專(zhuān)利名稱(chēng)：緩沖墊用橡膠組合物及使用該橡膠組合物的輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緩沖墊用橡膠組合物以及具有使用該橡膠組合物的緩沖墊的輪胎。具體地講，本發(fā)明涉及一種緩沖墊用橡膠組合物，該緩沖墊能夠抑制橡膠發(fā)熱和物理性能的下降，以及具有使用該組合物的緩沖墊的輪胎。
背景技術(shù)：
緩沖墊層位于輪胎緩沖層邊緣部分和殼體之間，并且緩沖墊很大程度上影響輪胎的行駛質(zhì)量、耐久度等。
最近，人們已經(jīng)加大了提高輪胎使用壽命的要求，并且也要求改善胎面橡膠耐磨性以及擴(kuò)大胎面寬度。并且還急需徹底改善緩沖墊橡膠的抗疲勞性，使其超過(guò)傳統(tǒng)的緩沖墊橡膠。因此，有必要采用一種老化后的硬度、斷裂伸長(zhǎng)等特征出色的緩沖墊橡膠用組合物，同時(shí)保持操控穩(wěn)定性。
特別是對(duì)于重負(fù)載比如公共汽車(chē)和運(yùn)貨汽車(chē)的輪胎而言，輪胎緩沖層邊緣部分的溫度上升很顯著，并且由于熱老化，在緩沖層邊緣橡膠和鋼絲簾線之間偶爾會(huì)產(chǎn)生分離。自然狀況下，車(chē)輛行駛時(shí)，靠近地面的緩沖墊部分經(jīng)受非常強(qiáng)烈的熱疲勞。橡膠進(jìn)一步顯著地發(fā)生硬化，并且緩沖墊橡膠通過(guò)外部刺激而損壞，可能造成爆裂。因此，緩沖墊橡膠的必需特性包括該橡膠在放熱時(shí)其硬度提高得較少，并且在承受重負(fù)載時(shí)其老化后拉伸性能的降低較小。
因此，例如當(dāng)使用優(yōu)質(zhì)炭黑比如具有優(yōu)良拉伸性能的SAF類(lèi)炭黑時(shí)，其缺乏低發(fā)熱特性，并且當(dāng)使用低等炭黑比如具有優(yōu)良低發(fā)熱特性的FEF類(lèi)炭黑時(shí)，其拉伸性能降低；所以，一直優(yōu)選使用ISAF類(lèi)炭黑和HAF類(lèi)炭黑。然而，由于將來(lái)需要輪胎具有較長(zhǎng)的壽命，急需進(jìn)一步改善其耐久度。
JP-A-2004-161862公開(kāi)了一種緩沖墊用橡膠組合物，通過(guò)在橡膠組分中含有特定量的特定的二氧化硅和炭黑，使其具有出色的低發(fā)熱性，并且老化后的拉伸性能降低得較小，同時(shí)保持操控穩(wěn)定性，但是根本沒(méi)有描述其老化后的硬度，并且此外，其拉伸性能的保有率也不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種緩沖墊用橡膠組合物，可以抑制放熱和橡膠特性下降，并且提供一種使用該橡膠組合物的輪胎。
本發(fā)明涉及一種緩沖墊用橡膠組合物，以100重量份橡膠組分為基準(zhǔn)，還含有25～35重量份碘吸收量為70～120mg/g的炭黑和0.5～2重量份的間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物。
該橡膠組合物優(yōu)選進(jìn)一步含有0.5～2重量份的亞甲基供體。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種具有使用該橡膠組合物的緩沖墊的輪胎。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的緩沖墊用橡膠組合物含有橡膠組分、炭黑和間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物。
橡膠組分沒(méi)有特別限定，可以是那些通常在橡膠工業(yè)中使用的橡膠組分，其例子有天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)和丁苯橡膠(SBR)。這些橡膠可以單獨(dú)使用，并且可以是其中至少兩種組合使用。而橡膠組分，從出色的低發(fā)熱性考慮，優(yōu)選為NR或IR。
炭黑的碘吸收量(IA)至少為70mg/g，并且優(yōu)選至少為90mg/g。當(dāng)IR小于70mg/g時(shí)，增強(qiáng)特性和剛性(操控穩(wěn)定性)不足。此外，IR至多為120mg/g時(shí)，并且優(yōu)選至多為110mg/g。當(dāng)IR超過(guò)120mg/g時(shí)，低發(fā)熱特性較差。
以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，炭黑的含量至少為25重量份，并且優(yōu)選至少為27.5重量份。當(dāng)炭黑的含量小于25重量份時(shí)，硬度降低，并且得不到足夠的增強(qiáng)特性和剛性。此外，炭黑的含量至多為35重量份，并且優(yōu)選至多為32.5重量份。當(dāng)含量超過(guò)35重量份時(shí)，低發(fā)熱性和斷裂伸長(zhǎng)下降。
本發(fā)明中使用的間苯二酚縮合物是指由下列化學(xué)式表示的化合物，其中n為大于等于1的整數(shù)。

此外，本發(fā)明中使用的改性間苯二酚縮合物是指由下列化學(xué)式表示的化合物，其中n為整數(shù)。此外，在上式中，R優(yōu)選為烷基。
改性間苯二酚縮合物的例子有是間苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物、間苯二酚-甲醛反應(yīng)產(chǎn)物的Penacolite樹(shù)脂、以及RSM(大約60wt％的間苯二酚和大約40wt％的硬脂酸的混合物)，但是優(yōu)選間苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物和RSM(大約60wt％的間苯二酚和大約40wt％的硬脂酸的混合物)。
以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物的含量至少為0.5重量份，并且優(yōu)選至少為0.75重量份。當(dāng)其含量少于0.5重量份時(shí)，抑制所得橡膠組合物的物理性能變化的效果較小。此外，間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物的含量至多為2重量份，并且優(yōu)選至多為1.5重量份。當(dāng)超過(guò)2重量份時(shí)，硬度和剛性過(guò)度提高，而斷裂伸長(zhǎng)下降。
通過(guò)在橡膠組合物中混入間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物，本發(fā)明在剛性、抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)間的平衡方面是出色的，并且相比混入了由下列化學(xué)式表示的甲酚樹(shù)脂以代替間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物的橡膠組合物，可以顯示更出色的性能。
本發(fā)明的緩沖墊用橡膠組合物中進(jìn)一步優(yōu)選混入亞甲基供體。
亞甲基供體的例子有六亞甲基四胺、羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂和六羥甲基三聚氰胺，并且優(yōu)選六亞甲基四胺和Sumikanol 507。
以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，亞甲基供體的含量?jī)?yōu)選至少為0.5重量份，并且進(jìn)一步優(yōu)選至少為0.75重量份。當(dāng)亞甲基供體的含量少于0.5重量份時(shí)，抑制物理性能變化的效果有變小的趨勢(shì)。此外，亞甲基供體的含量?jī)?yōu)選至多為2重量份，并且進(jìn)一步優(yōu)選至多為1.5重量份。當(dāng)亞甲基供體的含量超過(guò)2重量份時(shí)，硬度和剛性過(guò)度提高，而斷裂伸長(zhǎng)趨于下降。
此外，在本發(fā)明的緩沖墊用橡膠組合物中，除橡膠組分、炭黑、間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物和亞甲基供體之外，還可以適當(dāng)混入在橡膠工業(yè)中常用的抗氧化劑、軟化劑、硬脂酸、氧化鋅、硫和硫化促進(jìn)劑等。
本發(fā)明的緩沖墊用橡膠組合物塑模后進(jìn)行硫化，作為緩沖墊使用，但是特別優(yōu)選作為重負(fù)載比如公共汽車(chē)和運(yùn)貨汽車(chē)的輪胎緩沖墊使用。
實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限與此。
本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)照例中使用的多種化學(xué)品介紹如下。
天然橡膠RSS#3炭黑1DIABLACK I，購(gòu)自三菱化學(xué)公司(N220，碘吸收量118mg/g)炭黑2DIABLACK LI，購(gòu)自三菱化學(xué)公司(N219，碘吸收量110mg/g)改性間苯二酚縮合物1Sumikanol 620，購(gòu)自住友化學(xué)有限公司(間苯二酚-烷基酚-甲醛共聚物)改性間苯二酚縮合物2RSM(大約60wt％的間苯二酚和大約40wt％的硬脂酸的混合物)，購(gòu)自住友化學(xué)有限公司亞甲基供體1Sumikanol 507(大約50wt％的羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂與大約50wt％的二氧化硅和石蠟的混合物)，購(gòu)自住友化學(xué)有限公司亞甲基供體2NOCCELER H(六亞甲基四胺)，購(gòu)自O(shè)UCHI SHINKO化學(xué)工業(yè)有限公司抗氧化劑NONFLEX RD(2，2，4-三甲基-1，2-氫化氮雜萘)，購(gòu)自精工化學(xué)有限公司硬脂酸“KIRI”，購(gòu)自NOF公司氧化鋅GINRI R，購(gòu)自Toho鋅業(yè)有限公司硫購(gòu)自Tsurumi化學(xué)有限公司硫化促進(jìn)劑NOCCELER NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑亞磺酰胺)，購(gòu)自O(shè)UCHI SHINKO化學(xué)工業(yè)有限公司實(shí)施例1～15和對(duì)照例1～4
根據(jù)如表1中所示的混合配方，使用1.7L的班伯里密煉機(jī)于150℃下將除了硫和硫化促進(jìn)劑以外的化學(xué)品捏合5分鐘。根據(jù)如表1中所示的混合量，在制得的捏合產(chǎn)物中添加硫和硫化促進(jìn)劑，并且使用雙螺旋槳開(kāi)放式輥壓機(jī)將混合物于80℃下捏合5分鐘，得到生膠組合物。然后，將組合物分成6份，使用生膠組合物塑模出沿輪胎圓周方向的緩沖墊，并且通過(guò)在150℃和20kgf的條件下硫化30分鐘，制備出公共汽車(chē)和運(yùn)貨汽車(chē)用輪胎(輪胎尺寸11R22.5)，分別進(jìn)行下列測(cè)試。
(粘彈性試驗(yàn))從按照上述方法制備出的輪胎緩沖墊上切割出一塊試件，其寬度為4mm，長(zhǎng)度為40mm，并且厚度為1mm。使用Iwamoto Seisakusyo株式會(huì)社制造的粘彈性分光計(jì)，在初始應(yīng)變?yōu)?0％、溫度為60℃、頻率為10Hz以及動(dòng)態(tài)應(yīng)變?yōu)?％的條件下測(cè)量損耗角正切tanδ。tanδ越小，表示低發(fā)熱性和滾動(dòng)阻力特性越好，并且tanδ優(yōu)選至多為0.055。
(道路試驗(yàn)后的外觀)將制備的輪胎裝上10t的運(yùn)貨汽車(chē)，并且比較行駛200000km后的外觀。進(jìn)一步分解輪胎，評(píng)價(jià)緩沖墊部分可見(jiàn)的裂縫。
○外觀上沒(méi)有問(wèn)題，緩沖墊部分也沒(méi)有產(chǎn)生裂縫。
△外觀上沒(méi)有問(wèn)題，但緩沖墊部分產(chǎn)生細(xì)小的裂縫。
×證實(shí)輪胎外觀上膨脹，并且產(chǎn)生裂縫。
(硬度試驗(yàn))使用JIS-A硬度試驗(yàn)機(jī)，在25℃的條件下測(cè)量道路試驗(yàn)前后從輪胎上切割出的試件的硬度(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-A)。進(jìn)一步按照下述計(jì)算公式計(jì)算道路試驗(yàn)前后硬度的差異。道路試驗(yàn)前的硬度優(yōu)選至少為53，并且道路試驗(yàn)后的硬度優(yōu)選至多為62。硬度差異越小，表示道路試驗(yàn)前后的硬度差異就越小，其耐久度出色。
(硬度差異)＝(道路試驗(yàn)后硬度)-(道路試驗(yàn)前硬度)(抗拉試驗(yàn))從道路試驗(yàn)前后的輪胎緩沖墊部分沖壓出No.3啞鈴形試樣，并且按照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISK6251測(cè)量斷裂伸長(zhǎng)(Eb)來(lái)進(jìn)行抗拉試驗(yàn)。進(jìn)一步通過(guò)下述計(jì)算公式計(jì)算道路試驗(yàn)前后斷裂伸長(zhǎng)的保有率。道路試驗(yàn)前的斷裂伸長(zhǎng)優(yōu)選至少為450％，并且道路試驗(yàn)后的斷裂伸長(zhǎng)優(yōu)選至少為350％。此外，保有率越大，表示物理性能變化越小，其保有率出色，并且保有率優(yōu)選至少為78。
(保有率)＝(道路試驗(yàn)后斷裂伸長(zhǎng))/(道路試驗(yàn)前斷裂伸長(zhǎng))×100試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1

(下接表1續(xù))
表1續(xù)

實(shí)施例1～15中混入了特定數(shù)量的炭黑和改性間苯二酚縮合物，其在低發(fā)熱性、外觀、硬度、斷裂伸長(zhǎng)和抑制物理性能變化能力方面表現(xiàn)出色。
相反，對(duì)照例1中未混入間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物，其在抑制道路試驗(yàn)前后的物理性能變化的能力和外觀方面較遜色。
對(duì)照例2中炭黑的含量超過(guò)35重量份，其低發(fā)熱特性和斷裂伸長(zhǎng)較差。
對(duì)照例3中炭黑的混合量小于25重量份，其硬度和剛性很低，并且操控穩(wěn)定性較差。
對(duì)照例4中含有間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物的樹(shù)脂含量超過(guò)2重量份，其硬度過(guò)高，并且斷裂伸長(zhǎng)下降。
按照本發(fā)明，通過(guò)混入適量的間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物，可以得到一種能夠抑制橡膠放出熱量和物理性能降低的緩沖墊用橡膠組合物，以及具有使用該橡膠組合物的緩沖墊的輪胎。
權(quán)利要求
1.一種緩沖墊用橡膠組合物，以100重量份橡膠組分為基準(zhǔn)，還含有25～35重量份碘吸收量為70～120mg/g的炭黑，以及0.5～2重量份的間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物。
2.如權(quán)利要求1所述的緩沖墊用橡膠組合物，其特征在于，其進(jìn)一步含有0.5～2重量份的亞甲基供體。
3.一種輪胎，其具有使用如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物的緩沖墊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種緩沖墊用橡膠組合物，可以抑制放熱和橡膠特性下降，以及使用該橡膠組合物的輪胎。一種緩沖墊用橡膠組合物，以100重量份的橡膠組分為基準(zhǔn)，含有25～35重量份的碘吸收量為70～120mg/g的炭黑和0.5～2重量份的間苯二酚縮合物或改性間苯二酚縮合物；以及一種具有使用了該橡膠組合物的緩沖墊的輪胎。
文檔編號(hào)C08K5/13GK1951991SQ20061013623
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者水野洋一 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社