CN108219228A - 橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种橡胶组合物，其特征在于，当橡胶成分的总量为100质量份时，含有1～40质量份的、Tg为－40～20℃且完全非晶质的烯烃系弹性体。优选还含有1～40质量份的液体橡胶，优选含有末端改性聚苯乙烯丁二烯橡胶作为橡胶成分，优选含有二氧化硅作为加强性填料。

Description

橡胶组合物

技术领域

本发明涉及加工性优异的橡胶组合物，该橡胶组合物作为刚性及WET性能优异的轮胎用硫化橡胶的原料非常有用。

背景技术

通常，轮胎在各种行驶环境中使用，要求对例如雨中、湿润路面上的抓地性能、亦即WET性能进行改良。出于提高该WET性能的目的而进行橡胶组合物的配合设计的情况下，得到的硫化橡胶的刚性有时会降低，结果，例如轮胎的操纵稳定性有时会恶化。亦即，轮胎的WET性能和刚性存在二律背反的关系，要求使这些性能平衡良好地提高的技术。

下述专利文献1中，记载有以下技术：出于同时实现充气轮胎的低放热性和高模量的目的，在含有二烯系橡胶的橡胶组合物中配合酸改性聚烯烃和聚烯烃。

另外，下述专利文献2中，记载有以下技术：出于提高作为充气轮胎的原料的橡胶组合物的加工性的目的，在橡胶组合物中配合熔体质量流动速率为100g/10min以上的酸改性聚烯烃。

另外，下述专利文献3中，记载有以下技术：出于平衡良好地提高充气轮胎的湿抓地性能和高温条件下的操纵稳定性的目的，在橡胶组合物中配合二氧化硅及熔点为60℃以下的结晶性高级α－烯烃共聚物。

此外，下述专利文献4中，记载有以下技术：出于提高硫化橡胶的撕裂强度的目的，在作为原料的橡胶组合物中配合聚烯烃共聚物或聚丙烯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－30800号公报

专利文献2：日本特开2016－29118号公报

专利文献3：日本特开2011－79940号公报

专利文献4：日本特表2002－534548号公报

发明内容

但是，本发明的发明人进行了潜心研究，结果判明，上述现有技术中，在制成硫化橡胶的情况下，关于轮胎的WET性能和刚性的同时实现还具有进一步改良的余地。此外判明，关于橡胶组合物的加工性，也具有进一步改良的余地。

本发明是鉴于上述实际情况而实施的，其目的在于，提供一种作为轮胎的WET性能和刚性均平衡良好地提高的硫化橡胶的原料且加工性优异的橡胶组合物。

上述课题可通过下述构成来解决。即，本发明涉及一种橡胶组合物，其特征在于，当橡胶成分的总量为100质量份时，含有1～40质量份的、Tg为－40～20℃且完全非晶质的烯烃系弹性体。

本发明所涉及的橡胶组合物含有规定量的上述特定的烯烃系弹性体，由此，发挥出橡胶的增塑效果，结果，橡胶组合物的加工性得到提高，并且，维持得到的硫化橡胶的刚性，并且，高温区域的tanδ得到改善，从而轮胎的WET性能得到提高。应予说明，本发明所涉及的橡胶组合物还含有1～40质量份的液体橡胶的情况下，橡胶组合物的加工性和得到的硫化橡胶的轮胎的WET性能及刚性均进一步提高，故优选。

具体实施方式

本发明所涉及的橡胶组合物的特征在于，含有Tg为－40～20℃且完全非晶质的烯烃系弹性体。

作为上述烯烃系弹性体，例如可以举出具有乙烯、丙烯、丁烯、1－戊烯、4－甲基戊烯、1－己烯、1－辛烯等α-烯烃作为重复单元的聚烯烃。这些重复单元中，优选使用具有包含从由乙烯、丙烯及丁烯构成的组中选择的至少1种的单体作为重复单元的聚合物。

本发明中，作为上述聚烯烃，特别使用玻璃化温度(Tg)为－40～20℃且完全非晶质的聚烯烃。为了提高橡胶组合物的加工性、并且进一步提高得到的硫化橡胶的轮胎的WET性能和刚性，更优选使用Tg为－20～10℃的聚烯烃。

对于本发明所涉及的橡胶组合物，当橡胶成分的总量为100质量份时，含有1～40质量份的、Tg为－40～20℃且完全非晶质的烯烃系弹性体。为了提高橡胶组合物的加工性、并且进一步提高得到的硫化橡胶的轮胎的WET性能和刚性，当橡胶成分的总量为100质量份时，更优选含有1～25质量份的上述特定的烯烃系弹性体。

本发明所涉及的橡胶组合物优选含有二烯系橡胶作为橡胶成分。作为二烯系橡胶，例如可以举出：天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、聚丁二烯(BR)、聚苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等。根据需要还可以适当地使用对末端进行改性而得到的橡胶(例如、末端改性SBR等)或者为了赋予所期望的特性而进行改性得到的橡胶(例如、改性NR)。

上述二烯系橡胶中，为了平衡良好地提高橡胶组合物的加工性和得到的硫化橡胶的刚性及轮胎的WET性能，优选在橡胶组合物中配合末端改性SBR，特别是，当橡胶成分的总量为100质量份时，优选含有5～80质量份的末端改性SBR。

本发明所涉及的橡胶组合物还含有液体橡胶的情况下，橡胶组合物的加工性和得到的硫化橡胶的轮胎的WET性能、刚性进一步提高，故优选。液体橡胶为可通过交联及扩链反应而成为橡胶弹性体的、分子量为几千的链状分子，且具有流动性。优选在分子末端具有氨基、羟基、羧基、异氰酸酯基、巯基或卤素等官能团。作为液体橡胶，可以举出：二烯橡胶系(1，2－BR、1，4－BR、1，4－IR、SBR、NBR、CR、IIR)、硅橡胶系、聚氨酯橡胶系及多硫化橡胶系等。当橡胶成分的总量为100质量份时，橡胶组合物中的液体橡胶的配合量优选为1～40质量份，更优选为1～20质量份。

本发明所涉及的橡胶组合物优选含有二氧化硅作为填料。作为二氧化硅，使用通常的橡胶加强用的湿式二氧化硅、干式二氧化硅、溶胶－凝胶二氧化硅、表面处理二氧化硅等。其中，优选湿式二氧化硅。当橡胶成分的总量为100质量份时，二氧化硅的配合量优选为20～120质量份，更优选为40～100质量份。

作为硅烷偶联剂，只要为分子中包含硫的物质即可，没有特别限定，可以使用橡胶组合物中与二氧化硅一起配合的各种硅烷偶联剂。例如可以举出：双(3－三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(例如、Degussa公司制“Si69”)、双(3－三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(例如、Degussa公司制“Si75”)、双(2－三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4－三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3－三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2－三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物等硫化物硅烷；γ－巯基丙基三甲氧基硅烷、γ－巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、巯基丙基二甲基甲氧基硅烷、巯基乙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷；3－辛酰基硫代－1－丙基三乙氧基硅烷、3－丙酰基硫代丙基三甲氧基硅烷等受保护的巯基硅烷。硅烷偶联剂的配合量相对于二氧化硅100质量份而言，优选为1～20质量份，更优选为3～10质量份。

本发明所涉及的橡胶组合物除了配合二烯系橡胶、烯烃系弹性体、液体橡胶、二氧化硅及硅烷偶联剂以外，还可以配合炭黑、硫化系配合剂、抗老化剂、氧化锌、硬脂酸、蜡、油等软化剂、加工助剂等。

炭黑除了使用例如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF等通常的橡胶工业中使用的炭黑以外，还可以使用乙炔黑、科琴黑等导电性炭黑。

本发明所涉及的橡胶组合物相对于二烯系橡胶100质量份而言，优选配合1～80质量份的炭黑，更优选为5～60质量份。

作为抗老化剂，可以将通常用于橡胶的、芳香族胺系抗老化剂、胺－酮系抗老化剂、单酚系抗老化剂、双酚系抗老化剂、多酚系抗老化剂、二硫代氨基甲酸盐系抗老化剂、硫脲系抗老化剂等抗老化剂单独或适当混合使用。抗老化剂的含量相对于橡胶成分100质量份而言，优选为0.1～10质量份。

作为硫化系配合剂，可以举出：硫、有机过氧化物等硫化剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、硫化延迟剂等。

作为硫化系配合剂的硫只要为通常的橡胶用硫即可，例如可以使用粉末硫、沉降硫、不溶性硫、高分散性硫等。考虑硫化后的橡胶物性、耐久性等的情况下，硫相对于橡胶成分100质量份的配合量按硫成分换算优选为0.1～10质量份。

作为硫化促进剂，可以将通常用于橡胶硫化的、次磺酰胺系硫化促进剂、秋兰姆系硫化促进剂、噻唑系硫化促进剂、硫脲系硫化促进剂、胍系硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐系硫化促进剂等硫化促进剂单独或适当混合使用。硫化促进剂相对于橡胶成分100质量份的配合量优选为0.1～10质量份。

本发明所涉及的橡胶组合物是通过使用班伯里混合机、捏合机、辊子等通常的橡胶工业中使用的混炼机将二烯系橡胶、烯烃系弹性体、液体橡胶、二氧化硅及硅烷偶联剂、以及根据需要的、炭黑、硫化系配合剂、抗老化剂、氧化锌、硬脂酸、蜡、油等软化剂、加工助剂等混炼而得到的。

另外，上述各成分的配合方法没有特别限定，可以为：将硫系硫化剂及硫化促进剂等硫化系配合剂以外的配合成分预先混炼而制成母炼胶、添加剩余成分、进一步混炼的方法；将各成分按任意的顺序添加、混炼的方法；以及将全部成分同时添加、混炼的方法等中的任意一种。

实施例

以下，对本发明的具体地给出了构成和效果的实施例等进行说明。应予说明，对于实施例等中的评价项目，基于下述的评价条件，对将各橡胶组合物于150℃加热30分钟、硫化而得到的橡胶样品进行评价。

(1)WET性能(湿抓地)

使用东洋精机(株)制的粘弹性试验机，以频率10Hz、静态应变10％、动态应变1％、温度0℃测定损耗系数tanδ，以比较例1的值为100而得到的指数进行表示。数值越高，意味着WET性能越优异。

(2)刚性(硬度)

依据JISK 6253，使用A型硬度计，于23℃进行测定，以比较例1的值为100而得到的指数进行表示。数值越高，意味着刚性越优异。

(3)加工性

依据JIS K6300，使用东洋精机(株)制无转子门尼测定机，将未硫化橡胶于100℃预热1分钟后，以门尼单位测定4分钟后的转矩值，以比较例1的值为100而得到的指数进行表示。数值越低，意味着橡胶组合物的加工性越优异。

(橡胶组合物的调制)

按照表1的配合处方，配合实施例1～7及比较例1～5的橡胶组合物，使用通常的班伯里混合机进行混炼，调制橡胶组合物。以下，给出表1中记载的各配合剂(表1中，以相对于橡胶成分100质量份的质量份数表示各配合剂的配合量)。

a)弹性体成分

烯烃系弹性体1：住友化学公司制“Tafthren X1102”、Tg：－9℃、非晶性聚烯烃

烯烃系弹性体2：住友化学公司制“Tafthren X1104”、Tg：－24℃、非晶性聚烯烃

烯烃系弹性体3：三井化学公司制“APL6509T”、Tg：80℃、非晶性聚烯烃

烯烃系弹性体4：三井化学公司制“TAFMER P－0275”、Tm：28℃、结晶性聚烯烃

苯乙烯系热塑性弹性体(苯乙烯－氢化SB－苯乙烯嵌段共聚物)；旭化成公司制“S.O.E.S1611”、Tg：9℃

b)橡胶成分

SBR1(末端未改性SBR)：Lanxess公司制“VSL5025－0HM”

SBR2(末端改性SSBR)：JSR公司制“HPR350”

BR：宇部兴产公司制“BR150B”

c)二氧化硅：东曹·二氧化硅公司制“Nipsil AQ”

d)炭黑：三菱化学公司制“Diablack N341”

e)硅烷偶联剂：Evonik·Degussa公司制“Si69”

f)油：JOMO公司制“Process NC140”

g)液体橡胶：Kuraray公司制“LBR307”(Tg－95℃、液体聚丁二烯)

h)氧化锌：三井金属矿业公司制“锌华1号”

i)抗老化剂：住友化学公司制“Antigene 6C”

j)硬脂酸：花王公司制“LUNAC S－20”

k)蜡：日本精蜡公司制“OZOACE0355”

l)硫：鹤见化学工业公司制“5％充油微粉末硫”

m)硫化促进剂

硫化促进剂1：住友化学公司制“Soxinol CZ”

硫化促进剂2：大内新兴化学工业公司制“Nocceler D”

表1

由表1的结果可知：实施例1～5所涉及的橡胶组合物的加工性优异，且这些橡胶组合物的硫化橡胶的WET性能及刚性优异。特别是可知：配合有液体橡胶的橡胶组合物的加工性优异，并且，硫化橡胶的WET性能优异。

Claims (2)

1.一种橡胶组合物，其特征在于，

当橡胶成分的总量为100质量份时，含有1～40质量份的、Tg为－40～20℃且完全非晶质的烯烃系弹性体。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，

还含有1～40质量份的液体橡胶。