[发明专利]橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶组合物以及包括该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

为了节约能源、节约能量，以及环境保护，人类社会日益需要降低二氧化碳气体排放。也为了降低汽车的二氧化碳气体排放，已经考虑各种方法，包括例如降低汽车重量以及使用电能。

汽车领域中一个常规挑战是通过改善轮胎的滚动阻力来提高燃料经济性的需要，并且对提高行驶期间的安全性以及提高耐久性也存在日益增长的需求。由于这些性能极大地依赖轮胎的性能，故日益要求用于汽车的轮胎具有改进的燃料经济性、湿抓地性能、操作稳定性、以及耐久性(例如，耐磨性)。轮胎的性能依赖于各种因素，包括轮胎的结构和材料，并且特别地，极大地依赖于与路面接触的胎面部中使用的橡胶组合物的性能。因为该原因，人们已经进行了广泛的研究以从技术上改进用于轮胎例如用于胎面的橡胶组合物并且这些技术已经被投入到实际应用。

已知通过降低填料的量或者通过使用改性聚合物(例如，参见专利文献1)来改进橡胶组合物的燃料经济性。然而，当填料的量被降低时或者当填料被高度分散时，橡胶刚性趋于降低，这导致轮胎的运动学性能(例如操作稳定性)降低的问题。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2003-344955A

发明内容

技术问题

本发明致力于解决上述问题并且提供一种橡胶组合物以及包括该橡胶组合物的充气轮胎，该橡胶组合物可在保持或改进良好的加工性、耐磨性和操作稳定性的同时改进燃料经济性和湿抓地性能。

解决问题的方案

本发明涉及一种橡胶组合物，其包含：炭黑；二氧化硅；以及聚合物混合物，该聚合物混合物通过用包含酯基和羧基中的至少一种的化合物对衍生于共轭二烯化合物和芳香族乙烯化合物中的至少一种的聚合物进行改性来获得，该聚合物混合物的重均分子量为1.0×10³至1.0×10⁵，该橡胶组合物其tanδ峰值温度为-20℃以上，橡胶硬度为63-75，以及在70℃下的tanδ为0.15-0.45。

包含酯基和羧基中的至少一种的化合物可合适地为丙烯酸酯和羧酸酐中的至少一种，更合适地为羧酸酐。

优选地，相对于100质量份的橡胶组分，橡胶组合物包含5-150质量份的炭黑、10-150质量份的二氧化硅、以及0.5-50质量份的聚合物混合物。

聚合物混合物优选包含改性聚合物，该改性聚合物包含如下式(1)所示的改性基团：

其中A代表二价饱和烃基或二价不饱和烃基；R¹代表OR⁴或如下式(2)所示的基团；以及R⁴代表氢原子或一价饱和烃基或一价不饱和烃基，式(2)如下：

其中B代表二价饱和烃基或二价不饱和烃基；以及R⁵代表氢原子或一价饱和烃基或一价不饱和烃基。

优选地，A如下式(3)所示：

其中m代表0-6的整数；以及R²和R³是彼此相同或不同的并且各自代表氢原子、C_1-2烃基，或芳基，以及

B如下式(4)至(7)中任一项所示：

其中n代表2或3的整数；R⁶和R⁷是彼此相同或不同的，并且各自代表氢原子或C_1-18烃基；R⁸代表氢原子或甲基；以及R⁹代表氢原子或C_1-4烃基。

在聚合物混合物中，相对于聚合物混合物中每分子聚合物，改性基团优选以平均至少0.1个基团的比例存在。

进一步地，聚合物混合物优选在25℃下的粘度为1.0×10⁴至8.0×10⁵。

聚合物混合物中的聚合物优选为苯乙烯均聚物、丁二烯均聚物，或苯乙烯-丁二烯共聚物。这种聚合物混合物优选具有5-45质量％的苯乙烯含量。

聚合物混合物优选包含主链改性的聚合物。

二氧化硅优选包括氮吸附比表面积为至少50m²/g但小于120m²/g的二氧化硅(1)和氮吸附比表面积为120m²/g以上的二氧化硅(2)。

这类二氧化硅(1)和二氧化硅(2)的氮吸附比表面积优选满足下式：