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CN108794828B - 用于轮胎和充气轮胎的橡胶组合物 - Google Patents

用于轮胎和充气轮胎的橡胶组合物 Download PDF

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CN108794828B CN201810354067.3A CN201810354067A CN108794828B CN 108794828 B CN108794828 B CN 108794828B CN 201810354067 A CN201810354067 A CN 201810354067A CN 108794828 B CN108794828 B CN 108794828B
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Abstract

本发明提供一种轮胎用橡胶组合物，其在实现良好加工性的同时提供包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性在内的物理性能的平衡改善。还提供了一种由该橡胶组合物形成的充气轮胎。该轮胎用橡胶组合物包含：异戊二烯系橡胶；以及由顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为550,000以上的高分子量聚丁二烯橡胶和顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为500,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶构成的聚丁二烯橡胶混合物。以橡胶成分为100质量％计，橡胶组合物中的橡胶成分包含60‑90质量％的异戊二烯系橡胶和10‑40质量％的聚丁二烯橡胶混合物。

Description

用于轮胎和充气轮胎的橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种用于轮胎和充气轮胎的橡胶组合物。
背景技术
随着近年来对安全和低油耗汽车需求的增加，需要同时提供改善的性能(包括机械性能、耐磨性和燃料经济性)的轮胎橡胶材料。已经提出了几种技术来解决这个难题，例如使用具有低发热性能的二烯聚合物，使用二氧化硅作为填料以减少发热，使用具有高补强性能和优异耐磨性的细粒炭黑，以及这些技术的组合。
例如，可以预期，通过将具有高分子量的橡胶成分与填料结合以增加它们的亲和力，可以进一步改善橡胶组合物的燃料经济性和耐磨性。然而，由于具有高分子量的橡胶成分通常具有较差的加工性，所以简单地组合这些组分将由于粘度增加而导致橡胶组合物的加工性恶化。这可能导致二氧化硅或细粒炭黑具有较差的分散性，并且因此难以实现充分性能的良好平衡。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于解决上述问题，并提供一种轮胎用橡胶组合物，其在实现良好的加工性的同时，提供包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性在内的物理性能的平衡改善。本发明的另一个目的在于提供一种由该橡胶组合物形成的充气轮胎。
解决问题的技术手段
本发明涉及一种用于轮胎的橡胶组合物，其包含：异戊二烯系橡胶；以及由顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为550,000以上的高分子量聚丁二烯橡胶和顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为500,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶构成的聚丁二烯橡胶混合物，以橡胶成分为100质量％计，橡胶组合物中的橡胶成分包含60-90质量％的异戊二烯系橡胶和10-40质量％的聚丁二烯橡胶混合物。
相对于100质量份的橡胶成分，橡胶组合物优选含有20至80质量份的炭黑。
本发明的另一方面涉及一种充气轮胎，其包括由所述橡胶组合物形成的胎面。
发明的有益效果
本发明的轮胎用橡胶组合物包含异戊二烯系橡胶，以及由顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为550,000以上的高分子量聚丁二烯橡胶和顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为500,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶构成的聚丁二烯橡胶混合物。以橡胶成分为100质量％计，橡胶组合物中的橡胶成分包含60-90质量％的异戊二烯系橡胶和10-40质量％的聚丁二烯橡胶混合物。该橡胶组合物在实现良好的加工性的同时，提供包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性在内的物理性能的平衡改善。
具体实施方式
本发明的轮胎用橡胶组合物含有预定量的异戊二烯系橡胶和由特定的高顺式、高分子量聚丁二烯橡胶和特定的高顺式、低分子量聚丁二烯橡胶组成的聚丁二烯橡胶混合物。
提高耐磨性或燃料经济性的常用方法是使用高分子量BR(Iwakazu Hattori和Toshihiro Tadaki，聚二烯耐磨性的改善，橡胶科学与技术协会杂志，日本，第80卷，第4号，2007，第140-146页，其通过引用并入本文)。但是，使用高分子量的BR不利地导致加工性的恶化，例如，粘度(ML1+4)。因此，目前单独使用具有500,000以下峰顶分子量Mp的BR来确保加工性。
本发明使用的组合物包含橡胶成分，所述橡胶成分包含异戊二烯系橡胶和聚丁二烯橡胶，其中聚丁二烯橡胶成分特别包含由特定的高顺式、高分子量的聚丁二烯橡胶和特定的高顺式、低分子量的聚丁二烯橡胶组成的聚丁二烯橡胶混合物，以充分发挥材料的潜力，从而同时实现或甚至改善燃料经济性，拉伸强度和耐磨性等物理性能。
这种效果的机理还不完全清楚，但是推测为：使用具有高顺式含量和峰顶分子量Mp为500,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶提供了良好的加工性以确保填料分散性；此外，通过在组合物中使用具有高顺式含量且峰顶分子量Mp为550000以上的高分子量聚丁二烯橡胶，橡胶的潜力可被充分利用，从而导致包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性在内的物理性能的均衡改善。
因此，因加工性低而不能充分混炼导致使用传统技术无法开发其潜力的材料(例如，高分子量聚丁二烯橡胶)，根据本发明，可以充分利用这些材料的性能。因此，可以显著(协同地)提高包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性在内的物理性能的平衡，同时实现良好的加工性。
异戊二烯系橡胶的例子包括天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、精制NR、改性NR和改性IR。NR和IR可以是轮胎工业中常用的那些，例如NR为SIR20、RSS#3或TSR20，IR为IR2200。精制NR的例子包括脱蛋白质天然橡胶(DPNR)和高纯天然橡胶(UPNR)。改性NR的例子包括环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)和接枝天然橡胶。改性IR的例子包括环氧化聚异戊二烯橡胶、氢化聚异戊二烯橡胶和接枝聚异戊二烯橡胶。这些橡胶可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
以橡胶成分为100质量％计，异戊二烯系橡胶的量的下限为60质量％以上，优选为70质量％以上，上限为90质量％以下，优选为80质量％以下。如果将量调整到上述范围内，则可以实现燃料经济性、拉伸强度、耐磨性等物理性能的均衡改善。
橡胶组合物包含：聚丁二烯橡胶混合物，其由顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为550,000以上的高分子量聚丁二烯橡胶和顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为500,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶构成。
考虑到燃料经济性、拉伸强度、耐磨性的平衡，高分子量BR(高分子量聚丁二烯橡胶)的峰顶分子量Mp为550,000以上，优选为650,000以上，更优选为700,000以上。峰顶分子量Mp的上限没有特别限定，但考虑到加工性，优选为1,000,000以下，更优选为900,000以下。
考虑到加工性，高分子量BR的分子量分布[Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)]优选为2.0以上，更优选为2.2以上。考虑到燃料经济性、拉伸强度和耐磨性的平衡，Mw/Mn优选为4.0以下，更优选为3.5以下。
考虑到加工性，低分子量BR(低分子量聚丁二烯橡胶)的峰顶分子量Mp为500,000以下，优选为470,000以下，更优选为450,000以下。峰顶分子量Mp的下限没有特别限定，但考虑到燃料经济性、拉伸强度和耐磨性的平衡，优选为300,000以上，更优选为350,000以上。
考虑到加工性，低分子量BR的分子量分布[Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)]优选为2.0以上，更优选为2.2以上。考虑到燃料经济性、拉伸强度和耐磨性的平衡，Mw/Mn优选为4.0或更小，更优选为3.5或更小。
高分子量BR、低分子量BR和其它聚合物的Mp、Mw和Mn可以如下述实施例中所述的进行测量。
为了提高耐磨性，高分子量BR和低分子量BR各自的顺式含量为95质量％以上，优选97质量％以上。
顺式含量可以通过红外吸收光谱法测量。
高分子量BR和低分子量BR各自可以是具有上述定义的高顺式含量和Mp的任何BR。BR可以是未改性BR或改性BR。它可以是市售产品，购自例如宇部兴产株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、或日本瑞翁株式会社。高分子量BR和低分子量BR各自可以为单一材料或者两种或更多种材料的组合。
以橡胶成分为100质量％计，聚丁二烯橡胶混合物(BR混合物)的量(高分子量BR和低分子量BR的合计量)的下限为10质量％以上，优选为20质量％以上，上限为40质量％以下，优选为30质量％以下。如果将其量调整到上述范围内，则可以实现燃料经济性、拉伸强度、耐磨性等物理性能的均衡改善。
考虑到包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性的物理性能，以橡胶成分为100质量％计，高分子量BR的量优选为5质量％以上，更优选为10质量％以上。考虑到加工性，该量优选为30质量％以下，更优选为20质量％以下。
考虑到加工性，以橡胶成分为100质量％计，低分子量BR的量优选为5质量％以上，更优选10质量％以上。考虑到包括燃料经济性、拉伸强度和耐磨性的物理性能，该量优选为30质量％以下，更优选为20质量％以下。
除异戊二烯系橡胶、高分子量BR和低分子量BR之外，可用于橡胶成分中的橡胶的例子包括二烯系橡胶，如其他类型的BR、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物橡胶(SIBR)。
考虑到性能的平衡，优选橡胶组合物含有炭黑。
相对于橡胶成分100质量份，炭黑的量优选为5质量份以上，更优选为20质量份以上，进一步优选为35质量份以上。不低于下限的量倾向于提供足够的补强性能，从而获得良好的耐磨性。其量也优选为100质量份以下，更优选为80质量份以下。不超过上限的量倾向于获得良好的滚动阻力性能。
考虑到耐磨性和其它性能，炭黑的氮吸附比表面积(N2SA)优选为80m2/g以上，更优选为100m2/g以上。考虑到炭黑的分散性、燃料经济性和其他性能，N2SA优选为200m2/g以下，更优选为150m2/g以下。
可以依据JIS K 6217-2：2001测定炭黑的N2SA。
炭黑的非限制性例子包括N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550和N762。炭黑可以是市售产品，购自例如旭碳株式会社、日本Cabot株式会社、东海碳素株式会社、三菱化学株式会社、狮王株式会社、新日化碳株式会社或Columbia Carbon。
橡胶组合物可以含有二氧化硅。二氧化硅的例子包括干法二氧化硅(无水二氧化硅)和湿法二氧化硅(含水二氧化硅)。其中，湿法二氧化硅含有大量的硅烷醇基，因而是优选的。
考虑到加工性和其它性能，相对于100质量份的橡胶成分，二氧化硅的量优选为80质量份以下，更优选为30质量份以下，还优选为20质量份以下。相对于100质量份的橡胶成分，二氧化硅的含量优选为5质量份以上。
二氧化硅的氮吸附比表面积(N2SA)优选为80m2/g以上，更优选为100m2/g以上。不低于下限的N2SA趋向于提供良好的补强效果，由此导致包括拉伸强度和耐磨性在内的优异性能。二氧化硅的N2SA也优选为300m2/g以下，更优选为200m2/g以下。不超过上限的N2SA倾向于获得良好的分散性。
二氧化硅的N2SA依据ASTM D3037-93通过BET法测定。
二氧化硅可以是例如德固赛公司、罗地亚公司、东曹硅化工株式会社、索尔维日本株式会社或德山株式会社的产品。
在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶成分，炭黑和二氧化硅的合计量优选为20质量份以上，更优选为50质量份以上，但优选为150质量份以下，更优选为100质量份以下，进一步优选为80质量份以下。当其在上述范围内时，可以同时获得良好的耐磨性和优异的燃料经济性，并且可以充分实现本发明的效果。
在橡胶组合物含有二氧化硅的情况下，优选含有硅烷偶联剂。
硅烷偶联剂的非限制性例子包括硫化硅烷偶联剂，例如双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物，双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基乙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物和3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯一硫化物；巯基硅烷偶联剂，例如3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、以及可从迈图(Momentive)获得的NXT和NXT-Z；乙烯基硅烷偶联剂，例如乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷；氨基硅烷偶联剂，例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷；缩水甘油氧基硅烷偶联剂，例如γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷；硝基硅烷偶联剂，例如3-硝基丙基三甲氧基硅烷和3-硝基丙基三乙氧基硅烷；以及氯代硅烷偶联剂，例如3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-氯丙基三乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂可以是例如德固赛公司、迈图公司、信越有机硅公司、东京化成工业株式会社、AZmax株式会社或道康宁东丽株式会社的产品。
相对于100质量份的二氧化硅，硅烷偶联剂的含量优选为3质量份以上，更优选为5质量份以上。3质量份或更多的量倾向于提供添加效果。该量也优选为20质量份以下，更优选15质量份以下。不超过20质量份的量倾向于产生与添加量相当的效果，并且倾向于获得混炼时的良好加工性。
橡胶组合物可以含有除炭黑和二氧化硅以外的有机或无机填料。无机填料的例子包括滑石、氢氧化铝、氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁、钛白、钛黑、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁铝、粘土、叶蜡石、膨润土、硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸铝钙、硅酸镁、碳化硅、锆和氧化锆。有机填料的例子包括纤维素纳米纤维。
橡胶组合物可以含有油和/或液体二烯聚合物。
油可以是例如加工油、植物脂肪或油或其混合物。加工油的例子包括石蜡加工油、芳族加工油和环烷加工油。植物脂肪或油的例子包括蓖麻油、棉籽油、亚麻子油、菜籽油、大豆油、棕榈油、椰子油、花生油、松香、松树油、松焦油、妥尔油、玉米油、米油、红花油、芝麻油、橄榄油、向日葵油、棕榈仁油、山茶油、霍霍巴油、澳洲坚果油和桐油。
油可以是例如出光兴产株式会社、三共油化工业株式会社、新日本石油能源公司、Olisoy公司、H&R公司、丰国石油株式会社、昭和壳牌石油株式会社或富士兴产株式会社的产品。
术语“液体二烯聚合物”是指在室温(25℃)下处于液态的二烯聚合物。液体二烯聚合物优选通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1.0×103至2.0×105，更优选为3.0×103至1.5×104。液体二烯聚合物的例子包括液体苯乙烯-丁二烯共聚物、液体聚丁二烯聚合物、液体聚异戊二烯聚合物和液体苯乙烯-异戊二烯共聚物。
考虑到拉伸强度、耐磨性、燃料经济性和其他性能，在橡胶组合物中，相对于100质量份的橡胶成分，油和液体二烯聚合物的合计量优选5质量份以下，更优选2质量份以下。其可以是0质量份。
橡胶组合物可以含有蜡。
蜡的非限制性例子包括石油蜡，如石蜡和微晶蜡；天然存在的蜡，如植物蜡和动物蜡；以及合成蜡，如乙烯、丙烯等的聚合物。其中，石油蜡是优选的，石蜡是更优选的。
考虑到性能的平衡，相对于100质量份的橡胶成分，蜡的量优选为0.3至20质量份，更优选为0.5至10质量份。
蜡可以是例如大内新兴化学工业株式会社、日本精蜡株式会社或精工化学株式会社的产品。
优选橡胶组合物含有抗氧化剂。
抗氧化剂的例子包括：萘基胺抗氧化剂，例如苯基-α-萘胺；二苯胺抗氧化剂，例如辛基化二苯胺和4,4'-双(α，α'-二甲基苄基)二苯胺；对苯二胺抗氧化剂，例如N-异丙基-N'-苯基-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺和N,N'-二-2-萘基-对苯二胺；喹啉抗氧化剂如2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物；单酚抗氧化剂，例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和苯乙烯酚；和双-、三-或多酚抗氧化剂，例如四-[亚甲基-3-(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)-丙酸酯]甲烷。其中，优选对苯二胺抗氧化剂或喹啉抗氧化剂，更优选N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物。
考虑到性能的平衡，相对于100质量份橡胶成分，抗氧化剂的量优选为0.3至10质量份，更优选0.5至7质量份。
抗氧化剂可以是例如精工化学株式会社、住友化学株式会社、大内新兴化学工业株式会社或富莱克斯公司的产品。
优选橡胶组合物含有硬脂酸。从性能的平衡角度考虑，相对于100质量份的橡胶成分，硬脂酸的量优选为0.5至10质量份，更优选为1至5质量份。
作为硬脂酸，可以使用以往公知的硬脂酸，其例子包括日油株式会社、花王株式会社、和光纯药工业株式会社、千叶脂肪酸株式会社的产品。
优选橡胶组合物含有氧化锌。从性能的平衡角度考虑，相对于100质量份的橡胶成分，氧化锌的量优选为0.5至10质量份，更优选为1至5质量份。
作为氧化锌，可以使用以往公知的氧化锌，其例子包括三井金属矿业株式会社、东邦锌株式会社、HakusuiTech株式会社、正同化学工业株式会社、堺化学工业株式会社的产品。
优选橡胶组合物含有硫。
从性能的平衡角度考虑，相对于100质量份的橡胶成分，硫的量优选为0.5至10质量份，更优选为1至5质量份，还优选为1至3质量份。
硫的例子包括在橡胶工业中常用的那些，例如粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高度分散性硫和可溶性硫。这些种类的硫可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。
硫可以是例如鹤见化学工业株式会社、轻井泽硫磺株式会社、四国化成工业株式会社、富莱克斯公司、日本乾溜工业株式会社或细井化学工业株式会社等的产品。
优选橡胶组合物含有硫化促进剂。
从性能的平衡角度考虑，相对于100质量份的橡胶成分，硫化促进剂的量优选为1至10质量份，更优选为3至7质量份。
硫化促进剂的例子包括噻唑硫化促进剂，例如2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物和N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺；秋兰姆硫化促进剂，例如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)和二硫化四(2-乙基己基)秋兰姆(TOT-N)；亚磺酰胺硫化促进剂，例如N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-氧乙烯-2-苯并噻唑亚磺酰胺和N,N'-二异丙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺；以及胍硫化促进剂如二苯胍、二邻甲苯基胍和邻甲苯基双胍。这些硫化促进剂可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。其中，从性能的平衡角度考虑，优选亚磺酰胺硫化促进剂或胍硫化促进剂。
本发明的橡胶组合物可以通过常规方法制备。具体而言，例如可以通过使用班伯里密炼机、捏合机、开炼机等混炼机混炼各组分，然后对经混炼的混合物进行硫化来制备橡胶组合物。
涉及除了硫化剂和硫化促进剂之外的混炼添加剂的基础混炼工艺期间，混炼条件包括：通常为50至200℃、优选80至190℃的混炼温度，和通常为30秒至30分钟、优选1分钟至30分钟的混炼时间。涉及与硫化剂和/或硫化促进剂混炼的最终混炼工艺期间的混炼条件包括：通常100℃或更低、优选室温至80℃的混炼温度。与硫化剂和/或硫化促进剂混炼后获得的橡胶组合物通常通过例如加压硫化来进行硫化。硫化温度通常为120至200℃，优选为140至180℃。
本发明的橡胶组合物适用于胎面(胎冠部胎面)，但也可以用于胎面以外的轮胎部件，例如侧壁、胎基部胎面、底胎面、搭接部三角胶、胎圈三角胶、缓冲垫、胎体帘线顶层橡胶、绝缘层、胎圈包布或内衬层，或者缺气保用轮胎的胎侧增强层。
本发明的充气轮胎可以使用橡胶组合物通过常规方法来生产。
具体而言，充气轮胎可以通过如下方式生产：将含有这些成分的未硫化橡胶组合物挤压成轮胎部件如胎面的形状，在轮胎成型机上，以常用的方法将其与其它轮胎部件组装，形成未硫化轮胎，并在硫化机中热压未硫化轮胎。
本发明的充气轮胎可以用于乘用车辆、重载车辆或其他车辆。特别地，充气轮胎适合用于包含大量异戊二烯系橡胶的重载车辆的轮胎(卡车和公共汽车用轮胎)。
实施例
参考实施例具体描述本发明，但是不限于此。
下面列出了实施例中使用的化学品。
IR：购自日本瑞翁公司的Nipol IR2200
低分子量BR 1：购自宇部兴产株式会社的BR360B(顺式含量：98质量％，Mp：420,000，Mw/Mn：2.4)
低分子量BR 2：购自宇部兴产株式会社的BR150B(顺式含量：97质量％，Mp：330,000，Mw/Mn：3.3)
高分子量BR 1：购自朗盛的Buna CB21(顺式含量：98质量％，Mp：770,000，Mw/Mn：2.4)
高分子量BR 2：购自JSR株式会社的BR730(顺式含量：97质量％，Mp：580,000，Mw/Mn：2.39)
炭黑N220：购自日本Cabot株式会社的SHOBLACK N220(N2SA：114m2/g)。
二氧化硅：购自日本罗地亚株式会社的二氧化硅115Gr(N2SA：110m2/g)
硅烷偶联剂：购自德固赛公司的硅266(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物)
蜡：购自大内新兴化学工业株式会社的Sunnoc蜡
氧化锌：购自三井金属矿业株式会社的氧化锌#2
硬脂酸：购自日本油脂株式会社的“Tsubaki”
抗氧化剂6C：购自富莱克斯公司的抗氧化剂6C(SANTOFLEX 6PPD)
硫：购自鹤见化学工业株式会社的粉末硫
硫化促进剂NS：购自大内新兴化学工业株式会社的NOECELER NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺)
<聚合物分析>
各个BR的分析如下。
(分子量分布Mw/Mn和峰顶分子量Mp的测定)
聚合物的分子量分布Mw/Mn和峰顶分子量Mp通过用聚苯乙烯标准校准的凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制造的GPC-8000系列，检测器：差示折射计，柱：东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)测定。
<实施例和比较例>
按照表1-3所示的各配方，将除硫和硫化促进剂以外的材料在1.7L班伯里密炼机(神户制钢所)中150℃下混炼5分钟，得到经混炼的混合物。然后，将硫和硫化促进剂添加到经混炼的混合物中，并使用开炼机在80℃混炼3分钟，获得未硫化橡胶组合物。将未硫化的橡胶组合物在170℃下加压硫化20分钟，获得硫化橡胶组合物。
通过下述测试方法评价如上制备的未硫化橡胶组合物和硫化橡胶组合物的加工性、拉伸强度、燃料经济性和耐磨性。结果如表1至3所示。在表1和2中，将比较例1-1作为参照比较例；在表3中，将比较例3-1作为参照比较例。
(加工性)
使用门尼粘度测试仪，依据JIS K 6300-1“未硫化橡胶-物理性能-第1部分：用门尼粘度计测定门尼粘度和硫化前特性”，按如下测试未硫化橡胶组合物的门尼粘度(ML1+4/130℃)。预热1分钟至130℃后，在该温度下使小型转子旋转，经过4分钟后测定未硫化橡胶组合物的门尼粘度(ML1+4/130℃)。使用以下等式将门尼粘度的值表示为指数，参照比较例设为100。指数越高表示门尼粘度越低和加工性越好。
(加工性指数)＝(参照比较例的门尼粘度)/(各配方例的门尼粘度)×100
(拉伸强度)
依据JIS K 6251，对硫化橡胶组合物的3号哑铃样品进行拉伸试验，以测量断裂拉伸强度(TB)和断裂伸长率(EB)(％)。TB×EB/2的值被定义为拉伸强度。使用下面的等式，将配方例的拉伸强度值表示为指数，参照比较例设为100。指数越高表示拉伸强度越好。实践中，可以接受95以上的指数。
(拉伸强度指数)＝(各配方例的TB×EB/2)/(参照比较例的TB×EB/2)×100
(耐磨性)
使用兰伯恩磨耗试验机，在室温，1.0kgf的负荷，30％的滑移率下测定硫化橡胶组合物的磨耗量。使用以下等式，将磨耗量的值表示为指数。
指数越高表示耐磨性越好。
(耐磨性指数)＝(参照比较例的磨耗量)/(各配方例的磨耗量)×100
(燃料经济性(滚动阻力))
使用光谱仪(上岛制作所株式会社)，在动态应变幅度1％，频率10Hz，温度60℃下测定硫化橡胶组合物的tanδ。使用以下等式，将tanδ值表示为指数。指数越高表示滚动阻力越低并且燃料经济性越好。
(燃料经济性指数)＝(参照比较例的tanδ)/(各配方例的tanδ)×100
[表1]
IR/BR＝80/20(炭黑)
Figure BDA0001634162970000111
[表2]
IR/BR＝70/30(炭黑)
Figure BDA0001634162970000121
[表3]
IR/BR＝70/30(二氧化硅)
Figure BDA0001634162970000122
如表1至3所示，实施例中的橡胶组合物表现出良好的加工性、拉伸强度、耐磨性和燃料经济性，同时保持它们之间的良好平衡，该橡胶组合物含有预定量的异戊二烯系橡胶和由特定的高顺式、高分子量聚丁二烯橡胶和特定的高顺式、低分子量聚丁二烯橡胶组成的聚丁二烯橡胶混合物。此外，例如实施例1-1与比较例1-1和1-3的比较结果表明高分子量BR和低分子量BR的组合提供了拉伸强度、耐磨性和燃料经济性的协同改善的平衡，同时实现了良好的加工性。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，包含由轮胎用橡胶组合物形成的胎面，所述橡胶组合物包含：
异戊二烯系橡胶；以及
聚丁二烯橡胶混合物，所述聚丁二烯橡胶混合物由顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为550,000以上的高分子量聚丁二烯橡胶和顺式含量为95质量％以上且峰顶分子量Mp为450,000以下的低分子量聚丁二烯橡胶构成，
所述橡胶组合物还含有氮吸附比表面积N2SA为80m2/g以上的炭黑，
以橡胶成分为100质量％计，所述橡胶组合物中的橡胶成分包含60～90质量％的异戊二烯系橡胶和10～40质量％的聚丁二烯橡胶混合物，其中，所述高分子量聚丁二烯橡胶的含量为5～20质量％，所述低分子量的聚丁二烯橡胶的含量为5～20质量％。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，相对于100质量份的橡胶成分，所述橡胶组合物含有20至80质量份的炭黑。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述高分子量聚丁二烯橡胶的分子量分布为2.0～4.0。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述低分子量聚丁二烯橡胶的分子量分布为2.0～4.0。
5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述高分子量聚丁二烯橡胶的峰顶分子量Mp为1,000,000以下。
6.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，所述炭黑的氮吸附比表面积N2SA为200m2/g以下。
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