[发明专利]含有二氧化硅的黑色胎侧复合物和包含其的轮胎

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求享有2007年12月28日提交的美国临时专利申请No.61/017,280的优先权，其全部内容在此通过引用结合与此。

背景技术

用于轮胎胎侧的橡胶组合物通常包括各种弹性体以及可以尤其用炭黑增强。炭黑赋予了例如耐磨性和电导率的有益性能。然而对于一些应用，可能需要减少轮胎胎侧的炭黑含量以减少轮胎胎侧的滞后作用。橡胶组合物的滞后作用是橡胶组合物在使用条件下产生内部热量的倾向的衡量标准。滞后作用是对于通过外加的功在例如硫化橡胶组合物的材料中消耗热能的术语。较低滞后的轮胎胎侧橡胶层促进对于各自轮胎较低的滚动阻力、较低的生热，或两者皆有。通常低的″tanδ″和橡胶组合物回弹值的增加表示橡胶组合物减少的滞后作用。Tanδ是橡胶组合物生热的衡量标准。

虽然低的滞后作用在轮胎胎侧组合物中可能是一种需要的质量，但是减少的炭黑含量可能导致较低的复合物模量。

本实施方案提供了减少滞后作用的具有增加韧性性能的含有二氧化硅的黑色胎侧复合物，及其制备方法。还提供了根据本实施方案制备的包含黑色胎侧复合物的轮胎。

发明概述

在一个实施方案中，提供了用于轮胎胎侧的组合物，基于100重量份橡胶(phr)该组合物包含：

(A)包含以下物质的弹性体：

(1)约35至约45phr的顺式-1，4-聚异戊二烯天然橡胶；和

(2)约55至约65phr的顺式-聚丁二烯橡胶；

(B)包含以下物质的约32至约60phr的增强填料：

(1)约30至约50phr的炭黑；和

(2)从约2至小于10phr的二氧化硅；以及

(C)约0.4至约1.2phr的硅烷偶联剂，其中该硅烷偶联剂的用量为二氧化硅的约8重量％至约24重量％。

在另一个实施方案中，提供了一种包含硫化轮胎胎侧组分的轮胎，包含：大致100重量份的至少一种轮胎组分橡胶；每100重量份该轮胎组分橡胶约40重量份的炭黑；每100重量份该轮胎组分橡胶约2至约5重量份的水合无定形二氧化硅；每100重量份该轮胎组分橡胶约0.4至约0.6重量份的双-[3-(三烷氧基甲硅烷基)-丙基]-多硫化物，其中双-[3-(三烷氧基甲硅烷基)-丙基]-多硫化物的用量是水合无定形二氧化硅的约8重量％至约24重量％；每100重量份该轮胎组分橡胶约1.0至约1.2重量份的N-环己基-2-苯并噻唑磺酰胺或N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺；以及每100重量份该轮胎组分橡胶约2至约2.7重量份的硫硫化剂。

仍然在另一个实施方案中，提供了一种基于弹性体的橡胶组合物，包含：弹性体；炭黑；pH大于约6.5的二氧化硅；和存在量为二氧化硅的约8重量％至约24重量％的硅烷偶联剂，其中每100重量份弹性体，炭黑和二氧化硅存在的聚集量小于或等于45重量份。

仍然在另一个实施方案中，提供了低tanδ、高韧性轮胎胎侧组分组合物的制备方法，该方法包括：向橡胶组合物中加入：基于橡胶约40重量份用量的炭黑；基于橡胶约2至约5重量份用量的水合无定形二氧化硅；以及用量为水合无定形二氧化硅的约8重量％至约24重量％的硅烷偶联剂；并且硫化该橡胶组合物。该硫化可以包括用硫硫化剂和苯并噻唑促进剂硫化，其中苯并噻唑促进剂的用量可以为硫硫化剂的约30重量％至约60重量％。

发明详述

该示例性的组合物一般包括弹性体、增强填料和硅烷偶联剂。组合物可以用硫硫化剂和包括促进剂的各种加工助剂硫化。

作为此处使用的，″phr″表示每100重量份橡胶的成分重量份数。术语″橡胶″和″弹性体″可互换使用。

示例性的弹性体

任何传统使用的橡胶配混弹性体潜在适用于该示例性的组合物。根据橡胶复合物的最终粘弹性能要求，潜在用于该示例性组合物的弹性体的非限制例子包括以下，单独和组合：天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、交联聚乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯化聚乙烯橡胶、硅橡胶、特种耐热&耐油橡胶、其他特种橡胶和热塑性橡胶，这些术语用于Vanderbilt Rubber Handbook，第十三版(1990)中。这些弹性体可以含有多种官能团，包括但不限于，锡、硅、和含有胺的官能团。