輪胎胎面用橡膠組合物及充氣輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輪胎胎面用橡膠組合物及充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，從車輛行駛時的低燃費性方面考慮，要求降低輪胎的滾動阻力。另外，從 安全性方面考慮，要求濕路性能的提高。對此，已知在構(gòu)成輪胎的胎面部的橡膠成分中配合 二氧化硅而使低滾動阻力性和濕路性能并存的方法。
[0003] 但是，存在如下問題：由于二氧化硅與橡膠成分的親和性低，另外二氧化硅彼此的 凝集性高，因此，即使在橡膠成分中僅配合二氧化硅，二氧化硅也不分散，不能充分地得到 降低滾動阻力的效果或提高濕路性能的效果。
[0004] 其中，在專利文獻1中公開了一種橡膠組合物，其含有具有異戊二烯嵌段的共輒 二烯系橡膠。根據(jù)專利文獻1，記載了通過使用上述組合物，二氧化硅和橡膠的親和性變得 良好，可以使輪胎的低發(fā)熱性（低滾動阻力性）、濕地抓地性提高的主旨。
[0005] 另外，對輪胎胎面用橡膠組合物同時要求在貯藏階段粘度低。即，要求優(yōu)異的加工 性。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:國際公開第2011/105362號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題
[0010] 另一方面，從環(huán)境問題及資源問題出發(fā)，要求車輛的進一步的低燃費性，伴隨于 此，要求輪胎的低滾動阻力性的進一步提高。另外，伴隨所要求的安全水平的提高，關(guān)于濕 路性能、耐磨耗性，也要求進一步提高。
[0011] 其中，對專利文獻1中記載的橡膠組合物進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：存在加工性、耐 磨耗性差的情況，另外，低滾動阻力性及濕路性能不能滿足近來所要求的水平。
[0012] 因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種在制成輪胎時濕路性能、低滾動阻力性及耐磨 耗性優(yōu)異、且加工性優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物以及在輪胎胎面中使用該橡膠組合物的 充氣輪胎。
[0013] 用于解決課題的手段
[0014] 本發(fā)明人等對上述課題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過并用含有規(guī)定量的特定 的共輒二烯系橡膠的橡膠成分、特定的二氧化硅和特定的烷基硅烷，可得到在制成輪胎時 濕路性能、低滾動阻力性及耐磨耗性優(yōu)異、且加工性優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物，從而完 成了本發(fā)明。
[0015] 即，發(fā)現(xiàn)：通過以下的構(gòu)成要素，可以解決上述課題。
[0016] (1) -種輪胎胎面用橡膠組合物，含有包含30質(zhì)量％以上共輒二烯系橡膠㈧的 橡膠成分、二氧化硅（B)和下述式（I)表示的烷基三乙氧基硅烷（C)，
[0018] (式中，R表示碳數(shù)7~20的烷基。）
[0019] 上述共輒二烯系橡膠（A)含有5質(zhì)量％以上的通過共輒二烯系聚合物鏈（al)和 改性劑（a2)的反應(yīng)而得到的結(jié)構(gòu)體（a)，所述結(jié)構(gòu)體（a)是3個以上的上述共輒二烯系聚 合物鏈（al)經(jīng)由上述改性劑（a2)鍵合而成的，
[0020] 上述共輒二烯系聚合物鏈（al)為一端具有含有70質(zhì)量％以上異戊二烯單元的異 戊二烯嵌段、另一端具有活性末端的共輒二烯系聚合物鏈，
[0021] 上述改性劑（a2)為具有環(huán)氧基和/或烴氧基甲硅烷基、且上述環(huán)氧基與上述烴氧 基甲硅烷基中所含的烴氧基的合計數(shù)為3以上的改性劑，
[0022] 上述二氧化硅（B)的氮吸附比表面積為194~225m2/g，且CTAB吸附比表面積為 180 ~210m2/g，
[0023] 相對于上述橡膠成分100質(zhì)量份，上述二氧化娃（B)的含量為60~150質(zhì)量份，
[0024] 相對于上述二氧化硅（B)的含量，上述烷基三乙氧基硅烷（C)的含量為2. 5~8. 0 質(zhì)量％。
[0025] (2)根據(jù)上述（1)所述的輪胎胎面用橡膠組合物，上述改性劑（a2)為聚有機硅氧 烷。
[0026] (3)根據(jù)上述（1)或（2)所述的輪胎胎面用橡膠組合物，上述異戊二烯嵌段中的源 自異戊二稀單元的乙烯基含量為21~85質(zhì)量％。
[0027] (4) -種充氣輪胎，在輪胎胎面中使用了上述⑴~⑶中任一項所述的輪胎胎面 用橡膠組合物。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 如下所示，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種在制成輪胎時濕路性能、低滾動阻力性及耐 磨耗性優(yōu)異、且加工性優(yōu)異的輪胎胎面用橡膠組合物以及在輪胎胎面中使用了該橡膠組合 物的充氣輪胎。
【附圖說明】
[0030] 圖1是表示本發(fā)明的充氣輪胎的實施方式的一例的輪胎的部分截面示意圖。
【具體實施方式】
[0031] [輪胎胎面用橡膠組合物]
[0032] 本發(fā)明的輪胎胎面用橡膠組合物（以下，也簡稱為"本發(fā)明的橡膠組合物"。）為 含有包含30質(zhì)量％以上共輒二烯系橡膠（A)的橡膠成分、二氧化硅（B)和后述的式（I)表 示的烷基三乙氧基硅烷（C)的輪胎胎面用的橡膠組合物。
[0033] 在此，上述共輒二烯系橡膠（A)含有5質(zhì)量％以上的通過共輒二烯系聚合物鏈 (al)和改性劑（a2)的反應(yīng)而得到的結(jié)構(gòu)體（a)，所述結(jié)構(gòu)體（a)是3個以上的上述共輒二 烯系聚合物鏈（al)經(jīng)由上述改性劑（a2)鍵合而成的。
[0034] 另外，上述共輒二烯系聚合物鏈（al)為一端具有含有70質(zhì)量％以上異戊二烯單 元的異戊二烯嵌段、另一端具有活性末端的共輒二烯系聚合物鏈。
[0035] 另外，上述改性劑（a2)為具有環(huán)氧基和/或烴氧基甲硅烷基、且上述環(huán)氧基與上 述烴氧基甲硅烷基中所含的烴氧基的合計數(shù)為3以上的改性劑。
[0036] 另外，上述二氧化硅（B)的氮吸附比表面積為194~225m2/g，且CTAB吸附比表面 積為180~210m2/g，相對于上述橡膠成分100質(zhì)量份，上述二氧化娃⑶的含量為60~ 150質(zhì)量份。
[0037] 另外，相對于上述二氧化硅（B)的含量，上述烷基三乙氧基硅烷（C)的含量為 2. 5~8. 0質(zhì)量％。
[0038] 對于本發(fā)明的橡膠組合物，認為由于以規(guī)定量并用含有規(guī)定量后述的結(jié)構(gòu)體（a) 的共輒二烯系橡膠（A)、二氧化硅（B)和烷基三乙氧基硅烷（C)，所以成為在濕路性能、低滾 動阻力性及耐磨耗性以及加工性的任一特性方面均顯示優(yōu)異特性的輪胎胎面用橡膠組合 物。
[0039] 雖然其原因尚不明確，但大致推測如下。
[0040] 如后述，結(jié)構(gòu)體（a)包含具有異戊二烯嵌段的共輒二烯系聚合物鏈（al)經(jīng)由改性 劑（a2)鍵合成的結(jié)構(gòu)。另外，二氧化硅（B)具有氮吸附比表面積及CTAB吸附比表面積為 特定范圍內(nèi)的表面性狀。此外，烷基三乙氧基硅烷（C)如后述的式（I)表示的那樣，具有作 為水解性基團的3個乙氧基和特定的碳數(shù)的烷基。
[0041] 在本發(fā)明中，認為通過以規(guī)定量并用含有規(guī)定量的上述結(jié)構(gòu)體（a)的共輒二烯系 橡膠（A)、二氧化硅（B)和烷基三乙氧基硅烷（C)，從而烷基三乙氧基硅烷（C)的水解性基 團（乙氧基）以及結(jié)構(gòu)體（a)的異戊二烯嵌段及改性劑（a2)中的官能團均容易與二氧化 硅（B)相互作用，使二氧化硅（B)的分散性提高，結(jié)果，顯示出優(yōu)異的濕路性能、低滾動阻力 性及耐磨耗性以及加工性。
[0042] 特別是認為，通過使二氧化硅（B)的氮吸附比表面積及CTAB吸附比表面積為特定 的范圍內(nèi)，從而對共輒二烯系橡膠（A)的增強性和二氧化硅（B)的分散性的平衡提高，更詳 細而言，通過使二氧化硅（B)的比表面積為特定的值以上，從而對二烯系橡膠（A)的增強性 提高，且通過使二氧化硅（B)的比表面積為特定的值以下，從而分散狀態(tài)變得良好，分散不 良導(dǎo)致的對耐磨耗性的不良影響變小，因此，顯示出優(yōu)異的耐磨耗性。這也可以由以下事實 推測出：在配合有不滿足這些比表面積的二氧化硅的情況（參照后述的比較例6及7)下耐 磨耗性差或沒有被改善。
[0043] 另外，認為通過含有規(guī)定量的二氧化硅（B)，共輒二烯系橡膠（A)的增強性提高， 因此，顯示優(yōu)異的濕路性能。這也可以由以下事實推測出：在不滿足二氧化硅（B)的含量的 情況（參照后述的比較例8)下濕路性能差。
[0044] 此外，認為通過烷基二乙氧基硅烷（C)具有3個乙氧基以及特定碳數(shù)的烷基，從而 提高了與共輒二烯系橡膠（A)的親和性，因此，二氧化硅（B)的分散性優(yōu)異。這也可以由以 下事實推測出：在配合有二甲基二乙氧基硅烷的情況（參照后述的比較例10)下濕路性能 及低滾動阻力性幾乎未得到改善。
[0045] 另外，認為通過含有規(guī)定量的烷基三乙氧基硅烷（C)，從而使二氧化硅（B)的分散 性提高，并且共輒二烯系橡膠（A)的增塑效果也適當?shù)靥岣?，因此，顯示出優(yōu)異的加工性及 耐磨耗性。這也可以由以下事實推測出：在烷基三乙氧基硅烷（C)的含量多的情況（參照 后述的比較例4)下耐磨耗性差、在烷基三乙氧基硅烷（C)的含量少的情況（參照后述的比 較例5)下加工性的改善不充分。
[0046] 以下，對本發(fā)明的橡膠組合物中所含的各成分進行詳述。
[0047] [橡膠成分]
[0048] 本發(fā)明的橡膠組合物中所含的橡膠成分含有30質(zhì)量％以上后述的共輒二烯系橡 膠（A)。上述橡膠成分可以含有共輒二烯系橡膠（A)以外的二烯系橡膠。
[0049] 共輒二烯系橡膠（A)含有5質(zhì)量％以上后述的通過后述的共輒二烯系聚合物鏈 (al)和后述的改性劑（a2)的反應(yīng)而得到的結(jié)構(gòu)體（a)，所述結(jié)構(gòu)體（a)是3個以上的共輒 二烯系聚合物鏈（al)經(jīng)由改性劑（a2)鍵合而成的。
[0050] <共輒二烯系聚合物鏈（al) >
[0051] 為了形成共輒二烯系橡膠（A)中所含的結(jié)構(gòu)體（a)而使用的共輒二烯系聚合物鏈 (al)是含有共輒二烯單體單元的聚合物鏈，只要是一端具有異戊二烯嵌段、另一端具有活 性末端（聚合活性末端或活性成長末端）的聚合物鏈，就沒有特別限定。
[0052] 上述共輒二烯系聚合物鏈（al)可以通過如下方法得到：在惰性溶劑中使用聚合 引發(fā)劑來使異戊二烯或含有規(guī)定量異戊二烯的異戊二烯混合物進行活性聚合，由此形成具 有活性末端（聚合活性末端或活性成長末端）的異戊二烯嵌段，接著，使共輒二烯單體或含 有共輒二烯單體的單體混合物與具有活性末端的異戊二烯嵌段鍵合，接著進行活性聚合。 另外，上述含有共輒二烯單體的單體混合物優(yōu)選還含有芳香族乙烯基單體。
[0053] (異戊二烯嵌段）
[0054] 異戊二烯嵌段為異戊二烯的均聚物、或異戊二烯和其它單體（單體）的共聚物、且 異戊二烯單元的含量為70質(zhì)量％以上的聚異戊二烯。異戊二烯嵌段中的異戊二烯單元的 含量優(yōu)選為80質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為90質(zhì)量％以上，特別優(yōu)