專利名稱：：具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物，所述組合物包括通過將天然脂肪與改性松香基樹脂(modifiedrosin-basedresin)組合(combine)獲得的油，更具體而言，本發明涉及一種具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物，所述輪胎橡膠組合物包括，相對于100重量份的橡膠原料，l至50重量份的油，所述油由組合有改性松香基樹脂的天然脂肪組成。
背景技術：
：對于輪胎橡膠組合物，當混合具有不同極性性質和/或粘性的彈性材料時，通常使用工藝油以提高組合能量效率，并提高橡膠的加工性質。這種工藝油可以作為軟化劑采用，以替代現有的具有更差性質的石油基橡膠油，以提高與橡膠的相容性，以及增加油的分子量，這反過來減少了遷移效應，從而防止了橡膠隨著時間流逝而導致的老化。此外，使用白色工藝油替代常規的茶褐色工藝油可以提高與橡膠的相容性。當使用含有上述白色工藝油的橡膠組合物制造的橡膠生產輪胎時，可以改善輪胎的外觀，并提高橡膠表面的黑度。通常，加入到橡膠組合物中以制造輪胎橡膠的工藝油是一種由烴化合物組成的粘性油，所述烴例如為芳香族化合物、石蠟以及環烷系成分。工藝油的特性根據三種成分的構成組成而異。然而，工藝油中含有的芳香族烴通常包括作為有害物質的多環芳香烴(PAH)。在上文提到的3三種成分中，芳香族化合物成分是與橡膠最相容的，因而需要它作為工藝油的重要組分。相應地，通過降低加入到組合物中的工藝油的量，以及通過降低芳香族化合物成分的含量減少作為有害物質的PAH,同時穩定地維持或增加加入到輪胎橡膠組合物中工藝油的量，進行了許多研究和探索，以改善輪胎橡膠組合物的生態友好的特征。然而，還沒有"R出一種完全消除了諸如PAH的有害物質的新型工藝油。此外，對于含有比例降低的芳香族化合物的工藝油的輪胎橡膠組合物而言，與現有的組合物相比，所述組合物可具有物理性質、效率和/或經濟性降低的問題。對本發明而言，已經公開了常規技術。例如，公開號為2005-0002643的韓國專利申請描述了一種橡膠組合物，其包括相對于100重量份的高彈體，約40至約90重量份的聚合的苯乙烯-丁二烯溶液，所述溶液的苯乙烯含量大于38重量百分比("wt.%")且玻璃態轉變溫度從約-10。C至約-25。C;約10至約60重量份的至少一種額外的高彈體；以及約10至約70重量份的工藝油，所述工藝油的玻璃態轉變溫度從約-80。C至約-4(TC且由IP346法測定的多環芳香烴的含量小于3wt.%。在引用的專利中公開的工藝油包括可能稀疏諸如PAH的有害物質的芳香族化合物成分。因此，在環境保護方面，還是具有解決上述問題的需要。
發明內容因此，本發明的一個目的是提供一種輪胎橡膠組合物，所述輪胎橡膠組合物利用一種作為工藝油的規定的油制備，所述工藝油用于輪胎橡膠組合物，并通過作為生態友好且經濟的改進的天然油的天然脂肪與改性松香基樹脂的組合獲得，以使橡膠組合物表現出與原材料組合的極佳的工藝性能，和物理性能的改善，尤其是濕牽引性能的改善。本發明的另一目的是提供一種包括上述的橡膠組合物的橡膠。本發明的進一步的目的是提供一種利用含有上述橡膠組合物的橡膠生產的輪胎。為了實現上述目的，提供了一種具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物，其包括相對于100重量份的橡膠原料，l至50重量份的油，所述油由組合有改性松香基樹脂的天然脂肪組成。同時，本發明提供了一種包括上述橡膠組合物的橡膠，以及一種利用包括上述橡膠組合物的橡膠生產的輪胎。簡要而言，本發明可提供一種具有改善的物理性能，尤其是濕牽引性能的輪胎橡膠組合物，一種包括上述橡膠組合物的橡膠，以及一種利用包括上述橡膠組合物的橡膠生產的輪胎。具體實施例方式根據本發明的輪胎橡膠組合物包括相對于IOO重量份的橡膠原料，1至50重量份的油，所述油通過組合天然脂肪和改性松香基樹脂獲得。此處使用的橡膠原料可以包括選自天然橡膠和合成橡膠的至少一種。橡膠原料的一個實例可以是包括混合比例為重量比1:9至9:1的一種天然橡膠和一種合成橡膠的橡膠混合物。橡膠原料可以包括這樣一種橡膠混合物，其包括至少兩種合成橡膠。包括至少兩種合成橡膠的橡膠混合物的實例可以是包括混合比例為重量比l:9至9:1的一種合成橡膠和另一種合成橡膠的橡膠混合物。此處使用的天然橡膠和合成橡膠沒有具體限制，只要其可用于輪胎橡膠組合物即可。合成橡膠的實例可包括選自由下述物質組成的組的至少一種丁苯橡膠(SBR)、改性丁苯橡膠、聚丁二烯橡膠(BR)、改性聚丁二烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯醇橡膠、氟橡膠、硅橡膠、丁腈橡膠(nitrilerubber)、氫化丁腈橡膠、丁腈橡膠(NBR)、改性丁腈橡膠、氯化聚乙烯橡膠、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)橡膠、乙丙橡膠、三元乙丙(EPDM)橡膠、海帕倫橡膠(hypalonrubber)、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物橡膠、丙烯酸酯橡膠、海德林橡膠(hydrinrubber)、氯甲基苯乙烯-苯乙烯-丁二烯橡膠(vinylbenzylchloridestyrene-butadienerubber)、溴甲基苯乙烯丁基才象月交(bromomethylstyrenebutylrubber)、馬來酸苯乙歸-丁二烯橡股(maleicacidstyrene-butadienerubber)、羧酸苯乙烯-丁二烯橡膠(carboxylicacidstyrene-butadienerubber)、環氧異戊二丈希才象月交(epoxyisoprenerubber)、馬來酸乙蹄丙歸橡膠(maleicacidethylenepropylenerubber)、羧酸丁腈橡膠(carboxylicacidnitrile-butadienerubber)、溴化異丁烯-對甲基苯乙烯共聚物(BIMS)、以及類似的物質。所述改性松香基樹脂可以通過在松香基樹脂中加入選自由粘土以及d至d。脂肪酸烷基酯組成的組的至少一種物質，然后攪拌所得混合物而制備，然而，本發明并不具體限于如此。所述脂肪酸烷基酯可包括，例如，脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸異丙酯、脂肪酸辛酯和/或其混合物，然而，本發明并不具體限于如此。作為此處使用的改性松香基樹脂的一個實例，粘土改性的松香基樹脂可以通過將粒徑為0.1至100pm的粘土與松香基樹脂混合，然后在100至1000rpm攪拌所得混合物1至10小時制備。改性松香基樹脂可以通過將5至20wt.%的粘土或脂肪酸烷基酯與80至95wt.%的松香基樹脂混合，然后在100至lOOOrpm攪拌所得混合物1至10小時制備。包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油可以通過使天然脂肪與改性松香基樹脂反應制備。包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油可以通過使50至99wt.%的天然脂肪與1至50wt.%的改性松香基樹脂反應制備。包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油可以通過使50至99wt.%的天然脂肪與1至50wt.%的改性松香基樹脂在300。C至40(TC反應3至6小時制備。至于改性松香基樹脂，可以使用粘土或d至Cuj脂肪酸烷基酯提高天然脂肪和松香基樹脂在其組合期間的結合力。也就是說，粘土或d至C10脂肪酸烷基酯可以提高天然脂肪和松香基樹脂的組合期間松香基樹脂的分散性能，從而增加天然脂肪和松香基樹脂的結合力。如果改性松香基樹脂在包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油中的含量小于lwt.%,則橡膠組合物的物理性能可能會降低。相反，使用大于50wt.%的改性松香基樹脂會遇到諸如組合加工性能降低和/或濕牽引性能惡化等問題。因此，包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油優選含50至99wt.%的天然脂肪和1至50wt.%的改性*>香基樹脂。天然脂肪可以包括，例如，選自由棕櫚油、橄欖油、大豆油、油菜籽油、向日葵油、葡萄籽油、棉籽油、加拿大油菜油以及腰果殼油(CNSL)組成的組的至少一種或兩種。包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油可以以相對于100重量份的橡膠原料，1至50重量份的量添加。如果油的量小于相對于100重量份的橡膠原料1重量份，則油會稍微兼起處理軟化劑的作用。另一方面，如果油的量大于相對于100重量份的橡膠原料50重量份，則由于在混合期間橡膠在油上的滑動導致的能量損失會增加。此處使用的松香基樹脂可以包括脂松香(gumrosin)、木松香、塔爾油松香(tolloilrosin)和/或其混合物。本發明的輪胎橡膠組合物可進一步包括用于提高橡膠組合物的補強性能的填料。此處使用的填料的量可以在相對于100重量卩分的橡膠原料乂人30至80重量份的范圍內。如果填料的量小于相對于100重量份的橡膠原料30重量份，橡膠組合物具有微小的補強性能。當填料的量超過相對于100重量份的橡膠原料80重量份時，會降低橡膠組合物的加工性能。因此，填料的量優選以相對于100重量份的橡膠原料從30至80重量份的量添加。填料可包括，例如，選自由炭黑、硅石、二氧化鈦、層狀硅酸鹽、鴒、滑石以及間同-l，2-聚丁二烯(SPB)組成的組的至少一種。在所述填料中，炭黑的粒徑可為10至100nm。在所述填料中，炭黑的碘吸附值可為70至120mg/g。在所述填料中，炭黑的DBP吸附值可為80至150mg/100g。優選地，所述炭黑可以是碘吸附值為70至120mg/g且DBP吸附值為80至150mg/100g。更優選地，炭黑可以是粒徑為10至100nm、碘吸附值為70至120mg/g且DBP吸附值為80至150mg/100g。在所述填料中，硅石的BET吸附值可為140至200(m2/g)。在所述填料中，珪石的DBP吸附值可為170至230(ml/100g)。在所述填料中，石圭石的細孔體積可為0.005至0.020(cc/g)。優選地，所述硅石可以是BET吸附值為140至200(m2/g)且DBP吸附值為170至230(mg/100g)。更優選地，所述硅石可以是BET吸附值為140至200(m2/g)、DBP吸附值為170至230(ml/100g)且細孔體積可為0.005至0.020(cc/g)。在所述填料中，層狀硅酸鹽的層間距可為0.1至10nm。在所述填料中，層狀硅酸鹽的縱橫比(1/d)可大于5，縱橫比的意思是平面寬度(1)與厚度(d)的比例。在所述填料中，層狀硅酸鹽的縱橫比優選為5至100。在所述填料中，層狀硅酸鹽可包括用于陽離子交換反應和/或陰離子交換反應的天然層狀硅酸鹽。在所述填料中，層狀硅酸鹽可包括用于陽離子交換反應和/或陰離子交換反應的合成層狀硅酸鹽。所述層狀硅酸鹽可包括有機層狀硅酸鹽，所述有機層狀硅酸鹽通過具有陽離子和/或陰離子基團的原料有機地處理。層狀硅酸鹽可包括，例如，選自由下述物質組成的組的至少一種蒙脫石、皂石、鋰蒙脫石、鈉板石、蛭石、云母、伊利石、高嶺石、鈉蒙脫石(Na-MMT)和有機I占土(Cloisite15A)。在所述填料中，間同-l,2-聚丁二烯(SPB)的直徑可為0.01至O.ljim，且比表面積為80至90m2/g。或者，SPB的直徑可為1至10(im,且比表面積為100至120m2/g。本發明的輪胎橡膠組合物可以以需要的量包括上述的橡膠原料、包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油、補強填料以及，任選地，通常用于常規的輪胎橡膠組合物的其它添加劑，諸如，填料、活化劑、抗老化劑、粘合劑、硫化劑、硫化促進劑、硫化延緩劑，諸如此類。然而，8這種添加劑不認為是本發明橡膠組合物的重要成分，而是包括在輪胎橡膠組合物中通常含有的已知成分。因此，下文將省略對其詳細描述，否則將導致本發明的主題反而變得不清楚。作為在各種條件，諸如成分的種類、含量等下應用輪胎橡膠組合物的結果，可以相信，本發明的輪胎橡膠組合物在上述條件下被優選地采用，以實現本發明的目的。本發明可包括含有上述輪胎橡膠組合物的橡膠。本發明可包括一種輪胎，所述輪胎包括含有上述輪胎橡膠組合物的橡膠。本發明可包括一種輪胎，所述輪胎具有由含有上述輪胎橡膠組合物的橡膠制成的胎面。包括含有上述輪胎橡膠組合物的橡膠的輪胎可包括選自由下述專侖胎組成的組中的至少一種汽車輪胎、卡車輪胎、公共汽車輪胎、摩托車輪胎，以及飛枳4侖胎，然而，本發明并不具體限于此。在下文中，本發明的優選實施方案將在下述實施例中進行詳細描述，所述實施例i^又以示例性目的而才是供，而不應該解釋成對本發明精神和范圍的限制。實施例1作為橡膠原料，使用了丁苯橡膠(SBR)。將70重量份的硅石和作為工藝油的10重量份的油與100重量份的SBR混合，以制備橡膠混合物，所述油包括天然脂肪和粘土改性松香基樹脂的組合。在所述橡膠混合物中加入作為碌u化劑的2.0重量份的石克，以及作為碌u化促進劑的1.0重量份的N,N-二環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DCBS),隨后在160。C硫化所得混合物25分鐘，以獲得橡膠樣品。所用的硅石的BET吸附值為150±10m2/g且DBP吸附值為190±10ml/100g。本實施例中使用的包括天然脂肪和粘土改性松香基樹脂的組合的油通過在30(TC加熱30wt1的粘土改性爭^香基樹脂和70wt1的作為天然脂肪的棕櫚油3小時制備，其中改性松香基樹脂通過混合20wt.%的粒徑為50±5pm的粘土以及作為松香基樹脂的80wt.%的脂松香基樹脂，然后在500rpm攪拌所得混合物3小時獲得。該橡膠樣品的組成在下表1中列出。實施例2除了用脂肪酸甲酯替代粘土外，重復與實施例1所述相同的步驟，以制備橡膠樣品。制備的橡膠樣品的組成在下表1中列出。實施例3除了用脂肪酸乙酯替代粘土外，重復與實施例1所述相同的步驟，以制備橡膠樣品。制備的橡膠樣品的組成在下表l中列出。實施例4除了用脂肪酸異丙酯替代粘土外，重復與實施例l所述相同的步驟，以制備橡膠樣品。制備的橡膠樣品的組成在下表l中列出。實施例5除了用脂肪酸辛酯替代粘土外，重復與實施例1所述相同的步驟，以制備橡膠樣品。制備的橡膠樣品的組成在下表1中列出。對比實施例除了用10重量份的常規芳香油(A#2油)作為工藝油替換包括天然脂肪和粘土改性松香基樹脂的組合的油之外，重復與實施例1所述相同的步驟，以制備橡膠樣品。表1根據各實施例和對比實施例的橡膠組合物(單位重量份)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>*包括天然脂肪和改性的松香基樹脂的組合的油實驗實施例對于每一個實施例1至5和對比實施例制得的橡膠樣品，才艮據ASTM規程測量樣品的物理性質，其結果在下表2中示出。表2根據實施例1至5和對比實施例的橡膠的物理性質<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>關于表2中所列的抗拉性質，*老化在將橡膠樣品在105。C熱老化24小時，并使老化后的樣品在室溫放置后測定的每一橡膠樣品的老化狀況；*"-"意思是不可能進行測量；*Tan5@0°C:用于評價輪胎性能中的濕牽引性能的值，其中當該值較大時，濕牽引性能更佳；*Tan5@70°C:用于評價輪胎性能中的滾動阻力的值，其中當該值較小時，滾動阻力更佳；以及*磨耗表示磨損的橡膠樣品的量，其中當測量值較小時，樣品的磨耗性能更佳。從表2所示的結果可以看出，與對比實施例中利用常規的芳香油制備的橡膠樣品相比，在本發明的實施例中，利用包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油制造的每一個橡膠樣品具有更優越的特性，諸如混合性能、分散性能、硫化速率、濕牽引性能、硬度、補強性能等。因此，與用含芳香族化合物成分的工藝油的常規輪胎橡膠組合物相比，本發明可提供一種具有改善的物理性能，尤其是提高的濕牽引性能的生態友好的輪胎橡膠組合物。盡管本發明參照示例性的實施方案進行了描述，本領域技術人員應該理解，可以對本發明進行各種改進和變型而不偏離所附權利要求限定的本發明的范圍。1權利要求1.一種輪胎橡膠組合物，其包括相對于100重量份的橡膠原料，1至50重量份的油，所述油通過使天然脂肪與改性松香基樹脂組合形成。2.根據權利要求1所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述改性松香基樹脂通過在松香基樹脂中加入選自由粘土以及Q至do脂肪酸烷基酯組成的組的至少一種獲得。3.根據權利要求2所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述脂肪酸烷基酯是選自由脂肪酸曱酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸異丙酯和脂肪酸辛酯組成的組的至少一種。4.根據權利要求2所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述粘土的粒徑在從0.1至100pm的范圍內。5.根據權利要求1所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述包括天然脂肪和改性松香基樹脂的組合的油通過使50至99wt.%的天然脂肪與1至50wt.%的改性松香基樹脂在30(TC至40(TC反應3至6小時獲得。6.根據權利要求1所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述天然脂肪是選自由棕櫚油、橄欖油、大豆油、油菜籽油、向日葵油、葡萄籽油、棉籽油、加拿大油菜油以及腰果殼油(CNSL)組成的組的至少一種。7.根據權利要求1所述的輪胎橡膠組合物，其特征在于，所述松香基樹脂是選自由脂松香、木松香和塔爾油松香組成的組的至少一種。8.—種含根據權利要求1所述的橡膠組合物的橡膠。9.一種包括含根據權利要求1所述的橡膠組合物的橡膠的輪胎。10.根據權利要求9所述的輪胎，其特征在于，所述橡膠是所述輪胎的胎面部分。全文摘要本發明公開了一種具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物，其包括通過將天然脂肪與改性松香基樹脂組合獲得的油。所述具有改善的濕牽引性能的輪胎橡膠組合物包括，相對于100重量份的橡膠原料，1至50重量份的油，所述油由組合有改性松香基樹脂的天然脂肪組成。文檔編號B60C1/00GK101565521SQ20091013724公開日2009年10月28日申請日期2009年4月27日優先權日2008年4月25日發明者李英得申請人:錦湖輪胎株式會社