專利名稱：用于重型車輛輪胎的胎面的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及輪胎胎面，更特別地涉及具有高二氧化硅含量的重型車輛輪胎胎面。
背景技術：
輪胎磨損為必須購買輪胎的那些人所關注，因為輪胎磨損越大，則由于更換磨損輪胎的費用，運行車輛越昂貴。這是經營大的車隊(如卡車隊或公交線路)的那些人所更加關注的。改進輪胎磨損通常是一種權衡，其必然不利于輪胎的另一重要物理性質，例如滾動阻力。輪胎的滾動阻力越大，則燃料消耗可能越高，經營成本越高。增強材料的選擇可對輪胎的物理性質具有影響。炭黑作為增強填料的選項已使用多年。也已使用二氧化硅和其他所謂的白色填料，相比于使用炭黑能夠獲得的特性，其通常提供更合意的特性。二氧化硅用作填料的實例公開于美國專利No. 5，227，425中。需要改進的材料以提供輪胎特性的最佳組合。
發明內容
本發明的特定實施例包括一種由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，以每100重量份彈性體計，所述組合物包含35至60phr之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠和35至60phr之間的聚丁二烯，所述溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠具有IOwt. % 至35wt. %之間的苯乙烯含量。所述組合物還可包含45至IlOphr之間的二氧化硅和每Ikg 二氧化硅(1. 94χ 10_7η)⑶至(2. 55χ 10_7η)⑶摩爾之間的含硫有機硅化合物作為硅烷偶聯劑，其中η為硅烷偶聯劑的分子中的硅原子數目，S為二氧化硅的以m2/g計的CTAB表面積。所述橡膠組合物可使用包含亞磺酰胺促進劑和0. 3至0. Sphr之間的單體硫的硫固化體系進行固化，其中所述亞磺酰胺促進劑與硫的比例在2至7之間。另一實施例包括一種由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，以每 100重量份彈性體計，所述組合物包含苯乙烯含量為IOwt. %至35wt. %之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠、45至IlOphr之間的二氧化硅，以及每Ikg 二氧化硅(1. 94χ 10_7η) (S)至0.5 10_7η) (S)摩爾之間的含硫有機硅化合物作為硅烷偶聯劑，其中η為硅烷偶聯劑的分子中的硅原子數目，S為二氧化硅的以m2/g計的CTAB表面積。所述組合物還可包含含有亞磺酰胺促進劑和0至0. Sphr之間的單體硫的硫固化體系，其中除非單體硫少于 0. 2phr，所述亞磺酰胺促進劑與硫的比例為2至7之間，其中所述亞磺酰胺促進劑為2. 2至 3. 2phr 之間。通過本發明的特定實施例的如下更詳細描述，本發明的前述和其他目的、特征和優點將是顯而易見的。
具體實施例方式本發明的特定實施例包括橡膠組合物和制品，包括用二氧化硅填料增強的輪胎胎面，所述二氧化硅填料具有極少或不具有炭黑填料。包括“重型車輛輪胎胎面”的那些實施例特別適合用于“重型車輛”，例如卡車輪胎、巴士輪胎、地鐵列車輪胎、拖拉機、拖車、飛機輪胎、農用輪胎、重型推土機輪胎和其他工程機械(OTR)輪胎。本文所用的“重型車輛輪胎胎面”可包括新輪胎的胎面、已經進行胎面翻新的輪胎上的胎面，以及可在胎面翻新工藝過程中施用至磨面輪胎(buffed tires)的胎面帶(已固化或未固化的)。因此，本發明的特定實施例不涉及小客車輪胎和其他輕載輪胎。盡管如下公開的許多實施例涉及胎面，但本發明不應被認為是如此局限的。實際上，本發明可用于許多的用途，這些用途需要橡膠組合物具有如下公開的物理性質，包括， 例如，良好的磨損性質。通常卡車輪胎和其他重載輪胎使用由炭黑增強的橡膠組合物制得。盡管已知使用二氧化硅作為重載輪胎中的填料，但通常使用炭黑，因為相比于含有二氧化硅的那些輪胎， 炭黑填料提供了具有更好的磨損性質的輪胎。使用炭黑的一個缺點在于炭黑由石油制得， 而石油是變得更昂貴且更不易獲得的天然資源。因此有利的是從重型車輛輪胎中去除炭黑，并用二氧化硅代替炭黑以降低石油消耗。在本發明的特定實施例中所包括的重型車輛輪胎胎面由通常高度不飽和的二烯彈性體的橡膠組合物構成，所述橡膠組合物由二氧化硅和適當量的硅烷偶聯劑增強，并用硫固化體系固化。本發明人已發現，如果這種橡膠組合物僅用少量硫(或在一些實施例中， 不用硫)和適當量的亞磺酰胺促進劑進行固化，則所得重型車輛輪胎胎面(或其他制品) 具有與僅用炭黑增強的重載輪胎相比相同或更好的磨損性質。重型車輛輪胎有時可根據它們的用途進行分類。例如，卡車輪胎可分類為驅動輪胎(由卡車發動機提供動力的那些輪胎)和轉向輪胎(用于使卡車轉向的那些輪胎)。在拖拉機-拖車裝備的拖車上的輪胎也分別進行分類。盡管認為本發明的實施例適于每個類型的重型車輛輪胎，其他實施例尤其適于并限定至在拖拉機-拖車裝備中所用的拖拉機的驅動輪胎。特定實施例也局限于相對較薄的胎面，例如，如自胎面溝槽底部至胎面頂部表面所測得的厚度為10至19mm之間的胎面。或者，胎面可具有12至18mm之間、13至18mm之間或12至18mm之間的厚度。特定實施例包括具有相對較薄胎面的任何拖拉機-拖車輪胎， 或者，就是具有相對較薄胎面的拖拉機轉向輪胎。這些胎面測量在通過在卡車上使用而被磨損之前(即作為新的或未使用的胎面)進行測量。這種胎面也包括在胎面翻新工藝過程中安置于輪胎胎體上的那些胎面，以及在胎面翻新工藝過程中待粘合至輪胎胎體的那些新胎面帶。本發明的特定實施例包括由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，所述橡膠組合物由二氧化硅增強。本文所用的術語“基于”理解為胎面或其他橡膠制品由硫化或固化的橡膠組合物制成，所述橡膠組合物在胎面或其他橡膠制品的組裝之時是未固化的。因此已固化的橡膠組合物“基于”未固化的橡膠組合物。換言之，交聯的橡膠組合物基于可交聯的橡膠組合物。
本文公開的橡膠組合物的可用的彈性體包括高度不飽和二烯彈性體。二烯彈性體或橡膠被理解為意指至少部分(即均聚物或共聚物)由二烯單體(具有兩個碳-碳雙鍵的單體，無論是否共軛)得到的那些彈性體。基本上不飽和的二烯彈性體被理解為意指至少部分由共軛二烯單體得到，并具有大于15mol. %的二烯源(共軛二烯)成員或單元含量的那些二烯彈性體。因此，作為實例，諸如丁基橡膠、丁腈橡膠或乙烯-丙烯二烯三元共聚物(EPDM)型或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型的二烯和α-烯烴的共聚物的二烯彈性體不落入前述定義， 并可被特別地描述為“基本上飽和的” 二烯彈性體(低或極低的二烯源單元含量，即小于 15mol. % ) 0本發明的特定實施例不包含基本上飽和的二烯彈性體。在基本上不飽和的二烯彈性體的類別中，高度不飽和的二烯彈性體被理解為特別意指具有大于50mol. %的二烯源(共軛二烯)單元含量的二烯彈性體。本發明的特定實施例可以不僅不包含基本上飽和的二烯彈性體，而且不包含不是高度不飽和的基本上不飽和的二烯彈性體。適用于本發明的特定實施例的橡膠彈性體包括高度不飽和二烯彈性體，例如聚丁二烯(BR)、聚異戊二烯(IR)、天然橡膠(NR)、丁二烯共聚物、異戊二烯共聚物和這些彈性體的混合物。聚異戊二烯包括合成的順_1，4聚異戊二烯，其可表現出就像具有超過90mol. % 或者超過98mol. %的順-1，4鍵的特征。如下橡膠彈性體也適用于本發明的特定實施例，所述橡膠彈性體為共聚物，并包括例如丁二烯-苯乙烯共聚物(SBR)、丁二烯-異戊二烯共聚物(BIR)、異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIR)和異戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBIR)和它們的混合物。應注意任何高度不飽和彈性體可在特定實施例中用作官能化彈性體。可通過在封端(terminating)彈性體之前或代替封端彈性體使這些彈性體與合適的官能化試劑反應而將所述彈性體官能化。示例性的官能化試劑包括但不限于金屬鹵化物、非金屬鹵化物、烷氧基硅烷、含亞胺的化合物、酯、酯-羧酸金屬絡合物、烷基酯羧酸金屬絡合物、醛或酮、酰胺、異氰酸酯、異硫氰酸酯、亞胺和環氧化物。本領域普通技術人員公知這些類型的官能化彈性體。盡管特定實施例可包括這些官能化彈性體中的一種或多種，但其他實施例可包括與非官能化的高度不飽和彈性體中的一種或多種相混合的這些官能化彈性體中的一種或多種。本文公開的橡膠組合物的特定實施例包含對于每100重量份橡膠組合物中的彈性體而言，35至60份(phr)之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠。或者，所述橡膠組合物的苯乙烯-丁二烯含量可為40至55phr之間、45至55phr之間，或40至50phr之間。其他實施例包括至多IOOphr的苯乙烯-丁二烯橡膠，或者60至IOOphr之間、60至90phr之間或60至SOphr之間的苯乙烯-丁二烯橡膠。苯乙烯-丁二烯的可表現出就像具有10至 35wt. %之間或15至30wt. %之間、20至30wt. %之間或22至27wt. %之間的苯乙烯含量的特征。苯乙烯-丁二烯的特征還可在于具有-65 °C至0 °C之間或者-48 °C至0 °C之間、-:35°C至-10°C之間、_30°C至_15°C之間或_25°C至_15°C之間的根據ASTM E1356通過差示掃描量熱法(DSC)測得的玻璃化轉變溫度Tg。此外，苯乙烯-丁二烯的丁二烯部分的乙烯基含量以苯乙烯-丁二烯的丁二烯總含量計可為50至80wt. %之間，或55至65wt. %之間。或者，所述乙烯基含量可為20至30wt. %之間。除了苯乙烯-丁二烯組分之外，本文公開的橡膠組合物還包含35至60phr之間的聚丁二烯組分。或者，所述橡膠組合物的聚丁二烯含量可為40至55phr之間，45至55phr之間或40至50phr之間。在特定實施例中，所述聚丁二烯含量可為10至40phr之間或20至 40phr之間。聚丁二烯可表現出就像具有至少90wt. %的順1，4_含量，并具有小于-100°C 或在-108°C至_103°C之間的Tg的特征。本發明的特定實施例還可包含不超過30phr的天然橡膠、合成的聚異戊二烯橡膠或它們的組合作為本文公開的橡膠組合物的一部分。或者，這種彈性體的量可為0至25phr 之間、0至20phr之間、0至IOphr之間或0至5phr之間的范圍。許多實施例不包含除了苯乙烯-丁二烯橡膠和聚丁二烯橡膠之外的其他彈性體組分。許多實施例的彈性體內容物包含僅一種苯乙烯-丁二烯橡膠和/或僅一種聚丁二烯橡膠的組合，其他實施例的彈性體內容物可僅包含苯乙烯-丁二烯橡膠。在橡膠組合物的特定實施例中所用的二氧化硅可為本領域普通技術人員已知的任何增強二氧化硅，特別是BET表面積和CTAB比表面積均小于450m2/g或者在30至400m2/ g之間的任何沉淀二氧化硅或熱解法二氧化硅。特定實施例包括CTAB為80至200m2/g之間、100至190m2/g之間、120至190m2/g之間或140至180m2/g之間的二氧化硅。CTAB比表面積為根據1987年11月的標準AFN0R-NFT-45007測定的外表面積。構成重型車輛輪胎胎面的橡膠組合物的特定實施例具有60至250m2/g之間，或者 80至200m2/g之間的BET表面積。BET比表面積根據描述于1938年2月的"The Journal of the American Chemical Society，，,第 60 卷，第 309 頁的 Brunauer、Emmet 禾口 Teller 的方法(對應于標準AFN0R-NFT-45007(1987年11月))以已知的方式測定。在特定實施例中所用的二氧化硅還可表現出就像具有100至300ml/100g之間或者150至250ml/100g之間的鄰苯二甲酸二丁酯(DHP)吸收值的特征。在所公開的橡膠組合物的特定實施例中僅僅使用高分散性沉淀二氧化硅(稱為“HD”)，其中“高分散性二氧化硅”應理解為意指具有解聚(disagglomerate)和在彈性體基體中分散的實質能力的任何二氧化硅。這種測定可以在薄片上通過電子顯微鏡或光學顯微鏡以已知的方式觀察。已知的高分散性二氧化硅的例子包括，例如來自Akzo的 Perkasil KS430、來自 Degussa 的二氧化硅 BV3380、來自 Rhodia 的二氧化硅 kosilll65 MP和1115MP、來自PPG的二氧化硅Hi-Sil 2000和來自Huber的二氧化硅kopol 8741或 8745。本發明的特定實施例包括極少或不包含炭黑或其他增強填料。特定實施例包括在炭黑基材上加入市售硅烷偶聯劑，所述特定實施例的確包括市售偶聯劑重量的至多約 50wt. %的炭黑。具有這種量的炭黑的橡膠組合物可表現出就像基本上不含炭黑的特征。向本文公開的橡膠組合物中加入的二氧化硅的量為45至IlOphr之間，或者45至 80phr之間、45至70phr之間、45至65phr之間或50至70phr之間。除了加入橡膠組合物中的二氧化硅之外，也可將成比例量的硅烷偶聯劑加入橡膠組合物。硅烷偶聯劑為含硫有機硅化合物，其在混合過程中與二氧化硅的硅醇基團反應并在硫化過程中與彈性體反應以提供已固化的橡膠組合物的改進性質。合適的偶聯劑為能夠在無機填料和二烯彈性體之間建立足夠的化學和/或物理鍵的偶聯劑，其至少為雙官能
7的，具有例如簡化的通式“Y-T-X”，其中Y表示能夠與無機填料物理和/或化學結合的官能團(“Y”官能團)，這種結合能夠例如在偶聯劑的硅原子和無機填料的表面羥基(OH)(例如，二氧化硅的情況中的表面硅醇)之間建立；X表示能夠例如通過硫原子而與二烯彈性體物理和/或化學結合的官能團(“X”官能團)；T表示有可能連接Y和X的二價有機基團。基于橡膠組合物中Ikg 二氧化硅的每m2/g CTAB表面積的偶聯劑摩爾數，將硅烷偶聯劑加入所述組合物。硅烷偶聯劑以橡膠組合物中Ikg 二氧化硅的每m2/g CTAB表面積 1.94x 10_7n至2.55x 10_3/n摩爾之間硅烷偶聯劑的量加入，其中η為硅烷分子中的硅原子數。或者，所述量可為Ikg 二氧化硅的每m2/g CTAB表面積2. 12x 10_3/n至2. 42χ10_7η 摩爾之間的硅烷偶聯劑。加入橡膠組合物的硅烷偶聯劑的量的這些限定是基于在二氧化硅表面(其基于二氧化硅的CTAB表面積)上保持約相同量的硅烷偶聯劑。因此，對于橡膠組合物具有CTAB表面積為200m2/g的二氧化硅并使用具有兩個硅原子的硅烷偶聯劑分子的一個示例性實施例，對于每Ikg加入橡膠組合物的二氧化硅，可加入的硅烷偶聯劑的量可被確定為(1. 94χ 1(Γ3/2) (200) = 0. 194 摩爾至(2. 55x 10_3/2) (200) = 0.255 摩爾之間。如果所述偶聯劑的分子量為425克/摩爾，則加入該實施例的橡膠組合物的偶聯劑的量可為橡膠組合物中每Ikg的二氧化硅約82至108g之間的偶聯劑。本領域普通技術人員已知的含有硫的任何有機硅化合物可用于實施本發明的實施例。在硅烷分子中具有兩個硅原子的合適的硅烷偶聯劑的例子包括3，3’ -雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3，3’ -雙(三乙氧基-甲硅烷基丙基)四硫化物。這兩者可分別作為X75-S和)(50-S (盡管不是純的形式)購自Degussa。Degussa報告)(50-S的分子量為532克/摩爾，X75-S的分子量為486克/摩爾。這兩種可商購的產品包含與N330 炭黑以50-50(以重量計)混合的活性組分。在硅烷分子中具有兩個硅原子的合適的硅烷偶聯劑的其他例子包括2，2’ -雙(三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、3，3’ -雙(三-叔丁氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3，3’ -雙(二叔丁基甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。 在硅烷分子中僅具有一個硅原子的硅烷偶聯劑的例子包括，例如3，3’(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和3，3’(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。本文公開的橡膠組合物使用包含成比例含量的單體硫和亞磺酰胺促進劑的硫固化體系進行固化。合適的單體硫包括，例如粉末硫、橡膠制造商的硫、市售硫和不可溶硫。包含于橡膠組合物中的單體硫的量可以為0. 2至0. 8phr之間，或者0. 3至0. 7phr之間、0. 3 至0. 6phr之間、0. 3至0. 5phr之間或0. 25至0. 45phr之間。一些實施例不包含加入固化體系中的單體硫。 亞磺酰胺促進劑以與加入固化體系的單體硫的量成比例的量加入。亞磺酰胺促進劑的重量與單體硫的重量之比可為2至7之間，或者2至6之間或3至5之間。或者，對于具有極少硫或不具有硫的那些實施例，亞磺酰胺促進劑的量以2至4phr之間，或者2. 2至 3. 2phr之間、2. 4至3. Ophr之間或2. 6至2. 9phr之間的量加入。 亞磺酰胺促進劑為本領域公知的。合適的亞磺酰胺促進劑的例子包括η-環己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(CBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(TBBS)、N-氧基二乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(MBS)和N' -二環己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(DCBS)。特定實
8施例僅使用CBS作為亞磺酰胺促進劑。本文公開的橡膠組合物的特定實施例不包含加工油。這種油是本領域普通技術人員公知的，通常自石油提取，并分類為鏈烷型、芳族型或環烷型加工油，包括MES和TDAE 油。橡膠組合物的一些實施例可包含已使用一種或多種這種加工油增量的彈性體，如苯乙烯-丁二烯橡膠，但這種油在橡膠組合物中限制為不超過橡膠組合物的彈性體總含量的 IOphr,或者不超過8phr、不超過6phr或不超過4phr。同樣地，不包含已增量的彈性體的根據本發明的其他橡膠組合物，可包含不超過與上述已增量的彈性體中可包含的加工油相同量的加工油。本文公開的橡膠組合物的特定實施例不包含增塑樹脂。這種樹脂是本領域普通技術人員公知的，并通常基于碳氫化合物，常常基于石油。如本領域已知，可將其他添加劑加入本文公開的橡膠組合物。這種添加劑可包括， 例如下述的一些或全部抗降解劑、抗氧化劑、脂肪酸、蠟、硬脂酸、氧化鋅和其他促進劑。抗降解劑和抗氧化劑的例子包括6PPD、77PD、IPPD和TMQ，并可以以0. 5至5phr的量加入橡膠組合物。氧化鋅可以以1至6phr之間或2至4phr之間的量加入。蠟可以以1至5phr之間的量加入。促進劑用于控制硫化所需的時間和/或溫度，并改進已固化的橡膠組合物的性質。如上所述，本文公開的橡膠組合物中的主要促進劑為亞磺酰胺，其以與添加的硫的量成比例的量加入。促進劑的組合常常可用于改進已固化的橡膠組合物的性質，且特定實施例包括添加第二促進劑。特定實施例包括使用中等快速的促進劑，例如二苯胍(DPG)、三苯胍(TPG)、二鄰甲苯胍(DOTG)、鄰甲苯雙胍(OTBG)或六亞甲基四胺(HMTA)。這種促進劑可以以至多4phr、 0. 5至3phr之間、0. 5至2. 5phr之間或1至2phr之間的量加入。特定實施例可排除使用快速促進劑和/或超快速促進劑，例如快速促進劑二硫化物和苯并噻唑；和超促進劑秋
蘭姆、黃原酸酯、二硫代氨基甲酸酯和二硫代磷酸酯。本發明通過如下實例進一步加以說明，如下實例應認為僅是說明而不以任何方式限制本發明。實例中公開的組合物的性質如下所述進行評估。基于ASTM標準D412在啞鈴狀試樣上，在23°C的溫度下在10% (MAlO)和100% (MA 100)下測量拉伸模量(MPa)。在第二次拉伸中(即在調適周期之后)進行測量。這些測量結果為基于試樣的初始橫截面的以MPa計的割線模量。以百分比計的滯后損失(HL)根據如下等式通過在60°C下在第六次沖擊下反彈測得EL(V0) = IOO(W0-W1)Zff1,其中Wtl為提供的能量，W1為恢復的能量。材料的動態特性根據ASTM D5992在MTS 831彈性體測試系統上測得。記錄硫化材料的樣品(厚度為4mm，截面為400mm2的圓柱狀試樣)在IOHz的頻率和80°C下經受交替單正弦剪切應力的響應。在0.1至50% (向外周期)，然后50%至0. (返回周期)的變形幅度下進行掃描。以MI^a計的在10%變形下的剪切模量(T和損耗角的正切tan δ的最大值(最大tan δ )在返回周期過程中測定。輪胎測試結果作為相對性能指數提供，這種結果是相對于表征“對照”輪胎的參比指數(reference index) 100而言的。因此，大于該基數100的性能指數表明特定輪胎的某一性能優于相應的“對照”輪胎的該性能。所測試的每個輪胎的滾動阻力是通過在25°C的環境溫度下、在^OOkg的負載下、 在90km/h的速度下在測試轉鼓上運行而進行測量的，輪胎的內壓為8. 6巴。每個輪胎的耐磨性或持久性通過相對磨損指數確定，所述相對磨損指數為在使卡車的驅動軸上的輪胎在繞圈環道上行駛總共32，OOOkm之后剩余的橡膠高度的函數。該相對磨損指數是通過將根據本發明的胎面上剩余的橡膠高度與“對照”胎面(根據定義其具有為100的磨損指數)上剩余的橡膠高度相比較而獲得的。牽引力通過將輪胎安裝至具有儀表化的驅動軸的卡車上而進行測試。在路面上具有1. 5mm標稱水深的環境溫度條件下測試輪胎。測試條件為在拋光混凝土上在32和 64km/h下，在浙青上在32和97km/h下。在每個測試過程中，施加制動力(Fx)并對其進行測量，制動力鎖定車輪旋轉，即車輪停止旋轉。當在印跡處(at the footprint)輪胎的角速度(0)小于其自由滾動角速度(Oo)時就發生滑動。滑動比(SR)通常表示兩個速度之間的差值，并可表達為SR= (0/ 0o)-(0o/0o)。例如，當輪胎變變成鎖定狀態時，旋轉速度為零，滑動比為-1。在測試過程中，對于特定的輪胎角速度(滑動比)計算Mu值直至輪胎由于制動力而變成鎖定狀態。通過制動力除以施加至每個輪胎的恒定豎直載荷而確定Mu。對于每個輪胎使用5%至45%滑動之間的平均Mu值，每個輪胎的Mu值通過每個值除以參考 (Witness) 1輪胎的平均Mu值而進行歸一化。實例 1該實例提供了由常規炭黑填充的橡膠組合物(Wl)構成的胎面、由常規二氧化硅填充的橡膠組合物(M)構成的胎面，以及由根據本發明的示例性二氧化硅填充的橡膠組合物構成的胎面之間的比較。使用兩個熱化學階段制備Fl至F5的橡膠組合物，所述橡膠組合物具有表1所示的材料組分(量以Phr表示)。首先，將彈性體、2/3的二氧化硅和除了剩余的二氧化硅和硫化劑之外的所有其他成分以表1所示的量引入到50升班伯里型密煉機(Banbury-type mixer)中。在大約30秒之后，加入剩余1/3的二氧化硅，混合材料直至溫度達到145°C至 170°C之間。然后將所述混合物降溫(drop)并冷卻至100°C以下的溫度。表1-橡膠配方和物理性質
權利要求
1.一種由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，所述組合物以每100重量份彈性體計包含35至60phr之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠，所述溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠具有IOwt. %至35wt. %之間的苯乙烯含量； 35至60phr之間的聚丁二烯；45 至 IlOphr 之間的二氧化硅和每 Ikg 二氧化硅(1. 94χ1(Γ7η) (S)至(2. 55χ1(Γ7η) (S)摩爾之間的含硫有機硅化合物作為硅烷偶聯劑，其中η為硅烷偶聯劑的分子中的硅原子數目，S為二氧化硅的以m2/g計的CTAB表面積；包含亞磺酰胺促進劑和0. 3至0. Sphr之間的單體硫的硫固化體系，其中所述亞磺酰胺促進劑與硫的比例在2至7之間。
2.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述橡膠組合物還包含0至30phr 之間的聚異戊二烯橡膠。
3.根據權利要求2所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述聚異戊二烯為天然橡膠。
4.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述橡膠組合物還包含少于IOphr 的加工油。
5.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述橡膠組合物包含不超過Iphr的加工油。
6.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述苯乙烯-丁二烯橡膠的苯乙烯含量為20wt. %M 30wt. %之間。
7.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述苯乙烯-丁二烯橡膠的Tg 為-25°C至-15°C之間。
8.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述苯乙烯-丁二烯橡膠的丁二烯部分具有50wt. %至80wt. %之間的乙烯基含量。
9.根據權利要求8所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述乙烯基含量為55wt.%至 65wt. %之間。
10.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述二氧化硅為高分散性二氧化娃。
11.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述組合物不包含天然橡膠。
12.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述組合物基本上不包含炭黑。
13.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述組合物包含少于20phr的炭mT^ ο
14.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述組合物基本上不包含炭黑。
15.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述胎面為卡車輪胎胎面。
16.根據權利要求15所述的重型車輛輪胎胎面，其中在被磨損之前所述胎面厚度為 IOmm至19mm之間。
17.根據權利要求1所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述有機硅固化劑選自3，3’-雙 (三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、3，3’ -雙(三乙氧基-甲硅烷基丙基)四硫化物、3， 3’ -雙(三乙氧基-甲硅烷基丙基)多硫化物或它們的組合。
18.根據權利要求17所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述二氧化硅具有140m2/g至180m2/g 之間的 CTAB。
19.根據權利要求18所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述二氧化硅具有150m2/g至 170m2/g 之間的 CTAB。
20.一種由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，所述組合物以每100重量份彈性體計包含苯乙烯含量為IOwt. %至35wt. %之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠；45 至 IlOphr 之間的二氧化硅和每 Ikg 二氧化硅(1. 94χ1(Γ7η) (S)至(2. 55χ1(Γ7η) (S)摩爾之間的含硫有機硅化合物作為硅烷偶聯劑，其中η為硅烷偶聯劑的分子中的硅原子數目，S為二氧化硅的以m2/g計的CTAB表面積；包含亞磺酰胺促進劑和0至0. Sphr之間的單體硫的硫固化體系，其中除非單體硫少于 0. 2phr，所述亞磺酰胺促進劑與硫的比例為2至7之間，其中所述亞磺酰胺促進劑為2. 2至 3. 2phr 之間。
21.根據權利要求20所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述橡膠組合物還包含10至40phr之間的聚丁二烯。
22.根據權利要求20所述的重型車輛輪胎胎面，其中所述胎面為在被磨損之前厚度為 IOmm至19mm之間的卡車輪胎胎面。
全文摘要
本發明涉及一種由基于橡膠組合物的材料構成的重型車輛輪胎胎面，所述組合物以每100重量份彈性體計包含，35至60phr之間的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠和35至60phr之間的聚丁二烯，所述溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡膠具有10wt.％至35wt.％之間的苯乙烯含量。所述組合物還可包含45至110phr之間的二氧化硅和每1kg二氧化硅(1.94x10-3/n)(S)至(2.55x10-3/n)(S)摩爾之間的含硫有機硅化合物作為硅烷偶聯劑，其中n為硅烷偶聯劑的分子中的硅原子數目，S為二氧化硅的以m2/g計的CTAB表面積。所述橡膠組合物可使用包含亞磺酰胺促進劑和0.3至0.8phr之間的單體硫的硫固化體系進行固化，其中所述亞磺酰胺促進劑與硫的比例在2至7之間。
文檔編號B60C1/00GK102395473SQ200980158778
公開日2012年3月28日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者J·J·梅勒姆, J·J·阿諾德 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司