CN102725343A - 橡胶组合物、交联橡胶组合物以及高衰减层压体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供橡胶组合物、交联橡胶组合物以及使用这些橡胶组合物中的任意一种的高衰减层压体,能够同时提高衰减性或者抓地性能和刚性,其中,橡胶组合物包含两种以上能够交联橡胶成分100质量份、具有硅醇基的无机填充剂10~100质量份、聚乳酸类树脂0.1~30质量份、聚丙烯0.1~10质量份;交联橡胶组合物通过将该橡胶组合物进行交联而得到的、包含交联橡胶和聚丙烯;高衰减层压体是通过将该橡胶组合物或者该交联橡胶组合物和硬质板交替层压而得到。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶组合物、交联橡胶组合物以及高衰减层压体。
背景技术
近年来,作为振动能量的吸收装置快速普及防震装置、除震装置、抗震装置。并且,在这样的装置中使用具有振动能量衰减性能的橡胶组合物。
例如,用于桥梁的支撑或者高楼的抗震装置的抗震用层压橡胶被要求衰减性(将振动更多地转换成热而使振动能量衰减)高或者体现所要求的刚性。
作为用于这样的抗震用层压橡胶的橡胶组合物,本申请人在专利文献1中已公开有下述方案:“一种高衰减层压体用橡胶组合物,包括100质量份的二烯类橡胶、40~75质量份的炭黑、5~35质量份的二氧化硅、5~55质量份的无机填充剂、5~50质量份的石油树脂”。
另外,关于在硫化含二烯橡胶基体上任意分散的聚丙烯原纤维的形成,在现有技术中作为聚丙烯的原纤维任意分散的包括硫化含二烯橡胶的硫化橡胶基体,公开有下述硫化橡胶基体:该聚丙烯原纤维(1)形成(a)含有聚丙烯的聚合物合金和(b)未硫化橡胶材料的混合物,在此,在该混合物中存在的该聚丙烯的量大约为5~25phr范围;并且,(2)通过利用热、且使该橡胶材料在成形型腔中流动来使该聚丙烯定向之后,对该混合物中的橡胶材料进行硫化,由此在该现场形成(专利文献2)。
专利文献
专利文献1:特开2006-143849号公报
专利文献2:特开平7-90129号公报
发明内容
但是,本申请的发明人发现现有的高衰减层压体用橡胶组合物如果使其衰减性提高,伴随的是其刚性下降,从而组合物变软。
因此,本发明的目的在于提供一种能够同时提高衰减性和刚性的、高衰减层压体用橡胶组合物或者交联橡胶组合物以及使用这些橡胶组合物中的至少任意一种的高衰减层压体。
本申请的发明人为了解决所述课题进行了认真的研究,结果发现相对于两种以上的能够交联的橡胶成分以特定量混合具有硅醇基的无机填充剂和聚乳酸类树脂和聚丙烯的橡胶组合物、以及将这些进行交联的交联橡胶组合物能够同时提高衰减性和刚性。
另外,本申请的发明人发现相对于两种以上的能够交联的橡胶成分以特定的量混合具有硅醇基的无机填充剂和聚乳酸类树脂和聚丙烯的橡胶组合物、以及将这些进行交联的交联橡胶组合物能够同时提高轮胎的抓地性能和刚性,由此完成了本发明。
即,本发明提供如下的1~18。
1.一种橡胶组合物,包含两种以上能够交联的橡胶成分100质量份、具有硅醇基的无机填充剂10~100质量份、聚乳酸类树脂0.1~30质量份、聚丙烯0.1~10质量份。
2.上述1所述的橡胶组合物,所述橡胶成分为二烯类橡胶。
3.上述1或2所述的橡胶组合物,所述橡胶成分包含橡胶A和橡胶B,所述橡胶A和所述橡胶B不相溶。
4.上述1至3任一项所述的橡胶组合物,所述橡胶成分包含橡胶A和橡胶B,所述橡胶A是从由天然橡胶以及聚异戊二烯构成的组中选择的至少一种,所述橡胶B是从由聚丁二烯以及丁二烯共聚物构成的组中选择的至少一种。
5.上述3或4所述的橡胶组合物,所述橡胶A和所述橡胶B的质量比(橡胶A/橡胶B)为90/10~10/90。
6.上述1至5任一项所述的橡胶组合物,相对于所述橡胶成分100质量份,进一步包含石油树脂5~50质量份。
7.上述1至6任一项所述的橡胶组合物,相对于所述橡胶成分100质量份,进一步包含除了所述具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂5~55质量份。
8.上述1至7任一项所述的橡胶组合物,所述聚乳酸类树脂的熔点为180℃以下。
9.上述1至8任一项所述的橡胶组合物,所述聚乳酸类树脂的数均分子量为1,000~200,000。
10.上述1至9任一项所述的橡胶组合物,所述具有硅醇基的无机填充剂和所述聚乳酸类树脂的质量比(具有硅醇基的无机填充剂/聚乳酸类树脂)为1/1~10/1。
11.上述1至10任一项所述的橡胶组合物,进一步包含炭黑,相对于所述橡胶成分100质量份,所述炭黑的量为10~90质量份。
12.上述1至11任一项所述的橡胶组合物,进一步包含硅烷偶联剂,相对于所述具有硅醇基的无机填充剂100质量份,所述硅烷偶联剂的量为1~10质量份。
13.上述3至12任一项所述的橡胶组合物,所述聚丙烯在所述橡胶成分中形成连续相。
14.一种交联橡胶组合物,通过使权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物进行交联而得到,并且包含交联橡胶。
15.一种高衰减层压体用橡胶组合物,权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物或者权利要求14所述的交联橡胶组合物使用于高衰减层压体。
16.一种充气轮胎用橡胶组合物,权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物或者权利要求14所述的橡胶组合物使用于充气轮胎。
17.一种高衰减层压体,通过将权利要求15所述的高衰减层压体用橡胶组合物和硬质板交替层压而得到。
18.一种充气轮胎,使用权利要求16所述的充气轮胎用橡胶组合物而形成。
本发明的橡胶组合物和本发明的交联橡胶组合物能够同时提高衰减性或者抓地性能和刚性。
本发明的高衰减层压体同时具有优良的衰减性和刚性。
本发明的充气轮胎同时具有优良的抓地性能和刚性。
本申请的说明书中,高衰减层压体的刚性和轮胎的刚性在难以变形的含义上是相同的。
附图说明
图1为表示本发明的层压体的实施方式的一个例子的高衰减层压体的截面概略图;
图2为搭接型剪切试验用样品的模式化的侧视图;
图3为表示在搭接型剪切试验中得到的滞后曲线的一个例子的曲线图;
图4为表示在本发明的实施例得到的衰减性和刚性关系的图表;
图5为模式化表示本发明的橡胶组合物能够具有的形态的一个例子的橡胶组合物的截面图;
图6为通过扫描探针显微镜(SMP)观察本发明的橡胶组合物所具有的形态的一个例子的照片。
附图标号说明
1 高衰减层压体(抗震层压体)
2 硬质板
3 本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)
4 搭接型剪切试验用样品
5 压延的未硫化橡胶组合物
6 钢板
10 橡胶A
20 橡胶B
30 聚丙烯(连续相)
60 橡胶组合物
61、63 相位
100 本发明的橡胶组合物(交联橡胶组合物)(高衰减层压体用橡胶组合物)
具体实施方式
下面,详细说明本发明。
本发明的橡胶组合物包含:两种以上能够交联的橡胶成分100质量份、具有硅醇基的无机填充剂10~100质量份、聚乳酸类树脂0.1~30质量份、聚丙烯0.1~10质量份。
在本申请的说明书中,本发明的橡胶组合物可以作为高衰减层压体用橡胶组合物、充气轮胎用橡胶组合物使用。
<能够交联的橡胶成分>
本发明的橡胶组合物所包含的橡胶成分只要是根据硫化合物或过氧化物的能够交联的橡胶成分就没有特别限定,作为其具体例子可以举出二烯类橡胶、具有双键的热塑性弹性体。
作为上述的二烯类橡胶可以举出如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、乙烯基-顺式丁二烯橡胶(VCR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯聚合橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(Br-IIR、Cl-IIR)、氯丁橡胶(CR)等。
另外,作为上述具有双键的热塑性弹性体,具体而言,可以举出如乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、其氢化(加氢)物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)以及苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)等。
在本发明中的这些能够交联的橡胶成分中,从所得到的本发明的橡胶组合物的硫化后的拉伸强度、切断时伸张率等的物理性质良好,并且,使本发明的橡胶组合物和硬质板相互交替层压而得到的本发明的高衰减层压体(以下,称之为“本发明的层压体”)中,橡胶组合物和硬质板(例如,一般结构用钢板、冷轧钢板等)的粘结性良好,作为充气轮胎反复变形方面优良的理由考虑,优选的是二烯类橡胶。
在本发明中,将两种以上能够交联的橡胶成分可以作为包含两种以上能够交联的橡胶的橡胶成分。作为本发明的优选方式的一种,可以举出橡胶成分包含橡胶A和橡胶B的情况。
并且,从进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性方面考虑,优选的是橡胶A和橡胶B不相溶。
作为橡胶A可以举出如从天然橡胶、聚异戊二烯构成的组中选择的至少一种。
作为橡胶B可以举出如由聚丁二烯、丁二烯共聚物构成的组中选择的至少一种。作为丁二烯共聚物可以举出如苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯基-顺式丁二烯橡胶。
从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性、且以少量的聚丙烯的混合量确保刚性、耐久性优良的方面考虑,橡胶A和橡胶B的质量比(橡胶A/橡胶B)优选的是90/10~10/90,更加优选的是70/30~30/70。
其中,从能够进一步同时提高衰减性和刚性、且在低温下衰减性优良的方面考虑,优选的是,橡胶A包含天然橡胶,橡胶B包含乙烯基-顺式丁二烯橡胶。
另外,从能够进一步同时提高衰减性和刚性、且在低温下衰减性优良的方面考虑,当橡胶A为天然橡胶,橡胶B为乙烯基-顺式丁二烯橡胶时,从能够进一步同时提高衰减性和刚性的方面考虑,橡胶A和橡胶B的质量比(橡胶A/橡胶B)优选的是90/10~10/90,更加优选的是70/30~30/70。
在此,乙烯基-顺式丁二烯橡胶是在以C4馏分作为主要成分的惰性有机溶剂中、由顺式-1,4-聚合和间规-1,2聚合构成的聚丁二烯橡胶复合体。
作为乙烯基-顺式丁二烯橡胶,具体而言,可以举出如由顺式1,4-结合含量90%以上的顺式-1,4-聚丁二烯橡胶97~80质量%和间规-1,2-聚丁二烯3~20质量%构成的复合体等。
在本发明中,作为这样的乙烯基-顺式丁二烯橡胶,可以使用如宇部兴产社制造的UBEPOL-VCR等市售品。
另外,关于橡胶A和橡胶B的组合,从能够进一步同时提高抓地性能和刚性、且在低温下抓地性能优良的方面考虑,优选的是,橡胶A包含天然橡胶,橡胶B包含苯乙烯丁二烯共聚物。
另外,从能够进一步同时提高抓地性能和刚性、且在低温下抓地性能优良的方面考虑,当橡胶A为天然橡胶,橡胶B为苯乙烯丁二烯共聚物时,从能够进一步同时提高抓地性能和刚性的方面考虑,橡胶A和橡胶B的质量比(橡胶A/橡胶B)优选的是20/80~80/20,更加优选的是30/70~70/30。
从能够进一步同时提高抓地性能和刚性的方面考虑,苯乙烯丁二烯共聚物中苯乙烯量优选的是5~40重量%,更加优选的是5~30重量%。
<具有硅醇基的无机填充剂(包含硅醇基的无机填充剂)>
具有本发明的橡胶组合物中所包含的硅醇基的无机填充剂,只要是在其表面的至少一部分上具有硅醇基(Si-OH)的无机填充剂就没有特别限定。
作为具有硅醇基的无机填充剂,可以举出如二氧化硅、粘土、滑石等,将这些可以单独使用一种,也可以两种以上并用。
作为二氧化硅,具体而言,可以举出如气相二氧化硅、烧结二氧化硅、沉淀二氧化硅、粉碎二氧化硅、熔融二氧化硅、胶体二氧化硅等。
另外,二氧化硅优选的是,平均凝集粒径为5~50μm的,更加优选的是5~30μm。
从增强性和高衰减性以及轮胎的抓地优良的方面考虑,二氧化硅的BET比表面积优选的是50~300m2/g。
关于粘土,只要是从将含水硅酸铝作为主要成分的天然矿石例如以工业方式进行精制的白色粉状的产品就没有特别限定。具体而言,作为粘土,可以举出如T-粘土、高岭土粘土、寿山石粘土、绢云母粘土、烧结粘土、硅烷改质粘土等。另外,可以使用呈如叶腊石、高岭石、埃洛石、绢云母、蒙脱土等粘土矿物的微小粒子的集合体的物质。除此之外,还可以使用石英和高岭石的凝集体、硅藻土等。
当作为包含硅醇基的无机填充剂并用二氧化硅和粘土时,从混合性优良的方面考虑,二氧化硅和粘土的量比优选的是,相对于二氧化硅100质量份的粘土的量为25~150质量份、更加优选的是25~100质量份。
在本发明中,具有所述硅醇基的无机填充剂的含有量为,相对于上述的两种以上能够交联的橡胶成分100质量份是10~100质量份,从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性、且耐久性以及低温性能(例如在低温下的衰减性、抓地性能)优良的方面考虑,具有上述硅醇基的无机填充剂的含有量优选的是10~90质量份,更加优选的是10~80质量份。
当将本发明的橡胶组合物作为高衰减层压体使用时,从能够进一步同时提高衰减性和刚性、且耐久性以及低温性能(例如在低温下的衰减性)优良的方面考虑,具有硅醇基的无机填充剂的含有量相对于上述的两种以上能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是10~60质量份、更加优选的是15~50质量份,进一步更加优选的是20~40质量份。
当将本发明的橡胶组合物作为充气轮胎使用时,从能够进一步同时提高抓地性能和刚性、且耐久性以及低温性能(例如在低温下的抓地性能)优良的方面考虑,具有硅醇基的无机填充剂的含有量是,相对于上述的两种以上能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是20~90质量份、更加优选的是20~80质量份,进一步更加优选的是30~70质量份。
<聚乳酸类树脂>
本发明的橡胶组合物中所包含的聚乳酸类树脂是乳酸的单聚物以及/或者乳酸的共聚物。
在此,乳酸的单聚物是聚乳酸。
另外,乳酸的共聚物是从由乳酸之外的羟基酸、内酯以及乳酸能够聚合的二烯类混合物构成的组中选择的一种单体和乳酸的共聚物。
作为乳酸之外的羟基酸,具体而言,可以举出如羟基乙酸(乙二醇酸)、羟基丁酸、苹果酸、柠檬酸、蓖麻醇酸、莽草酸、水杨酸、香豆酸等。
作为内酯,具体而言,可以例示如ε-己内酯、α-甲基-ε-己内酯、ε-甲基-ε-己内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、β-丙内酯等。
作为能够与乳酸聚合的二烯类化合物,具体而言,可以举出如丁二烯、异戊二烯等。
另外,这些与乳酸的共聚物只要乳酸是主要成分就可以是嵌段共聚物、任意的嵌段共聚物、任意的共聚物、接枝聚合物中的任意一种,但优选的是嵌段共聚物。
从所得到的本发明的橡胶组合物的硫化后的拉伸强度、切断时伸张率等的物理性质优良的理由考虑,在本发明中的这样的聚乳酸类树脂中,优选的是熔点为180℃以下,更加优选的是160℃以下,进一步更加优选的是135℃以下。
另外,同样的理由,优选的是数均分子量为1,000~200,000,更加优选的是1,000~100,000。
在此,熔点是用差示扫描量热仪(DSC-Differential Scanning Calorimetry)以升温速度10℃/min进行测量的值。
另外,数均分子量是用凝胶渗透色谱仪(GPC,Gel PermeationChromatography)测量的数均分子量(聚苯乙烯换算),在测量中优选的是将四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、三氯甲烷作为溶剂使用。
另外,在本发明中,所述聚乳酸类树脂的含有量是,相对于上述的两种以上能够交联的橡胶成分100质量份为0.1~30质量份,从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性、且耐久性优良的方面考虑,所述聚乳酸类树脂的含有量优选的是1~20质量份,更加优选的是3~15质量份。
进一步,在本发明中,作为这样的聚乳酸类树脂,可以使用如三井化学社制造的LACEA H-440(熔点:155℃,数均分子量:78000,重均分子量:150000)、岛津社制造的ラクテイ#1012(熔点:170℃、数均分子量:180000)等市售品。
在本发明中,通过将上述的具有硅醇基的无机填充剂以及聚乳酸类树脂在上述的含有量的范围内包含,所得到的本发明的橡胶组合物的加工性优良,并且,本发明的层压体的衰减性高,使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶抓地性能优良且刚性良好。
虽然不清楚详细的机理,但认为这是因为具有硅醇基的无机填充剂通过硅氧烷键形成交联的同时,通过残留的硅醇基或硅氧烷键和聚乳酸类树脂的酯键的相互作用,在已交联的填充剂的周围聚乳酸类树脂聚集而结晶的缘故。
在本发明中,从所得到的本发明的橡胶组合物的加工性优良,并且,本发明的层压体的衰减性更高、且使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶抓地性能优良且刚性良好的方面考虑,上述的具有硅醇基的无机填充剂和聚乳酸类树脂的质量比(包含硅醇基的无机填充剂/聚乳酸类树脂)优选的是1/1~10/1。
另外,在本发明中,当将本发明的橡胶组合物作为高衰减性层压体使用时,从所得到的本发明的橡胶组合物的加工性优良,并且,本发明的层压体的衰减性更高、且刚性更好的方面考虑,上述的具有硅醇基的无机填充剂和聚乳酸类树脂的质量比(包含硅醇基的无机填充剂/聚乳酸类树脂)优选的是1/1~10/1,更加优选的是8/1~4/1。
另外,在本发明中,当将本发明的橡胶组合物作为充气轮胎使用时,从所得到的本发明的橡胶组合物的加工性优良,并且,利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶抓地性能优良、且刚性更好的方面考虑,上述的具有硅醇基的无机填充剂和聚乳酸类树脂的质量比(包含硅醇基的无机填充剂/聚乳酸类树脂)优选的是1/1~8/1,更加优选的是2/1~7/1。
<聚丙烯>
本发明的橡胶组合物(例如,高衰减层压体用、充气轮胎用等)中所包含的聚丙烯只要是从包含丙烯的单体得到的单聚物或者共聚物就没有特别限定。例如,可以举出现有的公知的聚丙烯。
其中,从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性、且耐久性优良的方面考虑,优选的是,丙烯单聚物、包含50mol%以上的丙烯单体的聚丙烯共聚物。
关于聚丙烯的制造没有特别限定。例如,可以举出现有的公知的。聚丙烯可以单独使用或者将两种以上混合来使用。
在本发明中,聚丙烯的量为,相对于两种以上能够交联的橡胶成分100质量份是0.1~10质量份。在这样的范围时,能够同时实现衰减性或者抓地性能和刚性,能够满足高衰减性层压体用橡胶组合物所要求的高断裂伸张率,并且耐久性优良。当聚丙烯的量相对于橡胶成分100质量份超过10质量份时,虽然水平刚性提高,但衰减性或者抓地性能提高不大,并且,得不到高衰减性层压体用橡胶组合物所要求的550%以上的断裂伸张率,在发挥高衰减性性能之前发生断裂或者反复变形时容易疲劳。
从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性、且耐久性优良、且断裂伸张率高的方面考虑,聚丙烯的量相对于橡胶成分100质量份优选的是0.5~8质量份,更加优选的是1~5质量份。
<石油树脂>
从硫化后的拉伸强度或切断时伸张率等的物理性质良好,并且,使本发明的层压体的衰减性更加提高的方面考虑,优选的是,本发明的橡胶组合物进一步包括石油树脂。
作为石油树脂,可以使用现有的公知的石油树脂,例如,可以使用C5类的脂肪族不饱和烃聚合物、C9类的芳香族不饱和烃聚合物、C5类的脂肪族不饱和烃和C9类的芳香族不饱和烃的共聚物等。
作为C5类的脂肪族不饱和烃,具体而言,可以举出如通过石脑油的热分解得到的C5馏分中所包含的,如1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯等烯烃类烃;如2-甲基-1,3-丁二烯、1,2-戊二烯、1,3-戊二烯、3-甲基-1,2-丁二烯等烯烃类烃等。
在适当的催化剂存在的条件下,这些能够聚合或者共聚。在此,C5类的脂肪族不饱和烃的聚合物是指一种C5类的脂肪族不饱和烃的单聚物和两种以上的C5类的脂肪族不饱和烃的共聚物的任意一种。
作为C9类的芳香族不饱和烃,具体而言,可以举出如通过石脑油的热分解得到的C9馏分中所包含的,如α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯等乙烯基取代芳香族烃等。
在适当的催化剂存在下,这些能够聚合或者共聚。在此,C9类的芳香族不饱和烃的聚合物是指一种C9类的芳香族不饱和烃的单聚物和两种以上的C9类的芳香族不饱和烃的共聚物的任意一种。
另外,C5类的脂肪族不饱和烃和C9类的芳香族不饱和烃的共聚物,从该共聚物的软化温度高的方面考虑,优选的是,C9类的芳香族不饱和烃单元为60摩尔%以上,更加优选的是90摩尔%以上。
C5类的脂肪族不饱和烃和C9类的芳香族不饱和烃的共聚物在适当的催化剂存在下能够共聚。
所述石油树脂相对于上述的能够交联的橡胶成分(特别是,二烯类橡胶)的物理性质其分子量以及双键的反应性会产生影响,因此,优选的是,软化温度(JIS K2207)为100℃以上,更加优选的是120℃以上。
在本发明中,从使硫化后的拉伸强度或切断时伸张率等的物理性质良好、并且本发明的层压体的衰减性更加提高的方面考虑,根据需要包含石油树脂时的含有量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是,5~50质量份、更加优选的是10~45质量份。
<无机填充剂>
从本发明的层压体的衰减性更高、且使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良、且刚性更良好的方面考虑,优选的是,本发明的橡胶组合物进一步包括除具有上述硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂。
作为这样的无机填充剂,具体而言,可以举出如碳酸钙、重质碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝、硫酸钡等。
在本发明中,从衰减性、特别是能够高度保持相对于长期剪切变形的稳定性、且加工性优良的方面考虑,这些无机填充剂优选的是碳酸钙、重质碳酸钙。
在本发明中,当包含除根据需要具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂时,从本发明的层压体的衰减性更高、且使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良、且刚性更良好的方面考虑,具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂的含有量相对上述的能够交联的橡胶成分的100质量份,优选的是5~55质量份,更加优选的是10~50质量份,进一步更加优选的是15~40在质量份。
另外,在本发明中,从本发明的层压体的衰减性更高、且使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良、且刚性更良好的方面考虑,具有硅醇基的无机填充剂和具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂的合计量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是20~75质量份,更加优选的是30~65质量份。当合计量介于这样的范围时,能够获得衰减性、抓地性能变得优良并且相对于长期的反复剪切变形的衰减性以及刚性变得更加稳定的、均衡性优良的橡胶组合物(高衰减层压体用、充气轮胎用)。
并且,具有硅醇基的无机填充剂和具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂的质量比(具有硅醇基的无机填充剂/具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂),优选的是1/1~1/2.5,更加优选的是1/1~1/2.0。当质量比介于该范围时,能够得到良好的加工性。
<炭黑>
从硫化后的拉伸强度或切断时伸张率等物理性质良好、且本发明的层压体的衰减性更高、且使用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良、且刚性更良好的方面考虑,本发明的橡胶组合物优选的是进一步包含碳黑。
在本发明中,优选的是,使用CTAB吸附比表面积为100m2/g以上的碳黑,更加优选的是使用CTAB吸附比表面积为110~370m2/g的碳黑。
当CTAB吸附比表面积为100m2/g以上的范围时,能够更高地保持所得到的本发明的层压体的衰减性,并且能够使利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良。
在此,CTAB吸附比表面积是将炭黑能够被利用于与橡胶分子的吸附的表面积通过CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)的吸附测量的值。
作为这样的炭黑,可以举出如SAF、ISAF、HAF。另外,CATB吸附比表面积可以通过在ASTM D3765-80中记载的方法测量。
在本发明中,能够更高地保持所得到的本发明的层压体的衰减性、且能够使利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良的方面考虑,炭黑的N2AB(通过氮吸附法的比表面积)优选的是110~370m2/g,更加优选的是150~350m2/g。
作为这样的炭黑,可以举出如SAF级、ISAF级、HAF级的炭黑。
另外,在本发明中,当根据需要包含炭黑时,从能够更高地保持所得到的本发明的层压体的衰减性、且能够使利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良的方面考虑,炭黑的含有量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是10~90质量份,更加优选的是10~75质量份,进一步更加优选的是20~75质量份。
另外,在本发明中,当根据需要包含炭黑时,从能够更高地保持所得到的本发明的层压体的衰减性的方面考虑,炭黑的含有量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是10~90质量份,更加优选的是10~75质量份,进一步更加优选的是20~75质量份。
另外,在本发明中,当根据需要包含炭黑时,从能够使利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能更加优良的方面考虑,炭黑的含有量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是10~90质量份,更加优选的是10~75质量份,进一步更加优选的是20~75质量份。
<金属化合物>
从促进上述的聚乳酸类树脂的分解(水解)、且增加聚乳酸类树脂和具有硅醇基的无机填充剂相互作用的部位的方面考虑,本发明的橡胶组合物优选的是包含金属化合物。
作为所述金属化合物,可以举出如锌化合物、铝化合物、铜化合物等。
其中,优选的是锌化合物,具体而言,更加优选的是氧化锌、有机磷酸锌、脂肪酸锌。其中,进一步优选的是氧化锌。
在本发明中,从金属化合物的分散以及交联物的机械强度优良的方面考虑,根据需要包含金属化合物时的含有量相对于上述的能够交联的橡胶成分100质量份,优选的是0.1~10质量份,更加优选的是0.1~3质量份。
<硅烷偶联剂>
从使所得到的本发明的橡胶组合物的硫化后的拉伸强度、切断时伸张率等的物理性质提高的方面考虑,优选的是,本发明的橡胶组合物包含硅烷偶联剂。
作为硅烷偶联剂,具体而言,可以举出如双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)-丙基]四硫化物、双-[3-(三甲氧基甲硅烷基)-丙基]四硫化物、双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)-丙基]二硫化物、巯丙基-三甲氧基硅烷、巯丙基-三乙氧基硅烷、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲硫基氨基甲酰-四硫化物、三甲氧基甲硅烷基丙基-巯基苯并噻唑四硫化物、三乙氧基甲硅烷基丙基-丙烯酸甲酯-单硫化物、二甲氧基甲基甲硅烷基丙基-N,N-二甲硫基氨基甲酰-四硫化物等,将这些可以单独使用一种,也可以是将两种以上并用。
在本发明中,当根据需要包含硅烷偶联剂时,从机械强度优良的方面考虑,硅烷偶联剂的含有量优选的是具有上述硅醇基的无机填充剂的含有量的0.1~10质量%,更加优选的是1~8质量%。
另外,当本发明的橡胶组合物作为充气轮胎用橡胶组合物使用时,从抓地性能和滚动阻力的均衡性优良的方面考虑,硅烷偶联剂的含有量优选的是具有上述硅醇基的无机填充剂的含有量的0.1~10质量%,更加优选的是1~8质量%。硅烷偶联剂的量可以为包含硅醇基的无机填充剂的5质量%以上。
<其它添加剂>
本发明的橡胶组合物在没有损害本发明的目的的范围内,根据需要可以包含其它的添加剂。
作为所述添加剂,可以举出如硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、增塑剂、软化剂、助硫化剂、阻燃剂、耐候剂、耐热剂等。本发明的橡胶组合物可以包含例如高衰减层压体用橡胶组合物、充气轮胎用橡胶组合物通常能够包含的添加剂。
作为硫化剂,具体而言,可以举出如硫;TMTD等有机含硫化合物;过氧化二异丙苯等有机过氧化物等。
作为硫化促进剂,具体而言,可以举出如N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)等次磺酰胺类;巯基苯并噻唑等噻唑类;四甲基秋蓝姆单硫化物等秋蓝姆类;硬脂酸;等。
作为防老化剂,具体而言,可以举出如TMDQ等酮/胺缩合物;DNPD等胺类;苯乙烯化酚醛等单酚醛类;等。
作为增塑剂,具体而言,可以举出如苯二甲酸衍生物(例如,DBP、DOP等)、癸二酸衍生物(例如,DBS等)的单酯类等。
作为软化剂,具体而言,可以举出如石蜡油(工艺油)、芳香油、硬脂酸、蜡等。
本发明的橡胶组合物的制造方法没有特别限定。例如,可以举出通过将所述的至少包含必要成分的未硫化橡胶组合物的混炼来制造橡胶组合物(高衰减层压体用、充气轮胎用)的方法。另外,例如,将混炼上述的各成分的未硫化橡胶组合物使用现有的方法和装置(例如,班拍里混炼机、捏炼机、轧辊等),通过混炼来能够制备。
本发明的橡胶组合物的硫化条件(一次交联)没有特别限定,可以在使用硫化合物或过氧化物的现有的公知的硫化条件下进行硫化。
在本发明中,从刚性(例如水平刚性)更加优良的方面考虑,一次交联温度优选的是130~200℃。
在本发明中,优选的是,对已完成一次交联的本发明的橡胶组合物实施热处理。
热处理的温度条件只要是与一次交联温度相同程度的温度就没有特别限定,但优选的是介于低于一次交联的温度10℃至高于一次交联的温度10℃的范围,更加优选的是介于低于一次交联的温度5℃至高于一次交联的温度5℃的范围,进一步更加优选的是介于低于一次交联的温度2℃至高于一次交联的温度2℃的范围。
另外,热处理的时间优选的是使用一次交联之前(未硫化)的本发明的橡胶组合物,从JIS K6300-2:2001中规定的流变仪的扭矩得到的硫化曲线求出的T95的0.5~3倍,更加优选的是0.5~2倍。
在此,硫化曲线是指,依据JIS K6300-2:2001“通过振动式硫化仪的硫化特性的计算方法”,作为流变仪使用无转子硫化仪、并将在规定的试验温度条件下得到的扭矩作为纵轴、硫化时间作为横轴而得到的曲线。另外,将流变仪的试验温度作为上述的一次交联温度。
这样的硫化曲线,当明确扭矩从最小值ML达到最大值MH的情况时,将从硫化开始扭矩达到从最小值至最大值区间的95%所需的硫化时间作为T95。
另外,当随着硫化时间的经过扭矩持续上升而没有表示明确的最大值MH时,在JIS K6300-2:2001中定义为“将硫化曲线持续上升而硫化曲线的斜率稳定的区域的特定时间的值作为最大值”,因此,在本发明中,作为特定时间显示的中间,将tc(max)=30分钟,此时的扭矩作为MH。
通过进行这样的热处理,能够更加提高本发明的层压体的衰减性的同时,在宽温度范围中能够确保优良的振动抑制性能,因此能够使利用本发明的橡胶组合物得到的橡胶的抓地性能变得更优良。认为,这是因为上述的聚乳酸类树脂通过例如系统内的水分在进行硫化时被分解(水解),由此分解后的聚乳酸类树脂和具有硅醇基的无机填充剂能够相互作用的缘故。
关于本发明的橡胶组合物(例如,高衰减性层压体用、充气轮胎用)所具有的形态,下面利用附图进行说明。
在本发明中,从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性的方面考虑,聚丙烯可以举出优选在橡胶成分(特别是橡胶A、橡胶B不相溶的情况)中形成连续相(网络)的形态的一种。
图5为模式化表示能够具有本发明的橡胶组合物(例如,高衰减层压体用、充气轮胎用)的形态的一个例子的橡胶组合物的截面图。
在图5中,本发明的橡胶组合物100具有作为基体物质的橡胶A(符号10)、作为领域的橡胶B(符号20)以及聚丙烯(符号30)。橡胶A10和橡胶B20形成有海岛结构(即,橡胶A和橡胶B不相溶),通过对此添加少量的聚丙烯30,聚丙烯30在橡胶A10和橡胶B20的界面(未图示)上不均匀分布,因此在橡胶组合物100上形成聚丙烯30的连续相(网络)30。连续相30可形成大致连续的连续相。本申请的发明人推测,通过该聚丙烯30的连续相30,橡胶组合物100在适当的范围内变硬,其结果刚性(剪切弹性率、水平刚性率)会提高。这样的聚丙烯的连续相也适用于本发明的交联橡胶组合物、本发明的高衰减层压体以及本发明的充气轮胎。另外,所述机理只是本申请的发明人的推测,即使其机理超出上述范围,也包括在本发明的范围内。
作为本发明的橡胶组合物的用途,可以举出如高衰减层压体用橡胶组合物、充气轮胎用橡胶组合物、衰减性工业用传动带。
下面说明本发明的交联橡胶组合物。
本发明的交联橡胶组合物是通过使本发明的橡胶组合物交联来得到的、包含交联橡胶的交联橡胶组合物。另外,本发明的交联橡胶组合物除交联橡胶之外还可以包含聚丙烯。
本发明的交联橡胶组合物,作为原料只要是使用本发明的橡胶组合物就没有特别限定。作为硫化条件可以举出例如与上述条件一样的条件。
从能够进一步同时提高衰减性或者抓地性能和刚性的方面考虑,本发明的交联橡胶组合物可以举出所包含的聚丙烯优选在交联橡胶中(特别是橡胶A、橡胶B不相溶的情况)形成连续相(网络)的形态的一种。
本发明的橡胶组合物或者本发明的交联橡胶组合物能够同时提高衰减性或者抓地性能和刚性,因此,根据本发明的橡胶组合物或者本发明的交联橡胶组合物,能够使为了得到相同特性(例如,衰减性)所需要的高衰减层压体的尺寸变小。
作为本发明的交联橡胶组合物的用途,可以举出如高衰减层压体用橡胶组合物、充气轮胎用橡胶组合物、衰减性工业用传动带等。
下面说明本发明的高衰减层压体。
本发明的高衰减层压体是通过交替层压本发明的橡胶组合物(本发明的高衰减层压体用橡胶组合物)或者本发明的交联橡胶组合物和硬质板而得到的高衰减层压体。
本发明的高衰减层压体(以下有时称之为“本发明的层压体”。)是将上述的本发明的橡胶组合物或者本发明的交联橡胶组合物和硬质板交替层压而得到的高衰减层压体,是使用于桥梁的支撑或大楼的基础抗震等的结构体。
图1为表示本发明的层压体的实施方式的一个例子的高衰减层压体的截面概略图。在图1中,符号1表示高衰减层压体(抗震层压体),符号2表示硬质板,符号3表示本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)。
如图1中所示的例子1,本发明的高衰减层压体1是本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3和硬质板2(例如,一般结构用钢板、冷轧钢板等)交替层压而构成。
另外,该高衰减层压体1可以是在本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3和硬质板2之间设置有粘结层的方式构成,或者,还可以是不设置粘结层直接硫化的方式构成。
在图1中图示本发明的高衰减层压体1是本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3和硬质板2交替层压的状态,但是还可以是橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3为两层以上层压的结构。
另外,图1所示本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3是六层,硬质板2是七层,合计十三层的例子,但本发明的高衰减层压体1的本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3和硬质板2的层压数量并不局限于此,根据所使用的用途、被要求的特性等可以任意设定。
进一步,关于本发明的高衰减结构体1的大小、整体厚度、本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)3的层的厚度、硬质板的厚度等,也要根据所使用的用途、被要求的特性等可以任意设定。
本发明的层压体的制造,可以是将本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)成形为薄片状之后进行硫化而得到薄片状的橡胶组合物之后,设置包含粘结剂的层,并与硬质板交替层压而制造,还可以是事先将未硫化的本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)成形为薄片状,并与硬质板交替层压后同时进行硫化和粘结而制造。
由于本发明的层压体利用上述的本发明的橡胶组合物,因此具有衰减性高、刚性也优良的效果。
具体而言,能够使通过后述的搭接剪切试验进行测量的作为衰减性能的指标的等效衰减常数(Heq)为0.21以上,同样地测量的刚性(Geq)可以为0.78~0.96。
等效衰减常数(Heq)以及刚性(Geq)通过搭接剪切试验进行测量。
图2为搭接型剪切试验用样品的模式化的侧视图。在图2中,符号4表示搭接型剪切试验用样品,符号5表示以压延的未硫化的橡胶组合物,符号6表示钢板。
未硫化橡胶组合物5是压延成宽25mm×长25mm×厚5mm的本发明的橡胶组合物的未硫化橡胶组合物。钢板6是表面被喷沙的被涂布金属粘结剂的钢板(宽度25mm×长100mm×厚20mm)。
搭接型剪切试验用样品4是将未硫化橡胶组合物5和钢板6如图2所示的一样的方式配置(层压)之后,在130℃条件下进行120分钟加压硫化而得到。
搭接剪切试验是利用振动机(鹭宫社制造)、输入信号振荡器、输出信号处理器,在以下的条件下进行。
利用如上所述地制作的搭接型剪切试验用样品,通过二轴剪切试验机,在变形频率0.5Hz、测量温度23℃的条件下求出施加十次175%应变时的每一次的剪切特征值的平均值。
具体而言,利用在所述搭接型剪切试验中得到的滞后曲线所示的Xmax以及Qmax,通过下述式(1)、(2)计算出等效衰减常数(Heq)以及刚性(Geq)。图3表示在搭接型剪切试验得到的滞后曲线的一个例子。
[数1]
式(1)中,ΔW是滞后回线的面积(图3中的斜线部分)。
式(2)中,Keq是由下述式(3)表示,H表示在高衰减层压体中层压的橡胶层的合计厚度,A为橡胶层的截面积。
[数2]
本发明的高衰减层压体利用本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)或者本发明的交联橡胶组合物,因此能够同时提高衰减性和刚性,因此,根据本发明的高衰减层压体,能够使高衰减性层压体的尺寸变小,以便满足得到相同特性(例如,衰减性)所必需的要求。
高衰减层压体只要是作为振动能量的吸收装置利用,其用途、适用条件等就没有特别限定。其中,由于具有上述的优良特性,优选作为建筑用振动能量的吸收装置使用,例如,各种抗震、除震、防震等振动能量的吸收装置(更加具体地说,例如,适用于道路桥梁的支撑或桥梁、大楼的基础抗震、房屋抗震用途、金属支撑、支撑的改造)。
下面说明本发明的充气轮胎。
本发明的充气轮胎是利用本发明的橡胶组合物形成的充气轮胎。
形成本发明的充气轮胎时所使用的橡胶组合物只要是本发明的橡胶组合物就没有特别限定。本发明的充气轮胎通过利用本发明的橡胶组合物而形成,因此能够同时提高抓地性能和刚性。使用本发明的橡胶组合物能够形成如充气轮胎的胎面部、胎侧部、带束层部。
另外,本发明的充气轮胎除了使用本发明的橡胶组合物之外没有特别的限定,例如,可以通过现有的公知的方法制造。另外,作为轮胎的填充气体除通常使用的空气或者调整氧分压的空气之外,还可以使用氮气、氩气、氦气等惰性气体。
实施例
下面,根据本发明的实施例更加详细地说明,但本发明并不局限于下述的实施例。
<橡胶组合物(高衰减层压体用)的制造>
按照下述第1表中所示的组成混合各化合物,并在B型班拍里混炼机混炼5分钟而制造未硫化橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)。
<高衰减层压体、交联橡胶组合物的制造>
将如上所述地得到的未硫化橡胶组合物压延成宽25mm×长25mm×厚5mm的尺寸。
将压延后的未硫化橡胶组合物(图2中的5)和将表面喷沙而涂布金属粘结剂的钢板(宽25mm×长100mm×厚20mm,图2中的6)以图2的搭接型剪切试验用样品4的侧视图所示一样地配置后,以130℃的温度加压硫化120分钟而制造高衰减层压体(交联橡胶组合物)。将所得到的高衰减层压体作为搭接型剪切试验用样品使用。
<搭接型剪切试验>
相对于如上所述地得到的搭接型剪切试验用样品,利用振动机(鹭宫社制造)、输入信号振荡器、输出信号处理器进行搭接剪切试验。另外,在各个实施例中使用的搭接型剪切试验用样品的数量为10个。
具体而言,相对于所述搭接型剪切试验用样品,通过二轴剪切试验机,在变形频率0.5Hz、测量温度23℃的条件下求出施加十次175%应变时的每一次的剪切特征值的平均值。
利用通过该搭接剪切试验得到的滞后曲线所示的Xmax以及Qmax,根据所述式(1)和(2)求出平均剪切特征值(Heq、Geq)。将其结果作为衰减常数、水平刚性常数表示在第1表中。将衰减常数、水平刚性常数的结果表示成以比较例1作为基准(100)的指数。
<切断时伸张率、刚性>
根据JIS K6251:2004,将硫化后的本发明的橡胶组合物剪切成厚度为2mm的哑铃形状的试验片(哑铃条3号形状),并测量在温度为23℃条件下的切断时伸张率[%]。其结果表示在表1中。
[表1]
第1表
另外,比较例1的水平刚性常数[刚性(Geq)]的值为0.75,衰减常数[等效衰减常数(Heq)]的值为0.18。
在第1表中所示的各成分的详细情况如下。
●橡胶A1:天然橡胶、TSR20、SIAM INDO RUBBER公司制造
●橡胶B1:乙烯基-顺式丁二烯橡胶、UBEPOL-VCR412、宇部兴产公司制造
●橡胶B2:苯乙烯-丁二烯共聚物、Nipol 1502、日本瑞翁公司制造
●炭黑1:ダイヤブラツク(商标名)I、三菱化学公司制造
●包含硅醇基的无机填充剂1:二氧化硅、Nipsil VN3、东曹硅石公司、BET比表面积215m2/g
●包含硅醇基的无机填充剂2:粘土、SUPREX CLAY、Kentucky-TennesseeClay Company制造
●不包含硅醇基的无机填充剂1:碳酸钙
●不包含硅醇基的无机填充剂2:碳酸镁
●石油树脂1:ハイレジン#120S(软化温度120℃,东邦化学公司制造)
●金属化合物1:氧化锌、锌华3号、正同化学工业公司制造
●聚乳酸1:LACEA H-440(熔点:155℃、数均分子量:78000、重均分子量:150000、三井化学公司制造)
●聚乳酸2:NatureWorks 4060D(软化温度81℃、重均分子量180000、NatureWorks公司制造)
●聚丙烯1:丙烯单聚物、商品名E-333GV、普瑞曼聚合物公司制造
●聚丙烯2:丙烯单聚物、商品名E-2900H、普瑞曼聚合物公司制造
●聚乙烯1:低密度聚乙烯(单聚物)、商品名YF30、日本聚乙烯公司(JapanPolyethylene Corporation)制造
●硫黄1:粉末硫黄、细井化学工业公司制造
●硫化促进剂1:NOCCELER CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、大内新兴化学工业公司制造
从第1表和附图4(图4为在本发明的实施例中得到的、表示衰减性和刚性之间关系的图表)中所示的结果可知,相对于在比较例1中制备的高衰减层压体用橡胶组合物施加聚乳酸类树脂的橡胶组合物(比较例2、3),与比较例1相比虽然衰减性提高但刚性下降。代替聚丙烯包含聚乙烯的比较例4也同样,与比较例1相比虽然衰减性提高但刚性下降,无法同时提高衰减性和刚性。
如果所混合的聚丙烯过量时,虽然水平刚性提高,但是无法得到高衰减层压体用橡胶组合物所要求的550%以上的断裂伸张率,因此在发挥高的衰减性能之前发生断裂,或者反复变形时容易疲劳,从而耐久性差(比较例5)。
相对于此,在实施例1~10中制造的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物),与比较例1相比不仅衰减性提高、并且刚性并没有下降而是提高。
如此,本发明的橡胶组合物(高衰减层压体用橡胶组合物)是衰减性提高,但其刚性并没有下降而是提高、能够同时提高衰减性和刚性。另外,本发明的高衰减层压体用橡胶组合物在低温(23℃)下的衰减性、刚性、耐久性优良,并且低温性能优良。
<橡胶组合物(充气轮胎用)的制造>
根据在下述第2表中所示的混合方法(各成分的使用量的单位为质量份),利用16L班拍里混炼机,将硫黄和硫化促进剂之外的成分以橡胶排出温度150℃进行混炼而得到混合物。接着,所得到的混合物上添加硫黄和硫化促进剂,并利用开放式炼胶机,在70℃的温度条件下混炼5分钟而得到未硫化橡胶组合物。
<充气轮胎的制造>
将如上所述地得到的未硫化橡胶组合物成形为胎面形状,并与其它轮胎部件贴合在一起,在170℃的条件下放入到轮胎用模具中加压硫化15分钟而得到充气轮胎。
<评价>
将如上所述地得到的橡胶组合物(充气轮胎用),利用充气轮胎通过以下所示的方法对其硬度、100%模数、抓地性进行了评价。其结果表示在第2表中。
<硬度>
从如上所述地制造的充气轮胎的胎面橡胶切取规定尺寸的试验片,以JIS K6253“硫化橡胶和热塑性橡胶的硬度试验方法”为基准,用弹簧型A测量室温下的硬度。发现硬度高时刚性也高。在本发明中将硬度作为充气轮胎的刚性的指标。
(100%模数)
根据JIS K6251:2004,从将如上所述地得到的未硫化橡胶组合物在148℃的条件下加压硫化45分钟而得到的硫化橡胶,从中切取厚度为2mm的哑铃形状试验片(哑铃条3号形状),并利用该试验片测量了温度为23℃中的100%模数(M100)[MPa]。根据M100评价刚性。
(抓地性能)
将如上所述地制造的充气轮胎的制动时的扭矩通过鼓试验机分别测量,并将其结果表示为以现有的充气轮胎所相当的比较例6的制动时扭矩值为100的指数值,从而对抓地性能进行评价。该值越大制动性能(抓地性能)越优良。
[表2]
第2表
在第2表中所示的成分的详细情况如下。
●橡胶B3(SBR):苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、日本瑞翁株式会社制造的N9520(苯乙烯结合量:35.0重量%)
●炭黑2:三菱化学株式会社制造的ダイヤブラツク(商标名)SA(N2SA:137m2/g)
●包含硅醇基的无机填充剂3(二氧化硅):二氧化硅、德固赛公司制造的ウルトラシ一ルVN3(BET:175m2/g)
●硅烷偶联剂1:双-[3-三乙氧基甲硅烷基-丙基]四硫化物,商品名Si69、DEGGUSA公司制造
●芳香油1:日本能源株式会社制造的ブロセスX-140
●硬脂酸:日本油脂株式会社制造
●金属化合物2(锌华):锌华,三井金属矿业株式会社制造
●蜡:日本精蜡株式会社制造的オゾエ一ス0355
●抗老化剂1:住友化学株式会社制造的抗原(antigen)6c(N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-p-苯二胺)
●硫黄2:鹤见化学工业株式会社制造
另外,在第2表中的橡胶A1、聚乳酸1、聚丙烯1、硫化促进剂1与在第1表中使用的一样。
从第2表中所示的结果可知,不包含聚丙烯的比较例6、7是100%模数、硬度低且刚性差,并且抓地性能低。
相对于此,实施例11、12是100%模数、硬度高且刚性优良,并且能够同时实现抓地性能和刚性。
关于具有本发明的橡胶组合物的形态,下面利用附图进行说明。
图6为用扫描探针显微镜(SMP)观察具有本发明的橡胶组合物的形态的一个例子的照片。
在图6中使用的橡胶组合物的样品(未硫化),作为两种以上能够交联的橡胶成分,包含第1表中所示的橡胶A1(NR)61质量份、第1表中所示的橡胶B1(BR)36质量份、第1表中所示的聚丙烯1(3质量份)。
扫描探针显微镜是在23℃下进行测量。所得到的照片是将样品的截面放大3500倍后的照片。用扫描探针显微镜进行测量的结果中,可理解为相同颜色的相位部分反映相同的硬度。
在图6中,橡胶组合物60将软相位61作为基体物质,其中具有细长而连续的硬相位63。
样品中所包含的橡胶成分和聚丙烯中最硬的是聚丙烯,因此可理解为在相位61中细长而连续的相位63是聚丙烯。
如此,可以理解为,图6的结果所示的是聚丙烯在橡胶组合物中形成聚丙烯的连续相(网络)的情况。
另外,在样品中虽然只有3质量份的聚丙烯,但在图6中,相位63占据比较宽的部分且形成大致连续的连续相。如附图5所示,这可以证明聚丙烯在不相溶的橡胶A和橡胶B的界面上不均匀分布,在橡胶组合物中形成聚丙烯的连续相的情况。
Claims (18)
1.一种橡胶组合物,包含两种以上能够交联的橡胶成分100质量份、具有硅醇基的无机填充剂10~100质量份、聚乳酸类树脂0.1~30质量份、聚丙烯0.1~10质量份。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物,其特征在于,所述橡胶成分为二烯类橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物,其特征在于,所述橡胶成分包含橡胶A和橡胶B,所述橡胶A和所述橡胶B不相溶。
4.根据权利要求1至3任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,所述橡胶成分包含橡胶A和橡胶B,所述橡胶A是从由天然橡胶以及聚异戊二烯构成的组中选择的至少一种,所述橡胶B是从由聚丁二烯以及丁二烯共聚物构成的组中选择的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的橡胶组合物,其特征在于,所述橡胶A和所述橡胶B的质量比(橡胶A/橡胶B)为90/10~10/90。
6.根据权利要求1至5任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,相对于所述橡胶成分100质量份,进一步包含石油树脂5~50质量份。
7.根据权利要求1至6任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,相对于所述橡胶成分100质量份,进一步包含除了所述具有硅醇基的无机填充剂之外的无机填充剂5~55质量份。
8.根据权利要求1至7任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,所述聚乳酸类树脂的熔点为180℃以下。
9.根据权利要求1至8任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,所述聚乳酸类树脂的数均分子量为1,000~200,000。
10.根据权利要求1至9任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,所述具有硅醇基的无机填充剂和所述聚乳酸类树脂的质量比(具有硅醇基的无机填充剂/聚乳酸类树脂)为1/1~10/1。
11.根据权利要求1至10任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,进一步包含炭黑,相对于所述橡胶成分100质量份,所述炭黑的量为10~90质量份。
12.根据权利要求1至11任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,进一步包含硅烷偶联剂,相对于所述具有硅醇基的无机填充剂100质量份,所述硅烷偶联剂的量为1~10质量份。
13.根据权利要求3至12任一项所述的橡胶组合物,其特征在于,所述聚丙烯在所述橡胶成分中形成连续相。
14.一种交联橡胶组合物,通过使权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物进行交联而得到,并且包含交联橡胶。
15.一种高衰减层压体用橡胶组合物,权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物或者权利要求14所述的交联橡胶组合物使用于高衰减层压体。
16.一种充气轮胎用橡胶组合物,权利要求1至13任一项所述的橡胶组合物或者权利要求14所述的橡胶组合物使用于充气轮胎。
17.一种高衰减层压体,通过将权利要求15所述的高衰减层压体用橡胶组合物和硬质板交替层压而得到。
18.一种充气轮胎,使用权利要求16所述的充气轮胎用橡胶组合物而形成。
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