大型運輸車輪胎再生用胎面橡膠組合物及採用它的輪胎的製作方法

2023-04-23 03:25:46 1

專利名稱：大型運輸車輪胎再生用胎面橡膠組合物及採用它的輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物及採用該組合物再生的輪 胎，更詳細地說，涉及耐磨性、耐破損性和耐發熱性都很優異的大型運輸車輪胎再生用的胎 面橡膠組合物及採用該組合物再生的輪胎。
背景技術：
近年來，隨著對汽車輪胎經濟性的要求提高，特別是對載貨汽車或大型客車所使 用的大型輪胎，在胎面已磨損的輪胎上重新貼上新胎面而使用，即對所謂再生輪胎的性能 要求逐漸變高。這種再生輪胎用的胎面橡膠組合物同時要求耐磨性和耐發熱性優良，但很 難同時滿足該要求。再生輪胎的情況下，同新輪胎的胎面相比具有胎面厚度更厚的傾向，所以更難以 發熱。另外，對於不僅在良好路段行駛、而且經常在險路段行駛的大型運輸車的輪胎特性來 說，不僅要求良好的耐磨性和耐發熱性，還要求良好的耐破損性。以前申請的日本特許平6-19M80號公開了一種橡膠組合物，在含有20至50重量 份的天然橡膠、50至70重量份的丁二烯橡膠和10至30重量份的苯乙烯-丁二烯橡膠而 構成的100重量份原料橡膠中，使用氮吸附比表面積很高、且酞酸二丁酯(DBP)吸油量的範 圍很寬的炭黑，從而提高它的耐磨性和耐發熱性。但是，當以較高含量含有像丁二烯和苯乙 烯-丁二烯橡膠這樣的合成橡膠的情況下，雖然提高了耐磨性，但不利於耐發熱性；在使用 氮吸附比表面積很大的炭黑的情況下，利於其耐磨性和耐破損性，但不利於耐發熱性，從而 具有耐久性降低的傾向。另外，另一專利日本特許公開第2000-219778號中，公開了在含有40重量份以上 的天然橡膠、10至45重量份的丁二烯橡膠以及5至35重量份的苯乙烯-丁二烯橡膠而構成 的100重量份原料橡膠中，按0. 4至1. 2的比例，加入CTAB吸附比表面積為125m2/g、C-DBP 吸油量為lOOcc/lOOg且色調值為120的高色調級的SAF級炭黑和CTAB吸附比表面積為60 至85m2/g、C-DBP吸油量為80至115cc/100g、且色調值小於110的低色調的HAF級炭黑，均 衡地實現其耐磨性、耐發熱性和耐破損性的特性。但是，上述發明存在不利於耐發熱性且耐 磨性降低的缺點。

發明內容
本發明的目的在於提供一種耐磨性、耐破損性和耐發熱性都優良的大型運輸車輪 胎再生用的胎面橡膠組合物。本發明的另外一個目的在於，提供採用上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組 合物進行再生的輪胎。為了實現上述目的，本發明的一實施例涉及的大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠 組合物，包括100重量份的原料橡膠，含有57至63重量份的天然橡膠和37至43重量份 的丁二烯橡膠；53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面積是118至122m2/g、DBP吸油量是124至UScc/lOOg、色調值是119至122 ；和3至5重量份的增強性樹脂，含有萜(Terpene) 和C9石油樹脂。優選的是，上述丁二烯橡膠可以是順式_1，4 丁二烯的含量是96重量％以上、玻璃 化轉變溫度Tg是-104至-107°C、且100°C下的莫尼粘度是43至47的高順式丁二烯橡膠。優選的是，上述增強性樹脂可以按10至30 30至70的重量比含有上述萜和上 述C9石油樹脂。本發明的另一目的是提供採用上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物進 行再生的輪胎。下面，詳細說明本發明。上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物包含原料橡膠、炭黑和增強性樹 脂。上述原料橡膠含有57至63重量份的天然橡膠和37至43重量份的丁二烯橡膠， 優選的是含有58至62重量份的天然橡膠和38至42重量份的丁二烯橡膠，更優選的是含 有60重量份的天然橡膠和40重量份的丁二烯橡膠。為了實現優良的耐破損性和耐發熱性，可以使用57至63重量份的上述天然橡膠， 為了提高耐磨性能，可以使用37至43重量份的上述丁二烯橡膠。當上沭丁二烯橡膠的含 量超過43重量份時，耐破損性和耐發熱性會降低，當上述丁二烯橡膠的含量小於37重量份 時，耐磨性會降低。上述原料橡膠含有苯乙烯-丁二烯橡膠的情況下，具有對耐發熱性不利的效果， 所以上述原料橡膠優選不含有上述苯乙烯-丁二烯橡膠。上述天然橡膠可以是一般的天然橡膠或是改性天然橡膠。上述一般天然橡膠不限 制原產地，只要是天然橡膠就都可以使用。上述丁二烯橡膠可以是順式_1，4 丁二烯的含量為96重量％以上、玻璃化轉變溫 度(Tg)為-104至-107°C、且100°C時的莫尼粘度為43至47的高順式丁二烯橡膠。在使 用上述高順式丁二烯橡膠的情況下，對耐磨性能和動態應力(dynamic stress)下的熱積聚 (heat build up)控制方面具有有利效果。上述炭黑在100重量份的上述原料橡膠中含有53至57重量份。上述炭黑的含量 不足53重量份時，耐磨性會降低；超過57重量份時，耐發熱性會降低。上述炭黑可以使用氮吸附比表面積為118至122m2/g、DBP (鄰苯二甲酸二正丁酯， n-dibutyl phthalate)吸油量為 124 至 U8cc/100g、色調(TITN)值為 119 至 122 的具備 膠體特性的炭黑。如果上述炭黑的氮吸附比表面積超過122m2/g，則對耐磨性和耐破損性有利，但發 熱會增加使耐久性降低。如果小於118m2/g，則不利於耐磨性和耐破損性。當上述炭黑的 DBP吸油量超過128cc/100g時，有利於耐發熱性，但耐破損性能會降低，當小於12kc/100g 時，耐發熱性能會降低。上述含有萜和C9石油樹脂的增強性樹脂，可以在100重量份的上述原料橡膠中含 有3至5重量份。如果上述增強性樹脂的含量小於3重量份，則使用增強性樹脂引起的耐 破損性能的提高不明顯，如果超過5重量份，會降低耐發熱性。上述增強性樹脂可以按10至30 30至70的重量比含有上述萜和C9石油樹脂。在使用按10至30 30至70的重量比包含上述萜和C9石油樹脂的增強性樹脂的情況下， 對天然橡膠的增強性優良，還有利於熱老化的穩定性，因此具有有利效果。上述增強性樹脂 的軟化點可以是95至100°C。上述軟化點為95至100°C的增強性樹脂，在輪胎的行駛溫度 為95°C以下時能夠維持輪胎胎面的模量(modulus)，使之具有利於耐破損性能的效果。上述輪胎胎面用的橡膠組合物還可以包含選擇性地追加的硫化劑、硫化促進劑、 硫化促進助劑、抗老化劑、軟化劑等各種添加劑。對於上述各種添加劑而言，只要是本發明 所屬技術領域中通常使用的添加劑就都可以使用，其含量可以按照在通常的輪胎胎面用橡 膠組合物中使用的配比來決定，在此不進行特別限定。上述硫化劑可以使用硫磺類硫化劑、有機過氧化物、樹脂硫化劑、氧化鎂等金屬氧 化物，優選使用硫磺類硫化劑。上述硫化劑在上述100重量份的原料橡膠中含量為0. 5至2. 5重量份時具有較佳 的硫化效果，原料橡膠對熱不敏感，化學性能也很穩定。上述硫化促進劑指的是促進硫化速度或者在初始硫化階段促進延緩作用的促進 劑。上述硫化促進劑，可以使用從由次磺醯胺類、噻唑類、硫代氨基甲醯類、硫脲類、胍 類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、醛氨類、咪唑啉類、黃原酸鹽類及其組合構成的組中選擇 的任意一種。上述硫化促進劑優選使用次磺醯胺類的N-環己基-2-苯並噻唑次磺醯胺(CBS)， 為了使通過促進硫化速度而實現生產率的提高和橡膠物理特性的增強最大化，在100重量 份的上述原料橡膠中可以包含0. 5至3. 0重量份。上述硫化促進助劑是與上述硫化促進劑並用而使促進效果更完全所使用的配合 劑，可以使用從由無機類硫化促進助劑、有機類硫化促進助劑及其組合構成的組中選擇的
任意一種。尤其是，作為上述硫化促進助劑，可以同時使用上述氧化鋅和上述硬脂酸，在這種 情況下，上述氧化鋅溶在上述硬脂酸中，與上述硫化促進劑形成有效的複合物(complex)， 在硫化反應中生成游離的硫磺，從而容易進行與橡膠的交聯反應。上述氧化鋅和上述硬脂酸同時使用時，為了使其能夠實現較佳的硫化促進助劑的 作用，在100重量份的原料橡膠中可以分別使用1至5重量份和0. 5至3重量份。上述軟化劑是指，為了對橡膠賦予可塑性使其容易加工或者降低硫化橡膠的硬度 而添加到橡膠組合物中的添加劑，在混合橡膠或者製造橡膠時所使用的其它油類材料。作 為上述軟化劑，可以使用從由礦物油、植物油及其組合構成的組中選擇的任意一種，但本發 明並不限於此。作為上述礦物油，可以使用從由石蠟、環烷油、芳香族類油及其組合構成的組中選 擇的任意一種。但是，隨著近年來環保意識的提高，上述芳香族油中所含有的多環芳烴 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，以下稱作「PAHs 」)的含量為 3 重量 ％以上時， 誘發癌症的可能性加大，故優選使用TDAE(環保芳烴油，treated distillate aromatic extract)油、MES (適度萃取溶劑合物，mild extraction solvate)油、RAE (殘留芳香提取 i^, residual aromatic extract)
從原料橡膠的加工性方面考慮，優選在上100重量份的述原料橡膠中使用0至150 重量份的上述軟化劑。上述抗老化劑是為了中止由氧氣引起的輪胎自動氧化的連鎖反應而使用的添加 劑。作為上述抗老化劑，可以使用從由胺類、苯酚類、咪唑類、氨基甲酸的金屬鹽及其組合構 成的組中選擇的任意一種。作為上述抗老化劑，可以優選使用從由N-(1，3-二甲基丁基)-N』 -苯基對苯二二 月安(N— (1，3-Dimethybutyl) -N-phenyl-p-phenylenediamine, 6PPD)、N- ^: -N- ^^SX^ 苯二胺(N-phenyl-N-isopropyl-p-phenylenediamine, 3PPD)、(2, 2,4-三甲基-1, 2- 二氧 喹啉聚合物(PolH2，2，4-trimethyl-l，2-dihydroquinoline，RD)及其組合構成的組中選 擇的化合物。上述抗老化劑除了具有抗老化作用之外，需要對於橡膠的溶解度較大，揮發性小， 相對於橡膠是非活性，且不阻礙硫化等，如果考慮這些條件，在100重量份的上述原料橡膠 中可以含有1至10重量份。本發明的另一實施例涉及的輪胎是使用上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠 組合物製造得到的。關於使用上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物製造輪胎的方 法，只要是目前用於再生輪胎的方法，都可適用。具體而言，利用上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物來製造再生輪胎的 方法有熱硫化(Hot cure)和冷硫化(Cold cure)兩種方法，但不限定於此方法，可以使用 以往在胎面已磨損的輪胎上重新粘貼新的胎面橡膠或是加硫後緊密粘貼的方法，只要是目 前用於再生輪胎的方法，都可適用。上述輪胎可以使用於大型運輸車用胎面輪胎，但不限定於此，也可以用在小汽車 輪胎、賽車輪胎、飛機輪胎、農用機械輪胎、越野車輪胎。特別是，可以用於大型運輸車或者 中型貨車的胎面輪胎。發明效果本發明的大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物，能夠同時滿足耐磨性和耐久 性，其耐磨性，耐破損性和耐發熱性等性能都很優良。具體實施方法下面，詳細說明本發明的實施例，使得本發明所屬技術領域的技術人員能夠容易 去實現它。但是，本發明可以表現為各種不同形態，並不限定於在這裡說明的實施例。[製造例橡膠組合物的製造]利用如下述表1所示的組成，製造了下述實施例和比較例涉及的輪胎胎面用橡膠 組合物。輪胎胎面用橡膠組合物的製造方法，採用目前常用的輪胎胎面橡膠的製造方法。下 述表1中，比較例1是炭黑的種類，比較例2是改變聚合物(原料橡膠)的使用比例但沒有 使用增強性樹脂的情況。表1(單位重量份)
權利要求
1.一種大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物，其特徵在於，包括100重量份的原料橡膠，含有57至63重量份的天然橡膠和37至43重量份的丁二烯橡膠；53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面積是118至122m2/g、DBP吸油量是IM至 U8cc/100g、色調值是119至122 ；和3至5重量份的增強性樹脂，含有萜和C9石油樹脂。
2.根據權利要求1所述的大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物，其特徵在於，所述丁二烯橡膠是順式_1，4 丁二烯的含量是96重量％以上、玻璃化轉變溫度Tg 是-104至-107°C、且100°C下的莫尼粘度是43至47的高順式丁二烯橡膠。
3.根據權利要求1所述的大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物，其特徵在於， 所述增強性樹脂按10至30 30至70的重量比含有所述萜和所述C9石油樹脂。
4.一種採用權利要求1至3中任一項所述的大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物 再生的輪胎。
全文摘要
本發明提供一種大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物，該橡膠組合物包括100重量份的原料橡膠，含有57至63重量份的天然橡膠和37至43重量份的丁二烯橡膠；53至57重量份的炭黑，其氮吸附比表面積是118至122m2/g、DBP吸油量是124至128cc/100g、色調值是119至122；以及3至5重量份的增強性樹脂，含有萜和C9石油樹脂。上述大型運輸車輪胎再生用的胎面橡膠組合物能夠滿足耐磨性和耐久性，同時利於耐破損性，耐發熱性也很優良。
文檔編號C08L45/00GK102108139SQ20101056335
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月29日 優先權日2009年12月23日
發明者康昌桓, 賈永鉉 申請人:韓國輪胎株式會社