КАУЧУКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ШИНА Российский патент 2018 года по МПК C08L7/00 C08L57/02 C08K3/36 B60C1/00 B60C11/00 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Настоящее раскрытие изобретения испрашивает приоритет по японской патентной заявке №2013-244956, поданной 27 ноября 2013 года, раскрытие которой во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ.

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрыты каучуковая композиция и шина, использующая композицию в качестве протекторного каучука.

Уровень техники

Для улучшения безопасности транспортных средств были проведены разнообразные исследования в целях улучшения тормозных и ходовых характеристик шин не только на поверхности сухой дороги, но и на поверхностях различных дорог, таких как поверхность мокрой дороги и поверхность ледяной и снежной дороги. Например, была известна методика использования в качестве протекторного каучука каучуковой композиции, полученной в результате введения в композицию ароматического масла совместно с каучуковыми компонентами, такими как натуральный каучук (НК) и бутадиеновый каучук (БК), в целях улучшения эксплуатационных характеристик на поверхности мокрой дороги, (источник патентной литературы (PTL) 1).

Для улучшения характеристик сцепления с дорогой на поверхности ледяной и снежной дороги и на поверхности мокрой дороги также была известна методика использования в качестве протекторного каучука каучуковой композиции, полученной в результате введения в композицию смол на C₅-основе в количестве в диапазоне от 5 массовых частей до 50 массовых частей совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 массовых частей, при этом каучуковый компонент включает натуральный каучук и/или полиизопреновый каучук в количестве, составляющем, по меньшей мере, 30 мас. % в совокупности, (PTL 2).

Перечень цитирования

Источники патентной литературы

PTL 1: JPH5-269884A

PTL 2: JP2009-256540A

Сущность изобретения

Техническая проблема

Однако вышеупомянутым методикам введения в композицию ароматического масла были свойственны следующие проблемы. В частности, ароматическое масло характеризуется пониженной совместимостью с каучуками НК и БК и, таким образом, приводит к получению недостаточного эффекта улучшения эксплуатационных характеристик на поверхности мокрой дороги. В дополнение к этому, каучуковая композиция, содержащая введенное в композицию ароматическое масло, характеризуется увеличенным сопротивлением качению. Между тем, каучуковая композиция, полученная в результате введения в композицию смол на C₅-основе в количестве от 5 массовых частей до 50 массовых частей совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 массовых частей, при этом каучуковый компонент включает натуральный каучук и/или полиизопреновый каучук в количестве, составляющем, по меньшей мере, 30 мас. % в совокупности, необязательно характеризуется высокими тормозными характеристиками на поверхности сухой дороги при одновременной неспособности продемонстрировать удовлетворительные тормозные характеристики на поверхности мокрой дороги в случае поверхности дороги, более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги.

Поэтому могло бы быть полезным создание каучуковой композиции, которая делает возможным изготовление протекторного каучука, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги, а также обнаруживает высокие тормозные характеристики даже на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги. Также могло бы быть полезным создание шины, использующей протекторный каучук, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги, а также обнаруживает высокие тормозные характеристики даже на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги.

Решение проблемы

Каучуковую композицию по изобретению получают в результате введения в композицию каучукового компонента (А), включающего натуральный каучук в количестве 70 мас. % и более, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 массовых частей: (В) по меньшей мере, одного типа термопластичных смол, выбираемых из смол на C₅-основе, смол на С₅-С₉-основе, смол на C₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, смол на канифольной основе, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 массовых частей до 50 массовых частей; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния, в количестве от 20 массовых частей до 120 массовых частей, где наполнитель (С) содержит диоксид кремния в количестве от 50 мас. % до 100 мас. %.

Каучуковая композиция при введении в композицию термопластичной смолы (В), выбираемой из смол на C₅-основе, смол на С₅-С₉-основе, смол на C₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, смол на канифольной основе, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, может демонстрировать увеличенную температуру стеклования (Tg), улучшенный тангенс потерь (tan δ) при 0°C и улучшенные эксплуатационные характеристики шины на поверхности мокрой дороги. Эффект, получаемый в результате введения в композицию термопластичной смолы (В), особенно ярко проявляется у каучуковой композиции, которая содержит каучуковый компонент, включающий натуральный каучук в количестве, составляющем 70 мас. % и более. Кроме того, при уровне содержания натурального каучука, составляющем 70 мас. % и более, сам каучуковый компонент характеризуется высокой гибкостью и, таким образом, демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги и на поверхности скользкой мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца.

Кроме того, диоксид кремния, диспергированный в каучуковом компоненте, содержащем термопластическую смолу (В), полностью диспергирован в ней, что делает возможным более гибкое деформирование каучука, результатом чего является улучшение у каучука способности контроля за поверхностью дороги, которая характеризуется низким коэффициентом трения. Данная конфигурация, кроме того, улучшает тормозные характеристики на поверхности скользкой мокрой дороги.

В рассматриваемой заявке термин «смолы на С₅-основе» относится к синтетическим нефтяным смолам на C₅-основе или твердому полимеру, полученному в результате полимеризации С₅ фракции. Термин «смолы на C₅-C₉-основе» относится к синтетическим нефтяным смолам на С₅-С₉-основе или твердому полимеру, полученному в результате полимеризации C₅-С₁₁ фракций. Термин «смолы на C₉-основе» относится к синтетическим смолам на C₉-основе или твердому полимеру, полученному в результате полимеризации С₉ фракции.

В данном случае C₅-С₁₁ фракции, использующиеся при полимеризации для получения твердого полимера в виде «смол на C₅-C₉-основе», включают фракции, отличные от С₅ фракции и С₉ фракции.

В раскрытой каучуковой композиции каучуковый компонент (А) может включать каучуковый сополимер стирол-бутадиена в количестве от 10 мас. % до 30 мас. %.

Каучуковый компонент, содержащий введенное в его композицию определенное количество каучукового сополимера стирол-бутадиена, характеризуется увеличенной температурой стеклования (Tg), что приводит к улучшению тормозных характеристик и устойчивости при движении на поверхности сухой дороги.

Наполнитель (С) может содержать диоксид кремния в количестве, составляющем 90 мас. % и более. Увеличенный уровень содержания диоксида кремния, кроме того, улучшает тормозные характеристики на поверхности скользкой мокрой дороги.

В шине по изобретению в качестве протекторного каучука используют любую из вышеупомянутых каучуковых композиций.

Шина, использующая любые из вышеупомянутых каучуковых композиций в качестве протекторного каучука, становится превосходной с точки зрения не только тормозных характеристик на поверхности мокрой дороги, но также и тормозных характеристик на поверхности сухой дороги и поверхности скользкой мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца.

Преимущества изобретения

Раскрытая каучуковая композиция делает возможным изготовление протекторного каучука, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги, а также высокие тормозные характеристики на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги. Раскрытая каучуковая композиция также позволяет получить шину, использующую протекторный каучук, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги, а также высокие тормозные характеристики на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги.

Подробное описание изобретения

Каучуковая композиция

Каучуковую композицию по изобретению получают в результате введения в композицию (А) каучукового компонента, включающего натуральный каучук в количестве 70 мас. % и более, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 массовых частей: (В) по меньшей мере, одного типа термопластичных смол, выбираемых из числа смол на C₅-основе, смол на С₅-C₉-основе, смол на C₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, смол на канифольной основе, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 массовых частей до 50 массовых частей; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния, в количестве от 20 массовых частей до 120 массовых частей, где наполнитель (С) содержит диоксид кремния в количестве от 50 мас. % до 100 мас. %.

Каучуковый компонент (А)

Каучуковый компонент (А), использующийся в раскрытой каучуковой композиции, включает: натуральный каучук (НК) в количестве 70 мас. % и более или в подходящем для использования случае 80 мас. % и более. Каучуковый компонент (А) содержит каучук НК в количестве, составляющем 70 мас. % и более, что обеспечивает легкое получение достаточного эффекта при введении в композицию смол C₅-основе, как это будет описываться дальше.

Каучуковый компонент (А) может, кроме того, включать каучуковый сополимер стирол-бутадиен (БСК) в количестве от 5 мас. % до 30 мас. %, в частности от 10 мас. % до 20 мас. %. Каучуковая композиция, содержащая введенный в композицию каучук БСК, характеризуется увеличенной температурой стеклования (Tg), что улучшает устойчивость при рулевом управлении и тормозные характеристики на поверхности сухой дороги. Такие эффекты потенциально могут оказаться недостаточными при уменьшении уровня содержания каучука БСК в каучуковом компоненте (А) ниже 10 мас. %. Между тем, при содержании каучука БСК в каучуковом компоненте (А), превышающем 30 мас. %, уровень содержания каучука НК в каучуковом компоненте (А) неизбежно уменьшится ниже 70 мас. %, что потенциально снизит вышеупомянутый эффект, получаемый в результате введения в композицию каучука НК, при одновременном потенциальном стимулировании возникновения таких проблем, как увеличенное сопротивление качению вследствие увеличения тепловыделения в каучуке и уменьшенная способность контроля за поверхностью дороги на поверхности скользкой мокрой дороги вследствие уменьшения гибкости каучука.

Каучуковый компонент (А) может содержать в качестве других каучуковых материалов при необходимости бутадиеновый каучук, каучуковый сополимер акрилонитрил-бутадиен, хлоропреновый каучук, полиизопреновый каучук.

Термопластическая смола (В)

Каучуковую композицию по изобретению получают в результате введения в композицию, по меньшей мере, одного типа термопластичной смолы (В), выбираемой из числа смол на С₅-основе, смол на C₅-C₉-основе, смол на С₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, смол на канифольной основе, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 массовых частей до 50 массовых частей совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей. Раскрытая каучуковая композиция, содержащая введенную в композицию термопластичную смолу (В) до регулируемого количества, характеризуется увеличенной температурой стеклования (Tg) и улучшенным тангенсом потерь (tan δ) при 0°C и, таким образом, может демонстрировать улучшенные эксплуатационные характеристики шины в основном на поверхности мокрой дороги. В соответствии с представленным выше описанием каучуковый компонент (А) содержит каучук НК в количестве, составляющем 70 мас. % и более. В данном случае вышеупомянутая термопластичная смола (В) является высокосовместимой с каучуком НК, что вносит особенный вклад в легкость получения вышеупомянутого эффекта.

В данном раскрытии изобретения термин «смолы на C₅-основе» относится к синтетическим нефтяным смолам на C₅-основе, которые представляют собой, например, твердый полимер, полученный в результате полимеризации C₅ фракции при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса, такого как AlCl₃ и BF₃. Их конкретные примеры могут включать: сополимер, включающий в качестве основных компонентов изопрен, циклопентадиен, 1,3-пентадиен и 1-пентен; сополимер 2-пентена и дициклопентадиена; и полимер, в основном образованный из 1,3-пентадиена.

В данном случае смолы на C₅-основе могут быть использованы в качестве термопластичной смолы (В) для дополнительного улучшения тормозных характеристик даже на поверхности ледяной и снежной дороги.

Термин «смолы на C₅-C₉-основе», раскрытый в настоящем документе, относится к синтетическим нефтяным смолам на C₅-C₉-основе, проиллюстрированным примером в виде твердого полимера, полученного в результате полимеризации C₅-С₁₁ фракций при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса, такого как AlCl₃ и BF₃. Примеры «смол на C₅-C₉-основе» могут включать сополимер, включающий в качестве основных компонентов стирол, винилтолуол, α-метилстирол и инден. Данные смолы на C₅-C₉-основе, раскрытые в настоящем документе, предпочтительно могут включать меньшее количество компонента С₉ и более с точки зрения совместимости с компонентом (А). В данном случае включение «меньшего количества компонента С₉ и более» обозначает, что компонент С₉ и более при расчете на совокупное количество смолы составляет менее чем 50 мас. % или предпочтительно менее чем 40 мас. %.

Термопластическая смола (В), использующая смолы на C₅-C₉-основе, также может улучшить характеристики управляемости.

В данном случае C₅-С₁₁ фракции, использующиеся при полимеризации для получения твердого полимера в качестве «смол на C₅-C₉-основе», включают фракции, отличные от С₅ фракции и С₉ фракции.

Раскрытый термин «смолы на C₉-основе» относится к синтетическим нефтяным смолам на C₆-основе, проиллюстрированным примером в виде твердого полимера, полученного в результате полимеризации С₉ фракции при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса, такого как AlCl₃ и BF₃. Примеры «смолы на C₉-основе» могут включать сополимер, включающий в качестве основных компонентов инден, α-метилстирол и винилтолуол.

Термопластическая смола (В), использующая смолы на С₉-основе, также может улучшить характеристики управляемости.

Вышеупомянутой смолой на терпеновой основе является твердотельная смола, полученная в результате введения в композицию терпентина, получаемого одновременно при получении канифоли из деревьев Pinus, или полимеризуемого компонента, отделенного от терпентина, и в результате полимеризации терпентина или полимеризуемого компонента при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса. Примеры смолы на терпеновой основе могут включать: β-пиненовые смолы; и α-пиненовые смолы. Кроме того, один типичный пример смол на основе терпена-ароматического соединения может включать смолы терпен-фенол-формальдегид. Смолы терпен-фенол-формальдегид могут быть получены при использовании различных способов, включающих: стимулирование прохождения реакции между терпеноидами и различными фенолами друг с другом при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса или дальнейшее конденсирование получающегося в результате продукта с формалином. На терпеноиды, предназначенные для использования в качестве материала, конкретных ограничений не накладывают, и они предпочтительно могут представлять собой монотерпеновый углеводород, такой как α-пинены и лимонены, более предпочтительно терпеноиды, включающие α-пинены, а в особенности предпочтительно α-пинены. В раскрытой каучуковой композиции в подходящем для использования случае могут быть применены смолы терпен-фенол-формальдегид, характеризующиеся уменьшенной долей фенольного компонента. В данном случае термин «уменьшенная доля фенольного компонента» относится к доле фенольного компонента, составляющей 50 мас. % и менее или предпочтительно 40 мас. % и менее в общем количестве смолы.

Термопластичная смола (В), использующая смолы на основе терпена-ароматического соединения, в частности, смолы терпен-фенол-формальдегид, может дополнительно улучшить характеристики управляемости.

Вышеупомянутые смолы на канифольной основе могут включать канифоли природных смол: живичную канифоль, талловую канифоль и экстракционную канифоль, которые включены в канифоль-сырец или талловое масло; а также включать в качестве модифицированной канифоли дериват канифоли и дериват модифицированной канифоли, например: полимерную канифоль и ее частично гидрированную канифоль; глицериновый сложный эфир канифоли и его частично гидрированную канифоль или полностью гидрированную канифоль; и пентаэритритовый сложный эфир канифоли и его частично гидрированную канифоль или полимерную канифоль.

Термопластичная смола (В), использующая смолы на канифольной основе, также может дополнительно улучшить характеристики управляемости.

Вышеупомянутые дициклопентадиеновые смолы относятся, например, к смолам, полученным в результате полимеризации дициклопентадиена при использовании катализатора для реакции Фриделя-Крафтса, такого как AlCl₃ и BF₃. Конкретные примеры коммерчески доступных дициклопентадиеновых смол могут включать: продукты Quinton 1920 (Nippon Zeon Co., Ltd.); Quinton 1105 (Nippon Zeon Co., Ltd.); и Marukarettsu M-890A (Maruzen Oil Chemical Co., Ltd.).

Термопластичная смола (В), использующая дициклопентадиеновые смолы, также может улучшить тормозные характеристики на поверхности ледяной и снежной дороги.

Вышеупомянутые смолы на алкилфенольной основе могут быть проиллюстрированы примером в виде смолы алкилфенол-ацетилена, такой как, например, смола п-трет-бутилфенол-ацетилен и смола алкилфенол-формальдегид, характеризующаяся низкой степенью полимеризации.

Термопластичная смола (В), использующая смолу на алкилфенольной основе, также может улучшить характеристики управляемости.

Вышеупомянутую термопластичную смолу (В) вводят в композицию в количестве от 5 массовых частей до 50 массовых частей, предпочтительно от 10 массовых частей до 30 массовых частей, совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей. Вводимое в композицию количество термопластичной смолы (В) может быть отрегулировано при доведении до количества от 5 массовых частей до 50 массовых частей совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей, что, тем самым, обеспечивает получение желательных характеристик разрушения и износостойкости. В случае уменьшения вводимого в композицию количества термопластической смолы ниже 5 массовых частей вероятность того, что тормозные характеристики на поверхности мокрой дороги будут удовлетворительными, меньше, в то время как количество, превышающее 50 массовых частей, приводит к появлению опасности менее вероятного получения требуемых характеристик износостойкости или стойкости к разрушению.

(С) Наполнитель

Каучуковая композиция по изобретению содержит введенный в композицию наполнитель (С) в количестве в диапазоне от 20 массовых частей до 120 массовых частей, предпочтительно от 50 массовых частей до 100 массовых частей, совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей. Кроме того, наполнитель (С) содержит диоксид кремния в количестве от 50 мас. % до 100 мас. %, предпочтительно от 80 мас. % до 100 мас. %, более предпочтительно от 90 мас. % до 100 мас. %. То есть, раскрытая каучуковая композиция содержит совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей диоксид кремния в количестве от 10 массовых частей до 120 массовых частей, предпочтительно от 45 массовых частей до 100 массовых частей. В целях получения эффекта упрочнения каучукового компонента (А) без ухудшения такого свойства, как его гибкость, вводимое в композицию количество наполнителя (С) может быть отрегулировано до количества от 20 массовых частей до 120 массовых частей совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей. Кроме того, наполнитель (С), введенный в композицию при уровне содержания кремния от 50 мас. % до 100 мас. %, в выгодном случае обеспечивает получение эффекта уменьшения сопротивления качению и улучшения, в частности, тормозных характеристик на поверхности мокрой дороги при одновременном подавлении до минимума ухудшения гибкости каучукового компонента.

Раскрытая каучуковая композиция, содержащая введенный в композицию диоксид кремния, обеспечивает получение следующего эффекта. В состоянии, в котором каучук НК и термопластическая смола (В) являются благоприятным образом диспергированными, раскрытый каучук обеспечивает получение достаточных характеристик упрочнения и низкого тепловыделения без ухудшения его гибкости. В соответствии с этим, раскрытая каучуковая композиция является достаточно гибкой для демонстрации высоких характеристик контроля при следовании по поверхности дороги, которая характеризуется низким коэффициентом трения, (например, поверхности скользкой мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца), что, тем самым, обеспечивает получение достаточных тормозных характеристик на такой поверхности скользкой мокрой дороги.

Примеры диоксида кремния могут включать, например, влажный диоксид кремния (водный гидроксид кремния), сухой диоксид кремния (безводный диоксид кремния), силикат кальция, силикат алюминия, при этом, в частности, в подходящем для использования случае применяют влажный диоксид кремния. Влажный диоксид кремния характеризуется определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности в диапазоне предпочтительно от 40 м²/г до 350 м²/г, более предпочтительно от 150 м²/г до 300 м²/г, а, кроме того, предпочтительно от 200 м²/г до 250 м²/г. Диоксид кремния, характеризующийся определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности, попадающей в пределы вышеупомянутых диапазонов, в выгодном случае может обеспечить достижение как характеристик упрочнения каучука, так и степени диспергирования в каучуковом компоненте. В свете этого диоксид кремния предпочтительно может характеризироваться определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности, попадающей в пределы от 80 м²/г до 300 м²/г. Коммерчески доступные примеры такого диоксида кремния могут включать продукты «Nipsil AQ», «Nipsil KQ» (торговое наименование), получаемые в компании Tosoh Silica Corporation, и продукт «ULTRASIL VN3» (торговое наименование), получаемый в компании Evonik Industries AG, которые могут быть использованы индивидуально или в комбинации из двух и более их типов.

Наполнитель (С) при необходимости может содержать в дополнение к диоксиду кремния, вводимому в композицию, например: технический углерод, оксид алюминия, глину, глинозем, тальк, слюду, каолин, стеклянные шарики, стеклянную дробь, карбонат кальция, карбонат магния, гидроксид магния, карбонат кальция, оксид магния, диоксид титана, титанат калия и сульфат бария.

Силановый аппрет

В целях дополнительного улучшения характеристик упрочнения и низкого тепловыделения у диоксида кремния, содержащегося в каучуковой композиции, раскрытая каучуковая композиция может содержать введенный в композицию силановый аппрет.

Примеры силанового аппрета могут включать, например, бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(3-триэтоксисилилпропил)трисульфид, бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид, бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфид, бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(2-триметоксисилилэтил)тетрасульфид, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, 2-меркаптоэтилтриметоксисилан, 2-меркаптоэтилтриэтоксисилан, 3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 3-триэтоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 2-триэтоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, 3-триметоксисилилпропилбензотиазолилтетрасульфид, 3-триэтоксисилилпропилбензолилтетрасульфид, 3-триэтоксисилилпропилметакрилатмоносульфид, 3-триметоксисилилпропилметакрилатмоносульфид, бис(3-диэтоксиметилсилилпропил)тетрасульфид, 3-меркаптопропилдиметоксиметилсилан, диметоксиметилсилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфид, диметоксиметилсилилпропилбензотиазолилтетрасульфид, в числе которых с точки зрения эффекта улучшения упрочнения подходящими для использования являются бис(3-триэтоксисилилпропил)полисульфид и 3-триметоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфид.

Из числа вышеупомянутых силановых аппретов может быть использован один тип индивидуально или могут быть использованы два и более типа в комбинации.

В раскрытой каучуковой композиции предпочтительное вводимое в композицию количество силанового аппрета, которое может варьироваться в зависимости от типа силанового аппрета и тому подобного, предпочтительно выбирают в пределах от 2 мас. % до 25 мас. % по отношению к количеству диоксида кремния. В случае количества, меньшегов чем 2 мас. %, силановый аппрет будет неспособен проявить свое действие в полной мере, в то время как количество, превышающее 25 мас. %, может привести к появлению опасности стимулирования гелеобразования для каучукового компонента. В свете действия в качестве аппрета и предотвращения гелеобразования вводимое в композицию количество силанового аппрета более предпочтительно может попадать в пределы от 2 мас. % до 20 мас. %, кроме того, предпочтительно в пределы диапазона от 5 мас. % до 18 мас. %, а в особенности предпочтительно в пределы от 5 мас. % до 15 мас. %.

Мягчитель (D)

Раскрытая каучуковая композиция может быть получена в результате дополнительного введения в композицию мягчителя (D). В данном случае примеры мягчителя (D) могут включать: мягчитель на нефтяной основе, такой как ароматическое масло, парафиновое масло и нафтеновое масло; и мягчитель на растительной основе, такой как пальмовое масло, касторовое масло, хлопковое масло и соевое масло. С точки зрения легкости управления, вводимый в композицию мягчитель (D) предпочтительно может находиться в жидком состоянии при обычной температуре, такой как 25°C. В числе описанных выше материалов предпочтительным является, например, мягчитель на нефтяной основе, такой как ароматическое масло, парафиновое масло и нафтеновое масло, но предпочтительно в композицию не должно быть введено никакого мягчителя на растительной основе. После этого при введении в композицию мягчителя (D) каучуковая композиция может быть получена в результате введения в композицию мягчителя (D) в количестве, составляющем предпочтительно 10 массовых частей и менее или более предпочтительно 5 массовых частей и менее, совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей. Количество мягчителя (D) составляет 10 массовых частей и менее совместно с каучуковым компонентом (А) в количестве 100 массовых частей, что может усилить эффект улучшения тормозных характеристик на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги. Однако с точки зрения тормозных характеристик на поверхности мокрой дороги в раскрытой каучуковой композиции в особенности предпочтительным является отсутствие введения в композицию мягчителя (D).

Раскрытая каучуковая композиция может содержать введенные в композицию в дополнение к описанным выше каучуковому компоненту (А), термопластичной смоле (В), наполнителю (С) и мягчителю (D) и другие вводимые в композицию добавки, в общем случае использующиеся в резиновой промышленности, такие как, например, антиоксидант, ускоритель вулканизации, добавка, содействующая ускорителю вулканизации, и вулканизатор, которые по мере надобности могут быть выбраны без неблагоприятного воздействия на цель настоящего раскрытия изобретения в пределах диапазона общего количества. В качестве вводимых в композицию добавок в подходящем для использования случае могут быть применены коммерчески доступные добавки. Раскрытая каучуковая композиция может быть изготовлена в результате введения в композицию каучукового компонента (А), в том числе каучука НК, совместно с термопластичной смолой (В), наполнителем (С), мягчителем (D), выбранными по мере надобности, и/или различными вводимыми в композицию добавками и воздействия на получающуюся в результате композицию таким способом, как замешивание, нагревание и экструдирование.

В шине по изобретению используют вышеупомянутую каучуковую композицию в качестве протекторного каучука. Вышеупомянутую каучуковую композицию используют в качестве протекторного каучука для формования сырой шины, а сырая шина может быть вулканизована при использовании обычного способа для изготовления, тем самым, раскрытой шины. В протекторном каучуке раскрытой шины используют вышеупомянутую каучуковую композицию, и, таким образом, раскрытая шина является в особенности превосходной с точки зрения как эксплуатационных характеристик на ледяной и снежной дороге, так и эксплуатационных характеристик на мокрой дороге. Раскрытая шина может быть заполнена обычным воздухом или воздухом с подстроенным парциальным давлением кислорода, а также может быть заполнена инертным газом, таким как азот, аргон и гелий.

Примеры

Каучуковая композиция по изобретению описывается более подробно при обращении к примерам, проиллюстрированным ниже. Однако эта каучуковая композиция не ограничена следующими далее примерами.

Каучуковые композиции получали в соответствии с рецептурами, продемонстрированными в таблицах от 1 до 6. Каждую из полученных таким образом каучуковых композиций использовали в качестве протекторного каучука для изготовления при использовании общего способа радиальной шины с размером 195/65R15 для пассажирского транспортного средства.

Тормозные характеристики на поверхности мокрой дороги из толстолистовой стали

Четыре шины для испытаний устанавливали на пассажирское транспортное средство с рабочим объемом двигателя 2000 куб. см. Пассажирское транспортное средство двигалось на оценочном треке в виде мокрой дороги из толстолистовой стали в качестве испытательной трассы. После этого транспортное средство тормозили при скорости 40 км/час для блокирования шин для измерения расстояния, требуемого для их остановки. Результаты этого индексировали при использовании численного значения 100 для контрольного образца в отношении величины, обратной расстоянию. Большее значение индекса демонстрирует более превосходные эксплуатационные характеристики на поверхности мокрой дороги из толстолистовой стали.

В данном случае в таблицах 1 и 2 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 1; в таблице 3 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 14; в таблице 4 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 19; в таблице 5 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 20; а в таблице 6 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 25.

Тормозные характеристики на поверхности сухой дороги

Четыре покрышки для испытаний устанавливали на пассажирское транспортное средство с рабочим объемом двигателя 2000 куб. см. Пассажирское транспортное средство двигалось на асфальтовом оценочном треке в качестве испытательной трассы. После этого транспортное средство тормозили при скорости 80 км/час для блокирования шин для измерения расстояния, требуемого для их остановки. Результаты этого индексировали при использовании численного значения 100 для контрольного образца в отношении величины, обратной расстоянию. Большее значение индекса демонстрирует в большей мере превосходные эксплуатационные характеристики на поверхности сухой дороги.

В данном случае в таблицах 1 и 2 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 1; в таблице 3 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 14; в таблице 4 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 19; в таблице 5 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 20; а в таблице 6 функцию контрольного образца исполнял сравнительный пример 25.

*1… натуральный каучук RSS#3

*2… бутадиеновый каучук BR01

*3… каучуковый сополимер стирол-бутадиена #1500

*4… смолы на C₅-основе, ExxonMobil Chemical Company, торговое наименование «ECR1102»

*5… смолы на C₅-C₉-основе, ExxonMobil Chemical Company, торговое наименование «ECR213»

*6… смолы на Co-основе, Nippon Petrochemicals Co., Ltd., торговое наименование «Neopolymer 140»

*7 - смолы терпен-фенол-формальдегид, YASUHARA CHEMICAL CO., LTD., торговое наименование «YS Polystar Т100»

*8… смолы на канифольной основе, Taisha Sho Seiyu (Taisha Pine Essential Oil Co., Ltd.), торговое наименование «Hairojin S»

*9… смолы на алкилфенольной основе, SI GROUP Inc., торговое наименование «R7510PJ»

*10… дициклопентадиеновые смолы, Nippon Zeon Co., Ltd., торговое наименование «Quinton 1105»

*11… технический углерод ISAF

*12… диоксид кремния A, Tosoh Silica Corporation, торговое наименование «Nipsil AQ», определяемая по методу БЭТ площадь удельной поверхности: 205 м²/г

*13… диоксид кремния В, Evonik Industries AG, торговое наименование «ULTRASIL VN3», определяемая по методу БЭТ площадь удельной поверхности: 175 м²/г

*14… диоксид кремния С, Tosoh Silica Corporation, торговое наименование «Nipsil», изготовлено по специальному заказу, ЦТАБ: 191 м²/г

*15… диоксид кремния D, Tosoh Silica Corporation, торговое наименование «Nipsil», изготовлено по специальному заказу, ЦТАБ: 94 м²/г

*16… антиоксидант, 6PPD

*17… ускоритель вулканизации, DPG

Как было установлено, исходя из результатов, продемонстрированных в таблицах от 1 до 6, раскрытая каучуковая композиция делает возможным изготовление протекторного каучука, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности сухой дороги, а также высокие тормозные характеристики даже на поверхности мокрой дороги, такой как поверхность канализационного колодца, которая является более скользкой по сравнению с поверхностью асфальтовой дороги.

Применимость в промышленности

Раскрытая каучуковая композиция доступна в виде протекторного каучука шины и может быть использована в основном в промышленности по изготовлению шин.

Изобретение относится к каучуковой композиции и шине, использующей композицию в качестве протекторного каучука. Каучуковую композицию получают в результате введения в композицию каучукового компонента (А), включающего натуральный каучук в количестве, составляющем 70 мас.% и более, и каучуковый сополимер стирол-бутадиена, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 мас.ч.: (В) по меньшей мере одного типа термопластичных смол, выбираемых из числа смол на С₅-основе, смол на С₅-С₉-основе, смол на С₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 до 50 мас.ч.; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния и технический углерод, в количестве от 20 до 120 мас.ч., причем диоксид кремния представляет собой влажный диоксид кремния с площадью удельной поверхности БЭТ в диапазоне 200-250 м²/г и его содержание составляет 90 мас.% и более. При этом композиция не содержит мягчителя. Композиция делает возможным изготовление протекторного каучука, который демонстрирует высокие тормозные характеристики на поверхности как сухой, так и мокрой дороги. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

1. Каучуковая композиция для протектора шин, полученная в результате введения в композицию каучукового компонента (А), включающего натуральный каучук в количестве, составляющем 70 мас.% и более, и каучуковый сополимер стирол-бутадиена, и дальнейшего введения в композицию совместно с каучуковым компонентом в количестве 100 мас.ч.: (В) по меньшей мере одного типа термопластичных смол, выбираемых из числа смол на С₅-основе, смол на С₅-С₉-основе, смол на С₉-основе, смол на терпеновой основе, смол на основе терпена-ароматического соединения, дициклопентадиеновых смол и смол на алкилфенольной основе, в количестве от 5 до 50 мас.ч.; и (С) наполнителя, включающего диоксид кремния и технический углерод, в количестве от 20 до 120 мас.ч., причем диоксид кремния представляет собой влажный диоксид кремния с площадью удельной поверхности БЭТ в диапазоне 200-250 м²/г и его содержание составляет 90 мас.% и более,

и композиция не содержит мягчителя (D).

2. Каучуковая композиция по п.1, в которой каучуковый компонент (А) включает каучуковый сополимер стирол-бутадиена в количестве от 10 до 30 мас.%.

3. Шина, использующая каучуковую композицию по п.1 или 2 в качестве протекторного каучука.