[发明专利]用于轮胎胎面和充气轮胎的橡胶组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于充气轮胎胎面的橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

充气轮胎需要改善有利于燃油效率的滚动阻力性能，以及湿地性能即在潮湿路表面的抓地性能。然而，这些性能通常具有相互矛盾的关系，难以同时满足滚动阻力性能和湿地性能两种特征。为同时满足这些性能，加入二氧化硅作为填料。二氧化硅在橡胶组分中通常难以分散。因此，加入硅烷偶联剂以改善二氧化硅的分散性。然而，这种分散性仍然不够，且不能说二氧化硅的特性被充分发挥。

为改善二氧化硅的分散性，已作出尝试，例如提高混合能量，改变二氧化硅的结构和粒径，或使用含有二烯橡胶的改性橡胶，所述二烯橡胶中被引入羟基、氨基等基团(例如，参见下文的专利文件1和2)。

此外，下文的专利文件3公开了将木质素衍生物如木质素磺酸盐加入二烯橡胶，以便改善二氧化硅的分散性，由此改善滚动阻力性能。

在这些现有技术中，由于二氧化硅分散性的改善，在改善滚动阻力性能和湿地性能中可见一定程度的效果，但不能说这些效果足够。

另一方面，下文的专利文件4公开了一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，为改善滚动阻力性能和湿地性能，其包括：油充橡胶(oil extended rubber)组分A，其含有具有高玻璃化转变温度的丁苯橡胶；炭黑母炼胶(masterbatch)，其含有橡胶组分B(其含有具有低玻璃化转变温度的丁苯橡胶)和炭黑的混合物，所述母炼胶具有高于油充橡胶组分A的门尼粘度；以及二氧化硅。该专利文件公开了含有二氧化硅的油充橡胶组分A和含有炭黑的橡胶组分B以适当不均匀的状态不均匀地分布于橡胶组合物中，同时各自具有适当的兼容性，由此发挥出每种橡胶组分的特性。然而，二氧化硅仅通过门尼粘度的差异不能在油充橡胶组分A中良好分散，且滚动阻力性能和湿地性能的改善效果不足够。

专利文件1：WO96/23027

专利文件2：WO03/029299

专利文件3：JP 2009-108308A

专利文件4：JP 11-60816A(1999)

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目标是提供一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，其能够改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

根据本发明用于轮胎胎面的橡胶组合物包括含有丁苯橡胶和/或聚丁二烯橡胶的改性二烯橡胶，其具有至少一个选自氨基、羟基、环氧基、烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和羧基的官能团；二氧化硅；硅烷偶联剂；木质素衍生物；以及炭黑母炼胶。所述炭黑母炼胶含有丁苯橡胶和吸碘值为60至130g/kg的炭黑。炭黑母炼胶中丁苯橡胶的量(B)与改性二烯橡胶的量(A)的重量比例(B/A)为0.25至1。橡胶组合物中含有的炭黑和二氧化硅的总量为40至100重量份每100重量份橡胶组分，且二氧化硅在炭黑和二氧化硅的总量中的比例为25至80重量％。木质素衍生物的含量为0.1至10重量份每100重量份橡胶组分。

本发明的充气轮胎包括含有所述橡胶组合物的胎面。

根据本发明，炭黑的分散性可通过使用所述炭黑母炼胶改善，且额外地，二氧化硅的分散性可通过木质素衍生物与改性二烯橡胶的结合改善。作为结果，可改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。

附图说明

图1是示出实施例和对比实施例中滚动阻力性能和湿地性能之间关系的图。

具体实施方式

本发明的实施方案在下文中详细记载。

本实施方案的橡胶组合物包括(a)一种改性二烯橡胶，其含有一个对二氧化硅有反应活性或亲和性的官能团、(b)二氧化硅、(c)一种硅烷偶联剂、(d)一种木质素衍生物和(e)一种炭黑母炼胶。木质素衍生物与二氧化硅一起使用能改善二氧化硅在改性二烯橡胶中的分散性，且能通过改性二烯橡胶的官能团与二氧化硅之间的相互作用将二氧化硅和改性二烯橡胶有效地连接。另一方面，当其他二烯橡胶与含有改性二烯橡胶和木质素衍生物的橡胶组合物进一步混合，炭黑很难在所述其他二烯橡胶中分散，且强化性能可能会劣化。另一方面，本实施方案使用具有预先分散于其中的炭黑的炭黑母炼胶。本实施方案能改善炭黑在待与改性二烯橡胶混合的二烯橡胶中的分散性。因此，本实施方案的橡胶组合物能改善作为填料的二氧化硅和炭黑的分散性，从而显著改善滚动阻力性能和湿地性能之间的平衡。