Резиновая смесь и шина, функционирующая в спущенном состоянии, в которой использована указанная смесь
Изобретение относится к резиновой промышленности и касается резиновой смеси для шин, функционирующих в спущенном состоянии. Шину, функционирующую в спущенном состоянии, получают из резиновой смеси, включающей каучуковый компонент, содержащий бутадиенстирольный каучук, включающий от 5 до 60% мас. синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, и натуральный каучук и/или полиизопреновый каучук. Резиновая смесь содержит сажу, серу или соединения серы. Резиновая смесь предпочтительно содержит нефтяную смолу на основе С5-углеводородов, имеющую среднечисленную молекулярную массу от 300 до 10000, которая получена полимеризацией нефтяных углеводородов на основе С5-углеводородов, в количестве от 0,5 до 10 мас. частей на 100 мас. частей каучукового компонента. Техническим результатом является повышенная износостойкость после прокола, повышенная длина пробега и скорость. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Основанием для настоящей непредварительной заявки служит Японская патентная заявка №JP2007-194268, поданная в Патентное Ведомство Японии 26 июля 2007, содержание которой полностью включено в настоящее описание путем ссылки.
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси, предназначенной для усиления боковой части шины, повышающей характеристики шины в спущенном состоянии, и к шине, функционирующей в спущенном состоянии, в которой использована резиновая смесь.
Конструкция традиционной шины, функционирующей в спущенном состоянии, включает высокотвердую резину для усиления боковой части, расположенную на внутренней стороне боковины шины, которая позволяет транспортному средству проехать определенное расстояние до станции технического обслуживания на колесе, внутреннее давление в котором спущено из-за прокола. Наличие такой шины, функционирующей в спущенном состоянии, позволяет обходиться без запасного колеса, и, таким образом, позволяет снизить общую предполагаемую массу транспортного средства. Тем не менее, скорость и длина пробега шины, функционирующей после прокола а спущенном состоянии, часто оказываются неудовлетворительными: таким образом, необходимо создание более долговечных (износостойких) шин, функционирующих в спущенном состоянии.
Примеры эффективных средств, способных повышать долговечность шины, функционирующей в спущенном состоянии, включают способ, при котором слой резины, применяемый для усиления, утолщают таким образом, что это усиление способно выдерживать деформацию и, таким образом, предотвращать разрыв шины в результате деформации. Однако при этом увеличивается масса шины, функционирующей в спущенном состоянии, и, следовательно, не выполняется условие снижения общей массы.
Кроме того, примеры эффективных средств для улучшения износостойкости шин, функционирующих в спущенном состоянии, включают способ, при котором увеличивают количество усиливающих наполнителей, таких как сажа, и наполнители добавляют, чтобы увеличить твердость резины для усиления и, таким образом, сдерживать деформацию. Однако при таком способе не следует ожидать существенного увеличения износостойкости шин, функционирующих в спущенном состоянии, из-за большой силовой нагрузки, например, во время вымешивания и экструзии и из-за увеличения экзотермичности физических свойств материала после вулканизации.
Для увеличения износостойкости шины, функционирующей в спущенном состоянии, были предприняты попытки увеличить количество вулканизирующего агента и ускорителя вулканизации без увеличения количества сажи. Такая методика может повысить плотность вулканизации для ограничения деформации и экзотермического нагрева; однако при этом снижается относительное удлинение резины, что приводит к тенденции уменьшения прочности на разрыв. С другой стороны, была также предложена методика, при которой в боковину шины вводят природный слоистый минерал, например слюду. Однако, поскольку резиновая смесь должна обладать сопротивлением к разрушению при изгибе, природного слоистого минерала оказывается недостаточно для сопротивления нагрузке, поскольку он имеет низкую твердость, хотя его используют для усиления боковины шины.
С другой стороны, в опубликованной Японской патентной заявке №2006-124503 описана резиновая смесь, содержащая полибутадиеновый каучук, включающий от 2,5 до 20% масс. синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, используемая в качестве резиновой смеси для основы протектора шины.
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси для усиления боковой части шины, функционирующей в спущенном состоянии, имеющей низкие экзотермические показатели и высокую прочность, и, в частности, изобретение предоставляет шину, функционирующую в спущенном состоянии, в которой использована смесь для боковой части шины, повышающая износостойкость после прокола шины и увеличивающая скорость и длину пробега шины в указанном состоянии.
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси, включающей каучуковый компонент, содержащий от 20 до 80% масс. бутадиенстирольного каучука, включающего от 5 до 60% масс. синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, от 10 до 80% натурального каучука и/или полиизопренового каучука, и сажу в количестве от 10 до 80 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента.
Резиновая смесь предпочтительно содержит нефтяную смолу на основе С5-углеводородов, имеющую среднечисленную молекулярную массу от 300 до 10000, полученную полимеризацией нефтяных углеводородов на основе С5-углеводородов, в количестве от 0,5 до 10 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента.
Настоящее изобретение относится к шине, функционирующей в спущенном состоянии, включающей усиливающий слой боковой части и наполнитель борта, выполненные из вышеуказанной резиновой смеси. При этом динамические вязкоупругие свойства резиновой смеси предпочтительно удовлетворяют следующему отношению:
Е''/(Е*)2≤7,0×10-9 Па-1.
В соответствии с настоящим изобретением, для получения резиновой смеси с низкими экзотермическими показателями и высокой прочностью используют каучуковый компонент, содержащий от 20 до 80% масс. бутадиенстирольного каучука, включающего от 5 до 60% масс. синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, от 10 до 80% натурального каучука и/или полиизопренового каучука. Полученную резиновую смесь используют для приготовления резиновой смеси, предназначенной для усиления боковой части шины, функционирующей в спущенном состоянии, с целью изготовления шины, функционирующей в спущенном состоянии, имеющей отличную износостойкость при пробеге после прокола, т.е. отличные характеристики в спущенном состоянии.
Нижеследующее подробное описание настоящего изобретения в сочетании с рассмотрением сопроводительных чертежей предназначено для лучшего понимания вышеуказанных и других целей, признаков, аспектов и преимуществ настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 изображена правая половина поперечного сечения шины, функционирующей в спущенном состоянии, предлагаемой согласно настоящему изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси для изготовления шин, включающей каучуковый компонент, содержащий от 20 до 80% масс. бутадиенстирольного каучука, включающего от 5 до 60% масс. синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, от 10 до 80% натурального каучука и/или полиизопренового каучука, и сажу в количестве от 10 до 80 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента.
Каучуковый компонент
В соответствии с настоящим изобретением, содержание натурального каучука (НК) и/или полиизопренового каучука (ИК) в каучуковом компоненте предпочтительно составляет от 10 до 80% масс. Если содержание натурального каучука (НК) и/или полиизопренового каучука (ИК) составляет менее 10% масс., то относительное удлинение резиновой смеси оказывается невысоким и производительность может снижаться. С другой стороны, если содержание каучукового компонента превышает 80% масс., каучук разрушается под действием тепла, выделяющегося при экзотермических процессах, происходящих при эксплуатации шины в спущенном состоянии, и характеристики шины в спущенном состоянии могут ухудшаться.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, бутадиенстирольный каучук (далее обозначаемый «БСК»), включающий синдиотактический кристаллический 1,2-полибутадиен (далее именуемый «кристаллический СПБ») включает кристаллический СПБ в количестве, составляющем от 5 до 60% масс., предпочтительно, от 10 до 40% масс. Содержание кристаллического СПБ, составляющее менее 5% масс., нежелательно, так как это приводит к недостаточной прочности. С другой стороны, содержание кристаллического СПБ, превышающее 60% масс., нежелательно, так как это снижает показатели технологичности при обработке. Содержание БСК, включающего кристаллический СПБ, в каучуковом компоненте составляет от 20 до 80% масс., и, предпочтительно, от 30 до 70% масс. Если содержание БСК, включающего кристаллический СПБ, составляет менее 20% масс., то жесткость резиновой смеси не может быть улучшена; с другой стороны, если содержание БСК, включающего кристаллический СПБ, превышает 80% масс., то снижается относительное удлинение, что приводит к ухудшению свойств шины в спущенном состоянии.
Можно привести следующий пример приготовления БСК, включающего кристаллический СПБ: 1,3-бутадиен растворяют в органическом растворителе, например гексане, и добавляют БСК, который по существу растворяется в полученном растворе. Раствор подвергают реакции при определенной температуре с использованием в качестве катализаторов полимеризации, например, триэтилалюминий, раствор октилата кобальта и дисульфид углерода, после чего сушат при пониженном давлении, получая БСК, включающий кристаллический СПБ. Например, один из способов получения указанного материала описан в патентной публикации США №5283294.
Содержание указанного кристаллического СПБ может быть измерено исходя из коэффициента остаточного извлечения, когда кристаллическое вещество экстрагируют н-гексаном в экстракторе Сокслета.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, в качестве каучукового компонента дополнительно применяют полибутадиеновый каучук (БК), синдиотактический 1,2-полибутадиеновый каучук (1,2БК), сополимерный бутадиенстирольный каучук (БСК), сополимерный акрилонитрил-бутадиеновый каучук (НБК), хлоропреновый каучук (ХК), сополимерный бутадиен-изопрен-стирольный каучук (ИБСК), сополимерный изопрен-стирольный каучук, сополимерный изопрен-бутадиеновый каучук и подобные им вещества. Предпочтительно, один или несколько компонентов подобного типа вводят в количестве 20% масс. или менее от массы каучукового компонента.
Нефтяная смола на основе С5-углеводородов
В состав резиновой смеси, предлагаемой согласно настоящему изобретению, вводят от 0,5 до 10 масс. нефтяной смолы на основе С5-углеводородов, имеющей среднечисленную молекулярную массу от 300 до 10000. Указанную нефтяную смолу на основе С5-углеводородов получают полимеризацией нефтяных углеводородов, включающих 5 атомов углерода.
Среднечисленная молекулярная масса нефтяной смолы на основе С5-углеводородов предпочтительно составляет от 600 до 2000, и предпочтительно вводимое в смесь количество такой смолы составляет от 1,0 до 8,0 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента. Если количество нефтяной смолы на основе С5-углеводородов в смеси составляет менее 0,5 масс. частей, то улучшение свойств шины в спущенном состоянии не реализуется в должной степени. С другой стороны, если количество нефтяной смолы на основе С5-углеводородов в смеси превышает 10 масс. частей, то резиновая смесь размягчается и усиливаются экзотермические процессы, происходящие при эксплуатации шины в спущенном состоянии.
Нефтяной углеводород, включающий 5 атомов углерода, представляет собой нефтяную фракцию на основе С5-углеводородов. Примеры таких углеводородов включают диолефины, например, изопрен, 1,3-пентадиен, дициклопентадиен и пиперилен, и моноолефины, например, 2-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен и циклопентен.
Кроме того, нефтяная смола на основе С5-углеводородов включает модификатор, содержащий 50% масс. ароматических олефинов, например, стирола, o-метилстирола, п-метилстирола, п-трет-бутилстирола, 1,3-диметилстирола, α-метилстирола, винилнафталина и винилантрацена. Примеры коммерчески доступных нефтяных смол на основе С5-углеводородов включают KRATON (изготовляет Zeon Corporation), MARUKAREZ (изготовляет Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), ARKON (изготовляет Arakawa Chemical Industries, Ltd.) и подобные им продукты.
Сажа
Тип сажи, применяемой согласно настоящему изобретению, не ограничен каким-либо особым видом; такая сажа представляет собой газовую сажу, например, FEF и FPF, и ее добавляют с целью поддержания низкого тепловыделения при экзотермических процессах. Например, удельная поверхность, измеренная из адсорбции азота (N2УП), у такой сажи составляет 30 м2/г или более, предпочтительно, 35 м2/г или более. Если N2УП составляет менее 30 м2/г, то усиленная часть быстро изнашивается, не позволяя достичь требуемой износостойкости. Кроме того, N2УП сажи составляет 100 м2/г или менее, предпочтительно, 80 м2/г или менее, и, более предпочтительно, 60 м2/г. Если N2УП превышает 100 м2/г, то увеличивается тепловыделение при экзотермических процессах.
Масляная адсорбция по дибутилфталату (ДБФ) сажи составляет 50 мл/100 г или более, и, предпочтительно, 80 мл/100 г или более. Если масляная адсорбция по ДБФ составляет менее 50 мл/100 г, то трудно достичь достаточного усиления.
Содержание сажи составляет 10 масс. частей или более, предпочтительно, 20 масс. частей или более, и, более предпочтительно, 30 масс. частей или более на 100 масс. частей каучукового компонента. Если содержание сажи составляет менее 10 масс. частей, не получают достаточной прочности резины. Кроме того, содержание сажи составляет 80 масс. частей или менее, предпочтительно, 70 масс. частей или менее, и, более предпочтительно, 60 масс. частей или менее. Если содержание сажи превышает 80 масс. частей, то увеличивается вязкость смеси, что затрудняет вымешивание и экструзию смеси, и кроме того, увеличивается тепловыделение при функционировании шины в спущенном состоянии.
Компонент смеси
Для того, чтобы ограничить поверхностное осаждение серы, сера или соединение серы, используемое для приготовления резиновой смеси, предлагаемой согласно настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой нерастворимую серу. Средняя молекулярная масса нерастворимой серы предпочтительно составляет 10000 или более, и особенно предпочтительно, 100000 или более, и предпочтительно, 500000 или менее, и особенно предпочтительно, 300000 или менее. Если средняя молекулярная масса нерастворимой серы составляет менее 10000, то легко происходит низкотемпературное разложение и усиливается тенденция к поверхностному осаждению. С другой стороны, если средняя молекулярная масса превышает 500000, может понижаться диспергируемость в резине.
Количество серы или соединения серы в смеси предпочтительно составляет 2 масс. части или более, более предпочтительно, 3 масс. части или более, и предпочтительно, 10 масс. частей или менее, и более предпочтительно, 8 масс. частей или менее. Если содержание серы или соединения серы составляет менее 2 масс. частей, трудно достичь необходимой твердости материала; если же содержание серы или соединения серы превышает 10 масс. частей, может снижаться стабильность невулканизированной резины при хранении.
Кроме того, резиновая смесь, предназначенная для усиления боковой части, предлагаемая согласно настоящему изобретению, может содержать оксид цинка, воск, стеариновую кислоту, масло, антиоксидант, ускоритель вулканизации и подобные им вещества, применяемые для получения обычных резиновых смесей, если они не оказывают отрицательного влияния на преимущества настоящего изобретения.
При использовании вышеуказанного ускорителя вулканизации, в качестве ускорителя замедленной вулканизации наиболее часто используют, например, ускоритель на основе сульфенамида, поскольку ускоритель на основе сульфенамида обычно не вызывает подгорания резиновой смеси во время ее изготовления и имеет прекрасные вулканизующие свойства. Кроме того, изготовление резиновой смеси с использованием ускорителя на основе сульфенамида увеличивает износостойкость шины в спущенном состоянии, так как экзотермические процессы, протекающие в вулканизованной резине под действием внешних деформирующих сил, невелики.
Примеры ускорителей на основе сульфенамида включают ТББС (N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид), ЦБС (N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид), ДЦБС (N,N'-дициклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид) и подобные им вещества. Примеры других ускорителей вулканизации включают МБТ (меркаптобензотиазол), ДБТС (дибензотиазилдисульфид), ДФГ (дифенилгуанидин) и подобные им вещества.
Усиливающий агент
Для приготовления резиновой смеси, предлагаемой согласно настоящему изобретению, можно использовать диоксид кремния, обычно применяемый для этой цели. Примеры усиливающего наполнителя включают белую сажу сухого способа, белую сажу мокрого способа, коллоидный оксид кремния и подобные вещества, применяемые в качестве усиливающих наполнителей. Предпочтительным из указанных веществ является белая сажа мокрого способа, содержащая в качестве основного компонента водную кремниевую кислоту.
В соответствии с настоящим изобретением, в смесь также может быть введен слоистый природный минерал, например, слюда, каолинит, серицит, флогопит и мусковит. В этом случае, для увеличения твердости резины аспектное отношение (отношение максимального диаметра к толщине) слоистого природного минерала предпочтительно составляет 3 или более. Для этого удобно использовать вышеуказанные природные минералы, средний диаметр частиц которых составляет 2 мкм или более и 30 мкм или менее. Количество указанного минерала в смеси составляет от 5 до 120 масс. частей на 100 масс. частей каучукового компонента.
В соответствии с настоящим изобретением, в сочетании с вышеуказанным диоксидом кремния или вышеуказанным слоистым минералом может быть добавлен силановый связующий агент. Примеры силанового связующего агента включают бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфид, бис(2-триэтоксисилилпропил)тетрасульфид, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, 2-меркаптоэтилтриметоксисилан и подобные им соединения. Количество силанового связующего агента, вводимого в смесь, составляет от 2 до 20 масс. частей на 100 масс. частей диоксида кремния и/или слоистого природного минерала.
Вязкоупругие характеристики резиновой смеси
Модуль потерь энергии при эластичной деформации (мнимая часть модуля упругости) (loss elastic modulus) (E'') и комплексный модуль упругости (Е*) резиновой смеси предпочтительно удовлетворяют следующему соотношению:
Е''/(Е*)2≤7,0×10-9 Па-1
В частности, предпочтительно Е''/(Е*)2≤6,0×10-9 Па-1. Если Е''/(Е*)2 превышает Е''/(Е*)2≤7,0×10-9 Па-1, то возможно увеличение тепловыделения при деформации во время эксплуатации спущенной шины, что способствует тепловому разрушению шины, приводящему к разрыву.
Шина, функционирующая в спущенном состоянии
Резиновую смесь, предлагаемую согласно настоящему изобретению, применяют для изготовления усиливающего слоя боковой части или наполнителя борта шины, функционирующей в спущенном состоянии. Таким образом, резина для усиливающего слоя боковой части представляет собой слой резины, расположенный на внутренней части боковины шины, функционирующей в спущенном состоянии, а наполнитель борта представляет собой слой резины, располагающийся от верхней части бортового кольца в направлении боковины. Присутствие усиливающего слоя боковой части и/или наполнителя борта в шине, функционирующей в спущенном состоянии, позволяет шине поддерживать транспортное средство, не смещаясь с обода колеса даже при спущенном внутреннем давлении, т.е. такая шина обладает высокой износостойкостью в спущенном состоянии.
На Фиг.1 изображена правая половина поперечного сечения шины 1, функционирующей в спущенном состоянии, предлагаемой согласно настоящему изобретению. На Фиг.1 шина 1, функционирующая в спущенном состоянии, снабжена каркасом 3 тороидальной формы, соединенным с парой бортовых колец 2, причем оба края каркаса обернуты вокруг указанных колец; брекером 4, расположенным снаружи короны каркаса 3, например, двухслойным брекером, в котором корды расположены под углом от 5 до 30° в направлении окружности шины, расположенным таким образом, что корды пересекаются; и протектором 5, расположенным снаружи брекера 4. Далее, между каркасом 3 и боковиной внутри боковой части расположен усиливающий слой 6 боковой части, толщина которого уменьшается от середины боковины в обоих направлениях. Кроме того, наполнитель 7 борта, изготовленный из твердой резины, расположен от верхней части бортового кольца 2 в направлении к боковине. В соответствии с настоящим изобретением, вышеуказанную специальную резиновую смесь используют для изготовления вышеуказанного усиливающего слоя боковой части.
На Фиг.1 усиливающий слой 6 боковой зоны расположен на внешней стороне каркаса 3, но он также может быть расположен и на внутренней стороне каркаса 3, а именно, на вогнутой стороне каркаса. Также усиливающий слой 6 боковой части и наполнитель 7 борта могут быть соединены в единый усиливающий слой 6 боковой части, располагающийся от верхней части бортового кольца 2 до областей, находящихся вблизи обоих концов брекера 4.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно при помощи неограничивающих Примеров. Материалы, используемые в Примерах и Сравнительных Примерах, совместно указаны ниже.
Примеры 1 и 2 и Сравнительные Примеры 1-4
Приготовление БСК, включающего кристаллический СПБ
(1) БСК-2, включающий кристаллический СПБ
250 г 1,3-бутадиена растворили в 8000 мл раствора гексана и добавили к нему 1000 г БСК ("SL574", изготовляемого JSR Corporation), который по существу растворился в полученном растворе. К раствору добавили 500 мл 0,2М триизопропилалюминия, 20 мл 0,042М раствора октилата кобальта и 15 мл дисульфида углерода, применяемых в качестве катализаторов полимеризации, и смесь подвергали реакции при 40°С в течение 8 часов, после чего сушили при пониженном давлении, получая 1135 г БСК-2, включающего кристаллический СПБ. Содержание последнего составляло 12 масс.%.
В этом случае, содержание кристаллического СПБ определяли, исходя из вышеописанного коэффициента остаточного извлечения.
(2) БСК-3, включающий кристаллический СПБ
БСК-3, включающий кристаллический СПБ в количестве 70% масс., получали в соответствии со способом получения БСК-2, включающего кристаллический СПБ.
Изготовление резиновой смеси и шины, функционирующей в спущенном состоянии
Компоненты, за исключением нерастворимой серы и ускорителя вулканизации, вымешивали при 160°С в течение 5 минут при помощи смесителя Бенбери в соответствии с рецептурой, указанной в Таблице 1. Нерастворимую серу и ускоритель вулканизации добавляли в полученный вымешанный продукт, и полученную смесь вымешивали при 120°С в течение 2 минут при помощи смесителя Бенбери, получая невулканизированную резиновую смесь. Затем невулканизированную резиновую смесь экструдировали в виде ленты шириной 3 см и толщиной 1 мм, спирально наматывали вокруг формы усиливающего слой боковой части шины, функционирующей в спущенном состоянии, присоединяли другие компоненты шины и формовали в виде невулканизированной шины. Сформованный продукт подвергали вулканизации под прессом при 175°С в течение 20 минут, получая шину, функционирующую в спущенном состоянии, имеющую конструкцию, показанную на Фиг.1. Основная конструкция шин, функционирующих в спущенном состоянии, полученных в соответствии с Примерами 1-6 и Сравнительными Примерами 1-7, одинакова, и размер шин - 245/40ZR18.
Были проделаны испытания, описанные ниже. Результаты испытаний указаны в Таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||||||||
| Примеры | Сравнительные Примеры | |||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Количество компонента в смеси, масс. частей | ||||||||||||||
| НК | Прим. 1 | 70 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 95 | 5 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| БСК-1 | Прим. 2 | - | - | - | - | - | - | - | 60 | 60 | - | |||
| БСК-2 | Прим. 3 | 30 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 5 | 95 | 60 | 60 | - | - | - |
| БСК-3 | Прим. 4 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 60 |
| Сажа | Прим. 5 | 60 | 40 | 60 | 60 | 60 | 60 | 40 | 40 | 100 | 5 | 40 | 40 | 40 |
| Карбонат кальция | Прим. 6 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 55 | - | - | - |
| Смола С5 | Прим. 7 | 2 | 6 | 15 | - | - | - | - | - | - | - | |||
| Стеариновая кислота | Прим. 8 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Цинковая мука | Прим. 9 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Антиоксидант | Прим. 10 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Нерастворимая сера | Прим. 11 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
| Ускоритель NS | Прим. 12 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Свойства | ||||||||||||||
| Показатели в спущенном состоянии | 115 | 120 | 125 | 130 | 130 | 100 | 90 | 95 | 90 | 40 | 100 | 110 | 30 | |
| Толщина усиливающего слоя (мм) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 12 | 8 | |
| Разность в массе (г) | 10 | 0 | 10 | 10 | 10 | -20 | 0 | 0 | 90 | 30 | 0 | 940 | 0 | |
| Е''/(Е*)2×10-9 Па-1 | 5,2 | 5,1 | 4,9 | 5,1 | 5,3 | 7,1 | 5,9 | 5,2 | 4,1 | 5,0 | 5,6 | 5,6 | 3,1 |
Примечания к Таблице 1
(Прим. 1) HK: RSS#3
(Прим. 2) БСК-1: торговая марка "SL574", изготовляет JSR Corporation (содержание синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена составляет 0% масс.)
(Прим. 3) БСК-2: БСК, полученный модификацией "SL574", изготовляет JSR Corporation (содержание синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена составляет 12% масс.)
(Прим. 4) БСК-3: БСК, полученный модификацией "SL574", изготовляет JSR Corporation (содержание синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена составляет 70% масс.)
(Прим. 5) Сажа (FEF): DIABLACK Е, изготовляет Mitsubishi Chemical Corporation (N2УП: 41 м2/г, масляная адсорбция по ДБФ: 115 мл/100 г)
(Прим. 6) карбонат кальция: HAUKENKA СС, изготовляет Shiraishi Kogyo Kaisha, Ltd.
(Прим. 7) смола С5: нефтяная смола на основе С5-углеводородов "MARUKAREZ T-100A", изготовляет Maruzen Petrochemical Co., Ltd., среднечисленная молекулярная масса 1200. Определение среднечисленной молекулярной массы производили по полистирольным стандартам при помощи гельпроникающей хроматографии (ГПХ). Условия ГПХ были следующими:
Колонка: TSKGEL SUPERMULTPOR EHZ-M, изготовляет Tosoh Corporation, две колонки
Детектор: RI, изготовляет Tosoh Corporation (40°C)
Расход: 0,35 мл/мин в ТГФ
Давление: от 3,1 до 3,2 МПа
Подвижная фаза: 1% ТГФ
Аппаратура: HLC-2030, изготовляет Tosoh Corporation
(Прим. 8) стеариновая кислота: Tsubaki, изготовляет Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
(Прим. 9) оксид цинка: два вида оксида цинка, изготовляет Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd.
(Прим. 10) антиоксидант: антиген 6С
N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-пара-фенилендиамин, изготовляет Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(Прим. 11) нерастворимая сера: Mu-cron ОТ, изготовляет Shikoku Chemicals Corporation
(Прим. 12) ускоритель вулканизации: Nocceler NS
(N-трет-бутил-2-бензотиазолилсульфенамид), изготовляет Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.
Характеристики шины в спущенном состоянии
Для определения длины пробега, при котором шина разрушается, ее прогоняли по барабану со скоростью 80 км/час при внутреннем давлении воздуха, равном 0 кПа. Значение каждого пробега обозначали индексом, рассчитанным в соответствии со следующим выражением, в котором в качестве стандарта (100) выбирали шину Сравнительного Примера 5. Большие значения указывают на улучшенную износостойкость в спущенном состоянии.
Показатель характеристик шины в спущенном состоянии = (длина пробега для шины, изготовленной из конкретной смеси / длина пробега для шины Сравнительного Примера 5) × 100
Толщина усиливающего слоя
Измеряли максимальную толщину усиливающего слоя боковой части в боковине.
Вязкоупругие характеристики
Для определения модуля потерь энергии при эластичной деформации (Е'') и комплексного модуля упругости (Е*) при температуре испытания, равной 70°С, начальном напряжении, равном 10%, динамическом напряжении, равном ±1%, и частоте 10 Гц, испытываемый образец резины определенного размера вырезали из усиливающего слоя боковой части шины, функционирующей в спущенном состоянии, и испытывали на спектрометре для определения вязкоупругих свойств, изготовленном Iwamoto Manufacturing Co., Ltd., вычисляя E''/(E*)2.
Разность масс
Измеряли разность масс для каждой шины, используя массу (12,60 кг) шины, изготовленной в соответствии со Сравнительным Примером 1. Отрицательные величины указывают на меньшую массу.
Результаты испытаний
В Примерах 1-6 обнаружено улучшение характеристик шин в спущенном состоянии. В частности, наибольшее улучшение характеристик в спущенном состоянии было отмечено у шин, изготовленных в соответствии с Примером 4, в котором в смесь вводили 2 масс. части смолы С5, и в соответствии с Примером 5, в котором в смесь вводили 6 масс. частей смолы С5. Также характеристики шин в спущенном состоянии, включающих усиливающий слой боковой части, изготовленный из резиновой смеси, предлагаемой согласно настоящему изобретению, могут быть улучшены за счет снижения массы шины.
Настоящее изобретение относится к резиновой смеси для усиления боковой части шины, имеющей отличные характеристики в спущенном состоянии, и к шине, функционирующей в спущенном состоянии, которая включает указанную смесь, и может быть использовано не только при изготовлении шин пассажирских автомобилей, но и шин для легких грузовиков и шин для грузовиков и автобусов.
Несмотря на то что настоящее изобретение было подробно описано и проиллюстрировано, следует понимать, что описание и чертежи носят иллюстративный характер и не ограничивают область, защищаемую настоящим изобретением, ограничиваемую приложенной Формулой изобретения.
1. Резиновая смесь, включающая каучуковый компонент, содержащий от 20 до 80 мас.%, бутадиенстирольного каучука, включающего от 5 до 60 мас.% синдиотактического кристаллического 1,2-полибутадиена, и от 20 до 80% натурального каучука и/или полиизопренового каучука; а также от 10 до 80 мас.ч. сажи, от 0,5 до 10 мас.ч. нефтяной смолы на основе С5-углеводородов, имеющей среднечисленную молекулярную массу от 300 до 10000, и от 2 до 10 мас.ч. серы или соединения серы на 100 мас.ч. каучукового компонента.
2. Шина, функционирующая в спущенном состоянии, включающая усиливающий слой боковой части и наполнитель борта, выполненные из резиновой смеси по п.1.
3. Шина, функционирующая в спущенном состоянии, по п.2, в которой динамические вязкоупругие свойства резиновой смеси удовлетворяют следующему отношению:
E''/(E*)2≤7,0·10-9 Па-1.
