Каучуковая композиция для шины и шина, содержащая такую композицию Российский патент 2023 года по МПК C08L9/00 C08L9/06 C08K3/04 C08K3/36 B60C1/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к каучуковой композиции для шины, которая в основном предназначена для использования на участке протектора пневматической шины.

Уровень техники

Обычные пневматические шины (так называемы нормальные и летние), в отличие от зимних, должны обладать превосходными характеристиками при движении по влажному дорожному покрытию, например, во время дождя. Кроме того, для повышения топливной экономичности необходимо уменьшить сопротивление качению. В частности, такие характеристики требуется согласованно обеспечить в каучуковой композиции, используемой для рабочего участка шины, соприкасающегося с дорожным покрытием.

Например, одним из известных способов улучшения характеристик на мокром покрытии является использование смеси с большим количеством кремнезема (см., например, публикацию JP 2019-196419 A). При этом простое увеличение количества кремнезема в смеси не всегда в достаточной мере уменьшает сопротивление качению. Также рассмотрен вопрос большой удельной площади поверхности при добавлении в смесь кремнезема; однако при добавлении в смесь кремнезема, имеющего большую удельную площадь поверхности, повышается вязкость невулканизированных композиций, что может легко привести к таким неисправностям, как подгорание во время экструзии, и к ухудшению экструдируемости. Поэтому необходимо принять меры для обеспечения хорошей экструдируемости при одновременном улучшении характеристик на мокром покрытии и уменьшении сопротивления качению.

Техническая задача

Цель настоящего изобретения - получить каучуковую композицию для шины, способную обеспечить превосходную экструдируемость, а также улучшить характеристики на мокром покрытии и уменьшить сопротивление качению.

Решение проблемы

Каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, относящегося к описанному выше объекту, содержит в диеновом каучуке не менее 70% масс. бутадиен-стирольного каучука, не менее 5% масс. и не более 30% масс. бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, наполнитель, содержащий углеродную сажу и кремнезем. При этом количество углеродной сажи и кремнезема в смеси относительно 100 весовых частей диенового каучука составляет не менее 70 и не более 130 весовых частей.

Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создана каучуковая композиция для шины, содержащая: 100 мас.ч каучукового компонента, содержащего не менее 70 мас.ч бутадиен-стирольного каучука и от 5 мас.ч до 30 мас.ч бутадиенового каучука, синтезируемого с применением титанового катализатора; и наполнитель, содержащий углеродную сажу и кремнезем, причем наполнитель смешан с каучуковым компонентом в отношении от 70 до 130 мас.ч общего количества углеродной сажи и кремнезема на 100 мас.ч диенового каучука; при этом кремнезем содержит кремнезем двух типов с разными значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ, причем отношение A:B, где А - количество в смеси кремнезема с относительно меньшей удельной площадью поверхности по методу БЭТ и В - количество в смеси кремнезема с относительно большей удельной площадью поверхности по методу БЭТ, составляет от 99:1 до 55:45.

Предпочтительно, стирол-бутадиеновый каучук содержит не менее 80 мас.% полимеризованного в растворе стирол-бутадиенового каучука с содержанием винила не более 35 мас.%.

Предпочтительно, удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема с относительно меньшей удельной площадью поверхности по методу БЭТ составляет от 150 до 200 м²/г.

Предпочтительно, удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема с относительно большей удельной площадью поверхности по методу БЭТ составляет не менее 200 м²/г.

Согласно второму объекту настоящего изобретения создана пневматическая шина, содержащая вышеописанную каучуковую композицию для шины на участке ее протектора.

Преимущества изобретения

Поскольку каучуковую композицию для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения смешивают, как описано выше, каучуковая композиция обеспечивает превосходную экструдируемость, а также улучшает характеристики на мокром покрытии и уменьшает сопротивление качению. В частности, с помощью смешивания с наполнителем, содержащим углеродную сажу и кремнезем, можно получить превосходные согласованные и сбалансированные характеристики на мокром покрытии и низкое сопротивление качению. При этом благодаря использованию бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора в виде бутадиенового каучука, удается достичь превосходной экструдируемости без ухудшения описанных выше характеристики.

В каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения бутадиен-стирольный каучук предпочтительно содержит не менее 80% масс. бутадиен-стирольного каучука растворной полимеризации с содержанием винила не более 35% масс. Обеспечение большего количества бутадиен-стирольного каучука с малым содержанием винила, как описано выше, позволяет практически улучшить характеристики на мокром покрытии.

В каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения предпочтительно смешивают два типа кремнезема с разными значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ. В частности, удельная площадь поверхности по методу БЭТ одного из двух типов кремнезема предпочтительно составляет не менее 150 м²/г и не более 200 м²/г. Кроме того, удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема второго типа предпочтительно составляет не менее 200 м²/г. Соответственно, удается улучшить характеристики на мокром покрытии и уменьшить сопротивление качению с высокой степенью совместимости. Следует отметить, что удельную площадь поверхности по методу БЭТ измеряют в соответствии с ISO 5794/1.

Каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может быть пригодна для использования на участке протектора пневматической шины. Пневматическая шина, в которой используется каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения на участке протектора, демонстрирует превосходные характеристики на мокром покрытии и высокую топливную экономичность благодаря описанным выше физическим свойствам каучука.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

В каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения каучуковый компонент представляет собой диеновый каучук и всегда содержит бутадиен-стирольный каучук и бутадиеновый каучук. Примеры бутадиен-стирольного каучука включают в себя бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации и бутадиен-стирольный каучук эмульсионной полимеризации, которые обычно используют в каучуковых композициях для шин. В частности, в варианте реализации настоящего изобретения предпочтительно используют раствор бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации. При этом в качестве бутадиенового каучука всегда используют бутадиеновый каучук, синтезированный с применением титанового катализатора. Как описано выше, при совместном использовании бутадиен-стирольного каучука растворной полимеризации и бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, композиция снижает сопротивление качению и показывает превосходную экструдируемость. При этом улучшаются характеристики на мокром покрытии. Следует отметить, что в случае, когда бутадиеновый каучук синтезирован с применением катализатора, отличного от титанового (например, кобальтовый, никелевый неодимовый катализатор), даже при обеспечении хороших характеристик на мокром покрытии и низкого сопротивления качению возможно ухудшение экструдируемости, а также возникновение проблем, связанных с ухудшением слоистой структуры и подгоранием, которые возникают при формировании листа каучука.

Количество бутадиен-стирольного каучука в смеси составляет не менее 70% масс., предпочтительно от 70% масс. до 95% масс. и более предпочтительно от 75% масс. до 90% масс. в 100 весовых частях диенового каучука. Количество бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, в смеси составляет не менее 5% масс. и не более 30% масс. и предпочтительно составляет от 10 до 25% масс. на 100 весовых частей диенового каучука. При совместном использовании бутадиен-стирольного каучука и бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, описанное выше количество в смеси предоставляет такие преимущества, как превосходная экструдируемость, а также улучшение характеристики на мокром покрытии и уменьшение сопротивления качению. Если количество бутадиен-стирольного каучука в смеси составляет менее 70% масс., невозможно в достаточной мере улучшить характеристики на мокром покрытии. Если количество бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, в смеси составляет менее 5% масс., невозможно в достаточной мере улучшить экструдируемость. Если количество бутадиенового каучука, синтезированного с применением титанового катализатора, в смеси составляет более 30% масс., характеристики на мокром покрытии ухудшаются.

Бутадиен-стирольный каучук предпочтительно содержит бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации с содержанием винила предпочтительно не более 35% масс. и более предпочтительно от 10 до 35% масс. (в дальнейшем именуемый SBR с низким содержанием винила). В случае использования такого SBR с низким содержанием винила его количество в смеси предпочтительно составляет не менее 80% масс. и более предпочтительно от 80 до 95% масс. в описанном выше бутадиен-стирольном каучуке. Описанное выше добавление в смесь SBR с низким содержанием винила предоставляет такие преимущества, как превосходная экструдируемость, а также согласованное улучшение характеристик на мокром покрытии и уменьшение сопротивления качению. Если содержание винила в SBR с низким содержанием винила превышает 35% масс., характеристики на мокром покрытии ухудшаются. Если количество SBR с низким содержанием винила в смеси составляет меньше 80% масс., характеристики на мокром покрытии ухудшаются. Если помимо описанного выше SBR с низким содержанием винила в смеси содержится другой бутадиен-стирольный каучук, содержание в нем винила не имеет конкретных ограничений. Кроме того, в комбинации можно использовать несколько типов бутадиен-стирольного каучука, соответствующих описанному выше SBR с низким содержанием винила. В таком случае общее количество двух типов SBR с низким содержанием винила предпочтительно составляет не менее 80% масс. и более предпочтительно от 80 до 95% масс. Следует отметить, что содержание винила в бутадиен-стирольном каучуке измеряют с помощью инфракрасной спектроскопии (способа Хэмптона). Увеличение или уменьшение содержания винила в бутадиен-стирольном каучуке можно соответственно регулировать обычным способом, например, с помощью катализатора.

Каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения может содержать еще другой диеновый каучук, помимо описанного выше бутадиенового каучука и бутадиен-стирольного каучука. В качестве другого диенового каучука можно применять каучук, обычно используемый в каучуковой композиции для шины. Таким образом, другой диеновый каучук можно использовать отдельно или в виде свободно выбранной смеси.

В каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения наполнитель, содержащий углеродную сажу и кремнезем, всегда смешивают с описанным выше диеновым каучуком. В случае использования для получения наполнителя указанной смеси при изготовлении пневматической шины можно достичь высокой твердости каучука каучуковой композиции и обеспечить превосходную устойчивость рулевого управления. Наполнитель всегда содержит углеродную сажу и кремнезем, описанные выше, а также может содержать другие наполнители помимо углеродной сажи и кремнезема. Примеры других наполнителей - карбонат кальция, карбонат магния, тальк, глина, глинозем, гидроксид алюминия, оксид титана и сульфат кальция. Может быть использован только один из перечисленных других типов наполнителей или комбинация из двух или более перечисленных типов наполнителей.

В случае такого использования в смеси наполнителя общее количество углеродной сажи и кремнезема в смеси составляет от 70 до 130 весовых частей и предпочтительно от 80 до 120 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука, описанного выше. При общем количестве углеродной сажи и кремнезема в смеси менее 70 весовых частей твердость каучука уменьшается, при этом невозможно обеспечить надлежащую устойчивость рулевого управления. Если общее количество углеродной сажи и кремнезема в смеси составляет более 130 весовых частей, диспергируемость наполнителя в каучуке ухудшается и в результате усложняется обработка путем экструзии, что ведет к высокому сопротивлению качению. Количество углеродной сажи и кремнезема в смеси не имеет конкретных ограничений. Количество углеродной сажи в смеси предпочтительно составляет от 1 до 50 весовых частей, более предпочтительно - от 1 до 40 весовых частей. Количество кремнезема в смеси предпочтительно составляет от 20 до 129 весовых частей, более предпочтительно - от 40 до 119 весовых частей. В частности, задание количества кремнезема в смеси в описанных выше диапазонах предоставляет такие преимущества, как достижение превосходной экструдируемости, а также сопоставимое улучшение характеристик на мокром покрытии и уменьшение сопротивления качению.

В углеродной саже, используемой в варианте реализации настоящего изобретения, йодное число предпочтительно составляет не менее 100 г/кг и более предпочтительно - от 100 до 150 г/кг. Задание йодного числа углеродной сажи не менее 100 г/кг позволяет улучшить превосходные физические свойства каучуковой композиции, а также согласованным образом обеспечить устойчивость рулевого управления и плавность хода. Если йодное число углеродной сажи меньше 100 г/кг, невозможно обеспечить сопоставимую устойчивость рулевого управления и плавность хода. Следует отметить, что йодное число углеродной сажи представляет собой значение, измеренное в соответствии со стандартом JIS K 6217-1.

Примеры кремнезема, используемого в варианте осуществления настоящего изобретения, включают влажный кремнезем (водную кремниевую кислоту), сухой кремнезем (кремниевый ангидрид), силикат кальция и силикат алюминия. Кроме того, также можно использовать кремнезем с обработанной поверхностью, причем обработку поверхности проводят с применением силанового связывающего агента. Можно использовать только один из перечисленных типов или комбинацию из двух или более перечисленных типов. Особенно предпочтительным является комбинированное применение кремнезема двух типов с разной удельной площадью поверхности по методу БЭТ.

В случае применения кремнезема одного типа его удельная площадь поверхности по методу БЭТ предпочтительно составляет от 150 до 350 м²/г и более предпочтительно - от 150 до 300 м²/г. В случае использования кремнезема одного типа задание для кремнезема удельной площади поверхности по методу БЭТ для описанного выше диапазона предоставляет такие преимущества как достижение превосходной экструдируемости, а также улучшение характеристик на мокром покрытии и уменьшение сопротивления качению. В этом случае, если удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема меньше 150 м²/г, характеристики на мокром покрытии ухудшаются. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема больше 300 м²/г, ухудшается топливная экономичность.

Если в комбинации используют кремнезем двух типов с различной удельной площадью поверхности по методу БЭТ, для кремнезема одного типа предпочтительно задать удельную площадь поверхности по методу БЭТ от 150 до 200 м²/г и более предпочтительно - от 150 до 185 м²/г. Кроме того, для кремнезема другого типа предпочтительно задать удельную площадь поверхности по методу БЭТ не менее 200 м²/г и более предпочтительно - от 200 до 300 м²/г. Кроме того, разность между значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ двух типов кремнезема предпочтительно составляет от 5 до 90 м²/г и более предпочтительно - от 15 до 75 м²/г. Задание для кремнезема двух типов значений удельной площади поверхности по методу БЭТ для описанных выше диапазонов предоставляет такие преимущества, как превосходная экструдируемость, а также сопоставимое улучшение характеристик на мокром покрытии и уменьшение сопротивления качению. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема одного типа (с относительно меньшей удельной площадью поверхности по методу БЭТ) составляет менее 150 м²/г, характеристики на мокром покрытии ухудшаются. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ одного из используемых типов кремнезема (с относительно меньшей удельной площадью поверхности по методу БЭТ) составляет более 200 м²/г, ухудшается топливная экономичность. Если удельная площадь поверхности по методу БЭТ кремнезема другого типа (с относительно большей удельной площадью поверхности по методу БЭТ) составляет менее 200 м²/г, характеристики на мокром покрытии ухудшаются.

В случае когда в комбинации используется кремнезем двух типов с разными значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ, в смеси с отношением A:B количество А кремнезема одного типа (с относительно меньшей удельной площадью поверхности по методу БЭТ) относительно количества B кремнезема другого типа (с относительно большей удельной площадью поверхности по методу БЭТ) составляет предпочтительно от 99:1 до 55:45 и более предпочтительно - от 95:5 до 65:35. Описанное выше сбалансированное использование в комбинации кремнезема двух типов позволяет еще больше повысить эффективность.

При смешивании кремнезема, как описано выше, предпочтительно вместе с ним используют силановый связывающий агент. Силановый связывающий агент может улучшать диспергируемость кремнезема. Количество силанового связывающего агента в смеси предпочтительно составляет от 4% масс. до 20% масс., более предпочтительно от 4% масс. до 16% масс. и еще более предпочтительно от 5% масс. до 15% масс. от количества кремнезема в смеси. Если количество силанового связывающего агента в смеси составляет менее 4% масс., диспергируемость кремнезема не может быть надлежащим образом улучшена. Если количество силанового связывающего агента в смеси составляет более 20% масс., каучуковая композиция обычно преждевременно затвердевает и технологическая пригодность для обработки путем формования, как правило, ухудшается.

Силановый связывающий агент не имеет конкретных ограничений при условии, что он представляет собой силановый связывающий агент, который может быть использован для каучуковых композиций для шины. Его примеры включают серосодержащие силановые связывающие агенты, такие как бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфид, 3-триметоксисилилпропил бензотиазол тетрасульфид, γ-меркаптопропил триэтоксисилан и 3-октаноилтиопропил триэтоксисилан. Среди них предпочтительным является силановый связывающий агент, имеющий меркаптогруппу, при использовании которого может быть повышена аффинность к кремнезему и улучшена диспергируемость. Один тип этих силановых связывающих агентов может быть примешан отдельно, или может быть примешана комбинация из множества их типов.

В каучуковой композиции для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения масло можно смешивать с описанным выше диеновым каучуком. Примеры масла включают натуральные масла, синтетические масла и масла, добавляемые во время получения каучуковой композиции, такие как пластификаторы. При примешивании масла, как описано выше, его количество в смеси определяют как общее количество масла, добавленного в процессе приготовления, и масляного компонента для наполнения каучука, содержащегося в диеновом каучуке (в дальнейшем именуемого общим количеством масляного компонента). В частности, общее количество масляного компонента составляет не более 45% и предпочтительно от 20 до 40% от общего количества углеродной сажи и кремнезема в смеси. Добавление достаточного количества масла, как описано выше, позволяет обеспечить сопоставимые и сбалансированные характеристики на мокром покрытии, низкое сопротивление качению, а также надлежащую экструдируемость. При общем количестве масляного компонента более 45% твердость каучука снижается и ухудшаются характеристики на сухом покрытии (в частности, устойчивость рулевого управления на сухих дорожных покрытиях). Следует отметить, что количество масла в смеси, отличного от масляного компонента для наполнения каучука, содержащегося в диеновом каучуке (масла, добавленного при получении каучуковой композиции), может быть задано равным, например, от 5 до 20 весовых частей на 100 весовых частей диенового каучука.

Каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения также может содержать различные добавки, обычно используемые в каучуковой композиции для шины, в диапазоне, который не влияет на достижение задачи настоящего изобретения. Их примеры включают агент для вулканизации или сшивающий агент, ускоритель вулканизации, реагент, предотвращающий старение, пластификатор, технологическую добавку, жидкий полимер, терпеновую смолу и термоотверждающуюся смолу. Эти добавки могут быть примешаны любым общеизвестным способом для образования каучуковой композиции и могут использоваться для вулканизации или сшивания. Количества данных добавок в смеси могут соответствовать любому их известному количеству при условии, что это не препятствует достижению задачи настоящего изобретения.

Каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечивает превосходные характеристики на мокром покрытии и низкое сопротивление качению и демонстрирует великолепную экструдируемость при производстве, как описано выше. Таким образом, каучуковая композиция для шины, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, может быть соответствующим образом использована для образования участка протектора пневматической шины (в частности, летней шины). Пневматическая шина, в которой используется каучуковая композиция для шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения на участке протектора, демонстрирует превосходные характеристики на мокром покрытии и высокую топливную экономичность благодаря описанным выше физическим свойствам каучука.

Вариант осуществления настоящего изобретения будет дополнительно описан ниже на примерах, но объем варианта осуществления настоящего изобретения не ограничен представленными примерами.

Примеры

Каждая из каучуковых композиций для шины (стандартный пример 1, сравнительные примеры 1-6 и примеры 1-12) приготовлена в соответствии с составами, приведенными в таблицах 1 и 2, с компаундирующими агентами, приведенными в таблице 3 и используемыми в качестве общих компонентов. Компоненты, за исключением серы и ускорителя вулканизации, замешивали в закрытом смесителе Бенбери объемом 1,7 л в течение 5 минут, а затем выгружали из смесителя и охлаждали до комнатной температуры. Смесь помещали в закрытый смеситель Бенбери объемом 1,7 л, затем добавляли серу и ускорители вулканизации и перемешивали, получая таким образом каучуковую композицию для шины.

Следует отметить, что в строках SBR1, SBR2, SBR3 в таблицах 1 и 2 чистое введенное в смесь количество, за исключением количества масляного компонента для наполнения каучука, указано в скобках в дополнение к введенному в смесь количеству продукта. Параметр «Общее количество наполнителя» в таблицах 1 и 2 представляет собой общее количество введенной в смесь углеродной сажи и количество введенного в смесь кремнезема.

Экструдируемость полученной каучуковой композиции для шины оценивали описанным ниже способом. Кроме того, пневматическую шину (размер шины - 225/45R18) формовали в вулканизационной форме с использованием полученной каучуковой композиции для шины в протекторной резине, а характеристики на мокром покрытии и топливная экономичность оценивали описанными ниже способами.

Экструдируемость

Используя каждую из каучуковых композиций для шины, получали экструзионный образец с помощью мундштука Гарви в соответствии со стандартом ASTM D 2230-77 и визуально наблюдали внешний вид экструдированного образца (резкость края и гладкость текстуры поверхности). Если на наружном виде не были обнаружены дефекты, результат оценки определяли как «удв.», а в случае возникновения проблем, таких как краевой разрыв и подгорание, результат оценки определяли как «неудв.».

Характеристики на мокром покрытии

Полученную пневматическую шину устанавливали на стандартный диск (размер диска - 225/45R18) накачивали до давления воздуха 250 кПа, устанавливали на испытательное транспортное средство и проезжали по мокрому дорожному покрытию, измеряя тормозной путь во время торможения с начальной скоростью 40 км/ч. Результаты оценки выражают в виде индексных значений с использованием значений, обратных значениям измерений, при этом результатам типового примера 1 присваивали индекс 100. Большее индексное значение указывает на более короткий тормозной путь и превосходные характеристики на мокром покрытии.

Топливная экономичность

Каждую из испытываемых шин устанавливали на колесе с диском размера 225/45R18. Сопротивление качению измеряли в соответствии с ISO 28580 с использованием установки для испытания барабанов с диаметром барабана 1707,6 мм при давлении воздуха 250 кПа, нагрузке 4,8 кН на скорости 80 км/ч. Результаты оценки выражают в виде индексных значений с использованием значений, обратных значениям измерений, при этом результатам типового примера 1 присваивали индекс 100. Большее индексное значение указывает на более низкое сопротивление качению и превосходную топливную экономичность.

Таблица 1 Стандартный пример Пример Сравнительный пример Сравнительный пример Сравнительный пример Сравнительный пример Сравнительный пример Сравнительный пример Пример Пример 1 1 1 2 3 4 5 6 2 3 SBR 1 Частей по массе 90 78 116 90 90 90 90 100 72 (75) (65) (97) (75) (75) (75) (75) (80) (60) SBR 2 Частей по массе 25 (20) SBR 3 Частей по массе 110 (80) BR1 Частей по массе 25 35 3 25 25 20 20 BR2 Частей по массе 20 25 BR3 Частей по массе 25 CB Частей по массе 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Кремне- зем 1 Частей по массе 70 115 115 115 60 135 115 115 80 115 Кремне- зем 2 Частей по массе 20 Кремне- зем 3 Частей по массе Общее количе- ство наполни- теля Частей по массе 80 120 120 120 65 140 120 120 105 120 Связыва- ющий агент Частей по массе 6 9 9 9 5 11 9 9 8 9 Аромати- ческое масло Частей по массе 15 20 20 20 20 20 20 20 15 20 Характе- ристики на мокром покрытии Индекс- ное значение 100 104 85 110 87 109 104 104 109 106 Топлив- ная экономич- ность Индекс- ное значение 100 100 105 85 102 91 100 100 101 100 Экструди руемость Удв. Удв. Неудв. Удв. Удв. Неудв. Неудв. Неудв. Удв. Удв.

Таблица 2 Пример Пример Пример Пример Пример Пример Пример Пример Пример 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SBR 1 Частей по массе 90 90 66 114 84 90 90 90 90 (75) (75) (55) (95) (70) (75) (75) (75) (75) SBR 2 Частей по массе SBR 3 Частей по массе 27,5 (20) BR1 Частей по массе 25 25 25 5 30 25 25 25 25 BR2 Частей по массе BR3 Частей по массе CB Частей по массе 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Кремнезем 1 Частей по массе 75 90 115 115 115 65 80 Кремнезем 2 Частей по массе 80 Кремнезем 3 Частей по массе 115 20 20 Общее количество наполнителя Частей по массе 80 95 120 120 120 70 120 105 105 Связывающий агент Частей по массе 6 7 9 9 9 5 9 8 8 Ароматическое масло Частей по массе 10 15 20 20 20 15 25 15 15 Характеристики на мокром покрытии Индексное значение 100 102 101 112 100 100 100 101 104 Топливная экономичность Индексное значение 105 103 100 100 103 104 111 105 100 Экструдируемость Удв. Удв. Удв. Удв. Удв. Удв. Удв. Удв. Удв.

Таблица 3 Количество в смеси Технологическая добавка Частей по массе 2 Реагент, предотвращающий старение Частей по массе 2 Воск Частей по массе 2 Оксид цинка Частей по массе 3 Стеариновая кислота Частей по массе 1 Ускоритель вулканизации Частей по массе 3 Сера Частей по массе 2

Ниже описаны типы сырья, использованного согласно таблицам 1-3.

SBR1: бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации NIPOL NS560, производимый компанией Zeon Corporation (содержание стирола: 41% масс.; содержание винила: 31% масс.; продукт с масляным компонентом для наполнения каучука, содержащий 20% масс. масла на 100 весовых частей каучукового компонента)

SBR2: бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации, NIPOL NS540, производимый компанией Zeon Corporation (содержание стирола: 42% масс.; содержание винила: 29% масс.; продукт с масляным компонентом для наполнения каучука, содержащий 25% масс. масла на 100 весовых частей каучукового компонента)

SBR3: бутадиен-стирольный каучук растворной полимеризации, TUFDENE F3420, производимый компанией Asahi Kasei Corporation (содержание стирола: 36% масс.; содержание винила: 41% масс.; продукт с масляным компонентом для наполнения каучука, содержащий 25% масс. масла на 100 весовых частей каучукового компонента)

BR1: бутадиеновый каучук, синтезированный с применением титанового катализатора, BR-1203 Ti, производимый компанией ОАО «ВОРОНЕЖСИНТЕЗКАУЧУК»

BR2: бутадиеновый каучук, синтезированный с применением неодимового катализатора, BR-1243 Nd, производимый компанией ОАО «ВОРОНЕЖСИНТЕЗКАУЧУК»

BR3: бутадиеновый каучук, синтезированный с применением кобальтового катализатора; NIPOL BR 1220, производимый компанией Zeon Corporation

CB: углеродная сажа VULCAN 7HJ, производимая компанией Cabot Japan K.K.

Кремнезем 1: ULTRASIL 7000 GR, поставляемый компанией Evonik Industries AG (удельная площадь поверхности по БЭТ - 160 м²/г)

Кремнезем 2: ZEOSIL PREMIUM 200MP, производимый компанией Solvay (удельная площадь поверхности по методу БЭТ - 210 м²/г)

Кремнезем 3: ZEOSIL 1165MP, поставляемый компанией Evonik Industries AG (удельная площадь поверхности по БЭТ - 115 м²/г)

Ароматическое масло: VivaTec 500, поставляемое компанией Klaus Dahleke GmbH & Co. KG

Технологическая добавка: Struktol A50P, производимая компанией Struktol Corp.

Агент, предотвращающий старение: VULKANOX 4020, поставляемый компанией Lanxess AG

Воск: OZOACE-0015A, производимый компанией Nippon Seiro Co., Ltd.

Связывающий агент: силановый связывающий агент si69, поставляемый компанией Evonik Industries AG

Оксид цинка: оксид цинка, поставляемый компанией ZM Silesia S.A.

Стеариновая кислота: PALMAC 1600, поставляемая компанией IOI Aidchem Sdn Bhd

Ускоритель вулканизации: Soxinol D-G (DPG), производимый компанией Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Сера: промасленная сера, поставляемая компанией Hosoi Chemical Industry Co., Ltd.

Как можно видеть из таблицы 1, каучуковая композиция, согласно примерам 1-12, продемонстрировала превосходную экструдируемость, улучшение характеристик на мокром покрытии и топливной экономичности до значений, равных или превышающих значения для стандартного примера 1, и эти характеристики обеспечивались с высокой степенью сопоставимости.

С другой стороны, использование в сравнительном примере 1 большого количества бутадиенового каучука в смеси привело к ухудшению характеристик на мокром покрытии и экструдируемости. Использование в сравнительном примере 2 небольшого количества натурального каучука в смеси привело к ухудшению топливной экономичности. Так как в сравнительном примере 3 использовали небольшое количество кремнезема в смеси и, таким образом, общее количество наполнителя (общее количество углеродной сажи и кремнезема в смеси) было малым, характеристики на мокром покрытии ухудшались. Поскольку сравнительный пример 4 характеризовался большим количеством кремнезема в смеси и, соответственно, большим общим количеством наполнителя (общее количество углеродной сажи и кремнезема в смеси), характеристики на снегу и экструдируемость ухудшались. С другой стороны, поскольку в сравнительном примере 5 использовали бутадиеновый каучук с другим катализатором (BR2, синтезированный с применением неодимового катализатора), экструдируемость ухудшалась. Поскольку в сравнительном примере 6 использовали бутадиеновый каучук с другим катализатором (BR3, синтезированный с применением кобальтового катализатора), экструдируемость ухудшалась.

Изобретение относится к каучуковой композиции для шины, которая предназначена для использования на участке протектора пневматической шины. Описана каучуковая композиция для шины, содержащая: 100 мас.ч каучукового компонента, содержащего не менее 70 мас.ч бутадиен-стирольного каучука и от 5 мас.ч до 30 мас.ч бутадиенового каучука, синтезируемого с применением титанового катализатора, и наполнитель, содержащий углеродную сажу и кремнезем, причем наполнитель смешан с каучуковым компонентом в отношении от 70 до 130 мас.ч общего количества углеродной сажи и кремнезема на 100 мас.ч каучукового компонента. При этом кремнезем содержит кремнезем двух типов с разными значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ, причем отношение A:B, где А – количество в смеси кремнезема с удельной площадью поверхности по методу БЭТ самое большое 200 м²/г, и В - количество в смеси кремнезема с удельной площадью поверхности по методу БЭТ, по меньшей мере, 200 м²/г, составляет от 99:1 до 55:45, и разница между удельными площадями поверхности по методу БЭТ кремнеземов двух типов составляет от 5 м²/г до 90 м²/г. Описана также пневматическая шина, содержащая каучуковую композицию для шины на участке протектора. Технический результат – обеспечение каучуковой композиции, способной обеспечить превосходную экструдируемость, а также улучшить характеристики шин на мокром покрытии и уменьшить сопротивление качению. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл. 18 пр.

1. Каучуковая композиция для шины, содержащая: 100 мас.ч каучукового компонента, содержащего не менее 70 мас.ч бутадиен-стирольного каучука и от 5 мас.ч до 30 мас.ч бутадиенового каучука, синтезируемого с применением титанового катализатора; и наполнитель, содержащий углеродную сажу и кремнезем, причем наполнитель смешан с каучуковым компонентом в отношении от 70 до 130 мас.ч общего количества углеродной сажи и кремнезема на 100 мас.ч каучукового компонента,

при этом кремнезем содержит кремнезем двух типов с разными значениями удельной площади поверхности по методу БЭТ, причем отношение A:B, где А – количество в смеси кремнезема с удельной площадью поверхности по методу БЭТ самое большое 200 м²/г, и В - количество в смеси кремнезема с удельной площадью поверхности по методу БЭТ, по меньшей мере, 200 м²/г, составляет от 99:1 до 55:45, и разница между удельными площадями поверхности по методу БЭТ кремнеземов двух типов составляет от 5 м²/г до 90 м²/г.

2. Каучуковая композиция для шины по п. 1, в которой стирол-бутадиеновый каучук содержит не менее 80 мас.% полимеризованного в растворе стирол-бутадиенового каучука с содержанием винила не более 35 мас.%.

3. Пневматическая шина, содержащая каучуковую композицию для шины по п. 1 или 2 на участке протектора.