[发明专利]轮胎用橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物、以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

轮胎用橡胶组合物需要具有如下性能：例如高硬度(E^*)、在30～70℃时低tanδ、以及出色的断裂伸长率。

用于获得高硬度的方法包括：添加化合物例如硫、硫化促进剂、间苯二酚树脂、或聚乙烯树脂；以及增加填料例如炭黑或二氧化硅的量。然而，这些方法难以同时获得高硬度(E^*)和良好的断裂伸长率(EB)。

通常，具有小于100％断裂伸长率的橡胶组合物即使具有高硬度也不能用作需要具有耐久性的轮胎用橡胶组合物。例如，在橡胶组合物用于胎圈三角胶的情况下，在室温下测定的断裂伸长率需要是至少100％，在橡胶组合物用于缓冲层(橡胶组合物用于缓冲层贴胶)的情况下，在室温下测定的断裂伸长率需要是至少200％，并且，在橡胶组合物用于胎面(胎面行驶面或胎面基部)或胎侧壁的情况下，在室温下测定的断裂伸长率需要是至少350％。

通过添加酚醛树脂可以兼顾获得高硬度(E^*)以及不小于100％的断裂伸长率(EB)。然而，不利的是该添加伴有tanδ的增加，并且因此难以以平衡方式获得高硬度(E^*)、低tanδ(良好的燃料经济性)、以及良好的断裂伸长率。因此，在现有技术中，含有酚醛树脂的橡胶组合物很少用于除了胎圈三角胶和缓冲层之外的轮胎组件。

专利文献1和2各自涉及一种含有甲酚树脂作为烷基酚树脂的橡胶组合物。然而，用于专利文献1和2的甲酚树脂通过仅使用间甲酚(也就是3-烷基酚)作为烷基酚组分(单体组分)来获得；此处，并未详细研究可使用除了3-烷基酚之外的单体组分(例如2-烷基酚、4-烷基酚)获得的树脂的用途以及烷基酚树脂中含有(残留)的游离单体组分的含量。因此，考虑到在保持良好挤出加工性的同时以平衡方式获得高硬度(良好的操纵稳定性)、低tanδ(良好的燃料经济性)、良好的断裂伸长率、以及良好的转向响应，这些橡胶组合物仍然有些地方不能令人满意。

专利文献1：JP 2008-31427A

专利文献2：JP 2010-52724A

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮胎用橡胶组合物，所述橡胶组合物可解决上述问题并在保持良好挤出加工性的同时获得良好的操纵稳定性、良好的燃料经济性、良好的断裂伸长率、以及良好的转向响应；以及一种使用该橡胶组合物生产的充气轮胎。

本发明已进行各种研究并得出了以下假设。

也就是说，在橡胶组合物的捏合期间，烷基酚树脂形成了复合球，所述复合球具有炭黑、并且甚至具有软化剂(如果使用软化剂)。这些复合球的分布是不均匀的，这导致了当橡胶组合物变形时在橡胶和填料之间产生较大的能量损耗，由此降低了燃料经济性。

用于解决上述问题的理想方法被认为是这样的方法：使得复合球具有较高的硫化后硬度以及均匀的大小，并且在橡胶组合物中被高度分散。

包含(残留)在烷基酚树脂中的杂质、特别是未反应(游离)烷基酚组分(单体组分)具有低分子量，并因此其实际上具有增塑剂的功能。因此降低树脂中残留的未反应单体组分的含量可能导致复合球硬度的增加。

本发明人进一步发现：源自羟基和烷基之间具有不同位置关系的烷基酚(例如，2-烷基酚和3-烷基酚)的组合的烷基酚树脂作为单体组分添加到橡胶组合物中能使复合球具有更均匀的大小、并且能使复合球在所得橡胶组合物中高度分散。由此，完成了本发明。

具体地，本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，其包括：100质量份的橡胶组分；0.5～20质量份的烷基酚树脂；以及0.04～10质量份的亚甲基供体，其中烷基酚树脂由甲醛以及选自2-烷基酚、3-烷基酚和4-烷基酚的至少两种化合物所生产，并且在烷基酚树脂中，游离的2-烷基酚、3-烷基酚和4-烷基酚的总量不大于3质量％。

2-烷基酚、3-烷基酚和4-烷基酚分别优选邻甲酚、间甲酚、和对甲酚。

烷基酚树脂优选由2-烷基酚、3-烷基酚、4-烷基酚和甲醛产生。

在烷基酚树脂中，游离的2-烷基酚、3-烷基酚和4-烷基酚的总量优选不超过1质量％。

烷基酚树脂优选具有115℃～140℃的软化点。

烷基酚树脂优选包括96～100质量％的线型(novolac)酚醛树脂。

亚甲基供体优选选自下组的至少一种化合物：六亚甲基四胺、六甲氧基羟甲基三聚氰胺、和六羟甲基三聚氰胺五甲基醚。