[发明专利]用于重载卡车和公共汽车轮胎胎面的橡胶配混物及其相关方法

说明书

重载卡车或公共汽车轮胎胎面用橡胶配混物可以包含：5至100重量份/百重量份橡胶(phr)的具有‑120℃至‑80℃的玻璃化转变温度(Tg)、0.50至0.91的g'_vis和40:60至5:95的顺式与反式比的长链支化的环戊烯开环橡胶(LCB‑CPR)；0phr至95phr的选自以下的橡胶：天然橡胶(NR)、聚丁二烯橡胶(BR)和它们的组合；30phr至90phr的增强填料；和0.5phr至20phr的加工油。

发明人：Alan A.Galuska，Alexander V.Zabula，Yong Yang，Car los R.Lopez-Barron，Brian J.Rohde，Xiao-Dong Pan和Wen J.Liu

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年3月3日提交的美国临时申请号62/984636的优先权权益，其公开内容通过引用并入本文。

本申请与以下申请相关：同时提交的USSN 62/984630，临时专利申请，代理人案号2020EM098，题目为“Rubber Compounds for Passenger Tire Treads and MethodsRelating Thereto”。

发明领域

本公开内容涉及适合在重载卡车和公共汽车轮胎胎面中使用的包含(a)天然橡胶(NR)和/或聚丁二烯橡胶(BR)和(b)长链支化的环戊烯开环橡胶(LCB-CPR)的橡胶配混物。

背景

在过去十年全球汽车轮胎市场明显成长，这可归因于对于各种车辆类型(例如乘用车、重载卡车等)的不断提高的高性能轮胎的需要。因此，适应汽车发展已经成为轮胎公司的重要投资，寻求满足耐久性和其它重要轮胎性质(例如滚动阻力、胎面磨损和湿滑牵引)的不断变化的需求。胎面橡胶配制物在实现这样性质的性能目标中起到关键作用。然而，胎面性能性质如滚动阻力和湿滑抓地逆相关，使得改进这些性质中一个损害另一个。因此，轮胎工业面对开发会导致期望的轮胎性能全部改进的新的且改进的材料的不断的挑战。

通常，轮胎胎面橡胶配混物包括不同玻璃化转变温度的橡胶的共混物。常见地，具有低玻璃化转变温度(Tg)的橡胶已知改进胎面磨损和滚动阻力，而具有高Tg的橡胶通常改进牵引特性。特别地，具有低Tg的橡胶可改进滚动损失和耐磨性，但是代价是抗滑性质。因此，寻找最优配制物以达到以上描述的期望性质仍在进行中。

最常使用的合成轮胎橡胶是苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和BR。这样的合成橡胶的生产传统上使用齐格勒-纳塔催化。所得的橡胶微观结构在制造方面在轮胎性质中起到重要作用，因为微观结构与不同聚合物性质例如玻璃化转变温度和结晶度有关。因此，合成橡胶中橡胶微观结构的控制可以用于调节所得的橡胶配制物的性质。

环戊烯开环橡胶(CPR)已开发作为对BR和SBR的替代。CPR通过环戊烯(cC5)的开环聚合(ROMP)获得，从而产生无分支的聚合物链。然而，对于重载卡车和公共汽车轮胎而言由CPR所得的交联的橡胶在湿滑抓地方面通常不足。

几十年来，增强填料(例如沉淀的无定形二氧化硅和炭黑)已使用在橡胶工业中以便提高橡胶的可用性。轮胎胎面橡胶配制物中增强填料的存在可实现更长时间耐磨损的产物并提高轮胎强度。此外，用高度可分散沉淀二氧化硅代替常规增强填料炭黑可导致明显的滚动阻力降低和显著的抗湿滑性改进。然而，当与炭黑填充的橡胶相比，对于二氧化硅填充的橡胶已观察到橡胶强度降低、加工性变差和差的耐磨性。此外，当使用增强填料二氧化硅时，需要有机硅烷来实现橡胶和二氧化硅填料具有良好相互作用的橡胶共混物。然而，有机硅烷是高成本的无机加工助剂。因此，高度期望在增强填料和橡胶材料之间成本有效的增强相互作用。