述弹性体在内的各种弹性体组成的橡胶胎面的轮胎，但人们仍希望提供具有新的弹性体共混物橡胶胎面的轮胎。

本文所指的玻璃化转变温度即Tg代表相应的未硫化、未混合状态的弹性体的玻璃化转变温度。Tg可用差示扫描量热计以每分钟1℃的升温速率适当地测定。

根据本发明，提供了一种具有橡胶胎面的充气橡胶轮胎，其中基于100重量份胎面橡胶计，所述胎面橡胶包含(A)大约10-50或者大约10-40phr天然顺-1，4-聚异戊二烯橡胶和(B)大约50-90或者大约60-90phr基本合成橡胶，所述基本合成橡胶包含(i)大约30-80、优选大约40-60phr Tg在大约-70℃到大约-100℃的范围并且异戊二烯含量在大约5-70％范围的异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体和(ii)大约5-30、优选大约10-20phr至少一种其它基于二烯的Tg在大约-5℃到大约-30℃范围的弹性体，其中所述异戊二烯/丁二烯共聚物弹性体的Tg至少比所述其它基于二烯的弹性体的Tg低40℃。