CN109923154B - 橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的橡胶组合物含有以橡胶胶乳溶液及含炭黑(A)的浆料为原料的橡胶湿法母炼胶、橡胶及炭黑(B)，相对于所述橡胶湿法母炼胶中的100重量份的橡胶成分，所述橡胶湿法母炼胶中的炭黑(A)为1～35重量份，相对于所述橡胶组合物中的100重量份的全部橡胶成分，所述橡胶组合物中的炭黑(A)和(B)的总量为50重量份以上。根据本发明，能够提供可得到具有优异的低发热性及耐磨性的硫化橡胶的橡胶组合物及其制备方法。

Description

橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
以往，在橡胶行业中，已知为了提高制备含有炭黑的橡胶组合物时的加工性能和炭黑的分散性，使用橡胶湿法母炼胶。该橡胶湿法母炼胶为将含炭黑的浆料溶液与橡胶胶乳溶液以液相混合，然后，添加酸等凝固剂使之凝固，并进行回收及干燥而成的物质，所述含炭黑的浆料溶液通过预先以一定的比例将炭黑和分散溶剂混合，并用机械的力量使炭黑分散于分散溶剂中而成。
已知与使用以固相混合炭黑和橡胶而得到的橡胶干法母炼胶时相比，使用橡胶湿法母炼胶时，由于炭黑的分散性优异，因此能够得到耐磨性和低发热性等的橡胶物性优异的橡胶组合物(专利文献1～4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-224067号公报
专利文献2：日本特开2007-203903号公报
专利文献3：日本特开2006-225599号公报
专利文献4：日本特开2006-169483号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
另一方面，市场上，在以橡胶组合物为原料的橡胶产品(硫化橡胶)中，特别是对于小型货车用的轮胎的胎面胶，要求具有更低的发热性及耐磨性，由上述的专利文献那样的橡胶组合物得到的硫化橡胶并不能满足该特性。
本发明是鉴于上述实际情况而进行的，其提供能够得到具有优异的低发热性及耐磨性的硫化橡胶的橡胶组合物及其制备方法。
解决技术问题的技术手段
本发明涉及一种橡胶组合物，其含有以橡胶胶乳溶液及含炭黑(A)的浆料为原料的橡胶湿法母炼胶、橡胶及炭黑(B)，其特征在于，相对于所述橡胶湿法母炼胶中的100重量份的橡胶成分，所述橡胶湿法母炼胶中的炭黑(A)为1～35重量份，相对于所述橡胶组合物中的100重量份的全部橡胶成分，所述橡胶组合物中的炭黑(A)和(B)的总量为50重量份以上。
此外，本发明还涉及一种所述橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包含以下工序：混合所述橡胶胶乳溶液和所述含炭黑(A)的浆料溶液，从而制备含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液的工序(i)；凝固并干燥得到的含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液，从而制备橡胶湿法母炼胶的工序(ii)；向得到的橡胶湿法母炼胶中进一步添加所述橡胶和所述炭黑(B)，并进行干法混合的工序(iii)。
发明效果
本发明的橡胶组合物含有含特定量(低填充量)的炭黑(A)的橡胶湿法母炼胶、橡胶及炭黑(B)，且含有总量为一定量以上的所述炭黑(A)及(B)。由于通过设为这样的组合物，所述橡胶湿法母炼胶中的所述炭黑(A)为低填充量，因此推定所述橡胶组合物中的所述炭黑(B)偏向存在于与所述橡胶湿法母炼胶中的橡胶(的层)分开添加的所述橡胶(的层)中。因此，推定所述炭黑(A)及(B)能够均匀地分散于所述橡胶组合物的整个橡胶成分(橡胶基质)中，提高由所述橡胶组合物得到的硫化橡胶的低发热性及耐磨性。
此外，推定通过使用具有特定的DBP吸收量(邻苯二甲酸二丁酯吸收量)及碘吸附量的炭黑(A)及(B)，该炭黑和所述橡胶组合物中的橡胶成分的结合橡胶量增加，由此由所述橡胶组合物得到的硫化橡胶的耐磨性进一步得以提高。
具体实施方式
＜橡胶组合物＞
本发明的橡胶组合物含有以橡胶胶乳溶液及含炭黑(A)的浆料为原料的橡胶湿法母炼胶、橡胶及炭黑(B)。此外，橡胶组合物能够适当组合并含有各种掺合剂。
＜橡胶湿法母炼胶＞
所述橡胶湿法母炼胶通过将所述橡胶胶乳溶液及所述含炭黑(A)的浆料以液相混合并干燥而成。
作为所述橡胶胶乳溶液，能够使用天然橡胶胶乳溶液及合成橡胶胶乳溶液。
所述天然橡胶胶乳溶液是通过植物的代谢作用而产生的天然产物，特别优选分散溶剂为水的天然橡胶/水类的天然橡胶胶乳溶液。天然橡胶胶乳中的天然橡胶的数均分子量优选为200万以上，更优选为250万以上。关于天然橡胶胶乳溶液，可没有区别地使用浓缩胶乳或被称为田间胶乳的新鲜胶乳等。此外，作为合成橡胶胶乳溶液，例如可列举出通过对异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)等合成二烯类橡胶进行乳液聚合而制备得到的合成橡胶胶乳溶液。橡胶胶乳溶液可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
所述含炭黑(A)的浆料通过将炭黑(A)分散于分散溶剂中而成。
作为所述炭黑(A)，例如，除了SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF等在通常的橡胶工业中使用的炭黑以外，能够使用乙炔黑或科琴黑等导电性炭黑。在通常的橡胶工业中，炭黑(A)可以是考虑到其处理性能而被造粒的造粒炭黑，也可以是未造粒炭黑。炭黑(A)可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
优选所述炭黑(A)的DBP吸收量(邻苯二甲酸二丁酯吸收量)为100～150cm3/100g且碘吸附量为110～160mg/g。从硫化橡胶的耐磨性优异的角度出发，更优选炭黑(A)的DBP吸收量为110～140cm3/100g，并且，优选碘吸附量为120～150mg/g。
作为所述分散溶剂，特别优选使用水，例如可以是含有有机溶剂的水。分散溶剂可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
所述含炭黑(A)的浆料中的炭黑(A)的浓度没有特别限定，例如可以是1～20重量％，也可以是3～10重量％。
另外，橡胶湿法母炼胶中，除了所述橡胶胶乳溶液及所述含炭黑(A)的浆料以外，根据需要，也可以掺合例如表面活性剂、氧化锌、硬脂酸、抗老化剂、蜡或油等软化剂、加工助剂等通常在橡胶工业中使用的掺合剂。
＜橡胶＞
所述橡胶为与来自所述橡胶湿法母炼胶的橡胶成分分开使用的橡胶。作为所述橡胶，例如可列举出天然橡胶(NR)或异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等合成二烯类橡胶。橡胶可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
本发明的橡胶组合物中，优选所述橡胶组合物中的橡胶成分(来自所述橡胶胶乳溶液的橡胶成分和所述橡胶)为天然橡胶及合成二烯类橡胶的共混橡胶成分。特别是从硫化橡胶的低发热性及耐磨性优异的角度出发，优选来自橡胶胶乳溶液的橡胶成分为天然橡胶，所述橡胶为合成二烯类橡胶。作为合成二烯类橡胶，优选苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)。
＜炭黑(B)＞
作为所述炭黑(B)，可列举出与所述炭黑(A)相同的炭黑。所述炭黑(B)可以单独使用，也可以同时使用2种以上。此外，所述炭黑(B)和所述炭黑(A)可以是同一种类，也可以是不同种类。
以下，对本发明的橡胶组合物的各成分的掺合量进行说明。
在所述橡胶湿法母炼胶中，相对于所述橡胶湿法母炼胶中的100重量份的橡胶成分，所述橡胶湿法母炼胶中的炭黑(A)为1～35重量份。从硫化橡胶的低发热性及耐磨性优异的角度出发，相对于所述橡胶湿法母炼胶中的100重量份的橡胶成分，所述橡胶湿法母炼胶中的炭黑(A)更优选为3～30重量份。
在所述橡胶组合物中，相对于所述橡胶组合物中的100重量份的全部橡胶成分，所述橡胶组合物中的所述炭黑(A)和(B)的总量为50重量份以上。从硫化橡胶的低发热性及耐磨性优异的角度出发，相对于所述橡胶组合物中的100重量份的全部橡胶成分，所述橡胶组合物中的所述炭黑(A)和(B)的总量优选为55重量份以上，并且，优选为100重量份以下，更优选为80重量份以下。
在所述橡胶组合物中，从提高硫化橡胶的耐磨性的角度出发，优选在所述橡胶组合物中所含的所述炭黑(A)和(B)的总量中，所述炭黑(A)的含量比例为1～25重量％，更优选为3～20重量％。
在所述橡胶组合物中，所述橡胶组合物中的橡胶成分为天然橡胶及合成二烯类橡胶的混合成分时，优选在所述共混橡胶成分中，所述天然橡胶为20～50重量％，更优选为30～45重量％。
＜各种掺合剂＞
所述橡胶组合物中可进一步使用各种掺合剂。作为可以使用的掺合剂，例如可列举出硫磺类硫化剂、硫化促进剂、抗老化剂、二氧化硅、硅烷偶联剂、氧化锌、亚甲基受体及亚甲基供体、硬脂酸、硫化促进助剂、硫化延迟剂、有机过氧化物、蜡或油等软化剂、加工助剂等通常在橡胶工业中使用的掺合剂。
所述硫磺类硫化剂的硫磺为通常的橡胶用硫磺即可，例如可以使用硫磺粉、沉淀硫磺、不溶性硫磺、高分散性硫磺等。硫磺类硫化剂可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
相对于橡胶组合物中所含的100重量份的橡胶成分，优选所述硫磺的含量为0.3～6.5重量份。若硫磺的含量小于0.3重量份，则硫化橡胶的交联密度不足、橡胶强度等下降，若超过6.5重量份，则特别是耐热性及耐久性均恶化。为了良好地确保硫化橡胶的橡胶强度，更加提高耐热性和耐久性，相对于橡胶组合物中所含的100重量份的橡胶成分，硫磺的含量更优选为1.0～5.5重量份。
所述硫化促进剂为通常的橡胶用硫化促进剂即可，可列举出亚磺酰胺类硫化促进剂、秋兰姆类硫化促进剂、噻唑类硫化促进剂、硫脲类硫化促进剂、胍类硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐类硫化促进剂等。硫化促进剂可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
相对于橡胶组合物中所含的100重量份的橡胶成分，所述硫化促进剂的含量优选为1～5重量份。
所述抗老化剂为通常的橡胶用抗老化剂即可，可列举出芳香族胺类抗老化剂、胺-酮类抗老化剂、单酚类抗老化剂、双酚类抗老化剂、多酚类抗老化剂、二硫代氨基甲酸盐类抗老化剂、硫脲类抗老化剂等。抗老化剂可以单独使用，也可以同时使用2种以上。
相对于橡胶组合物中所含的100重量份的橡胶成分，所述抗老化剂的含量优选为1～5重量份。
＜橡胶组合物的制备方法＞
以下，对本发明的橡胶组合物的制备方法进行具体的说明。该制备方法包含以下工序：混合所述橡胶胶乳溶液和所述含炭黑(A)的浆料溶液，从而制备含炭黑的橡胶胶乳溶液的工序(i)；凝固并干燥得到的含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液，从而制备橡胶湿法母炼胶的工序(ii)；向得到的橡胶湿法母炼胶中进一步添加所述橡胶及所述炭黑(B)，并进行干法混合的工序(iii)。
＜工序(i)＞
在本发明的工序(i)中，混合所述橡胶胶乳溶液和所述含炭黑(A)的浆料溶液，从而制备含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液。
所述含炭黑(A)的浆料通过将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中而成。特别是在本发明中，优选所述工序(i)包含以下工序：将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中时，通过添加所述橡胶胶乳溶液的至少一部分，从而制备含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液的工序(i-(a))；以及混合得到的含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液和剩余的橡胶胶乳溶液，从而制备含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的橡胶胶乳溶液的工序(i-(b))。以下，对工序(i-(a))及工序(i-(b))进行说明。
＜工序(i-(a))＞
本发明的工序(i-(a))中，将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中时，通过添加所述橡胶胶乳溶液的至少一部分，从而制备含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液。可以在事先将所述橡胶胶乳溶液与所述分散溶剂混合后，添加所述炭黑(A)并使其分散。此外，可以向所述分散溶剂中添加所述炭黑(A)，接着以规定的添加速度添加所述橡胶胶乳溶液，并同时将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中，或者，也可以向所述分散溶剂中添加所述炭黑(A)，接着分几次添加一定量的所述橡胶胶乳溶液，并同时将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中。在存在有所述橡胶胶乳溶液的状态下，通过将所述炭黑(A)分散于所述分散溶剂中，能够制备所述含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液。作为所述工序(i-(a))中的橡胶胶乳溶液的添加量，相对于使用的橡胶胶乳溶液的总量(工序(i-(a))及工序(i-(b))中添加的总量)，可例示出0.075～12重量％。
所述工序(i-(a))中，优选添加的橡胶胶乳溶液的橡胶成分的量以与炭黑(A)的重量比计为0.25～15％，优选为0.5～6％。此外，优选添加的橡胶胶乳溶液中的橡胶成分的浓度为0.2～5重量％，更优选为0.25～1.5重量％。在这些情况下，能够制备橡胶胶乳颗粒确实地附着在炭黑(A)上、且炭黑(A)的分散度得到了提高的橡胶湿法母炼胶。
在所述工序(i-(a))中，在所述橡胶胶乳溶液的存在下，作为混合所述炭黑(A)及所述分散溶剂的方法，例如可列举出使用高剪切混合器、高速剪切混合器(high shearmixer)、均质混合机、球磨机、珠磨机、高压均化器、超声波均化器、胶体磨等通常的分散机从而使炭黑分散的方法。
所述“高剪切混合器”为具备转子和定子的混合器，是指通过在可高速旋转的转子和被固定的定子间设定了精密的间隙的状态下旋转转子，从而发挥高剪切作用的混合器。为了生成这样的高剪切作用，优选将转子与定子的间隙设为0.8mm以下，将转子的圆周速度设为5m/s以上。这样的高剪切混合器能够使用市售产品，例如可列举出Silverson公司制造的“高速剪切混合器”。
在本发明中，在所述橡胶胶乳溶液的存在下，混合所述炭黑(A)及所述分散溶剂，制备所述含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液时，为了提高所述炭黑(A)的分散性，也可以添加表面活性剂。作为表面活性剂，能够使用在橡胶行业中公知的表面活性剂，例如可列举出非离子性表面活性剂、阴离子类表面活性剂、阳离子类表面活性剂、两性类表面活性剂等。此外，也可以使用乙醇等醇来代替表面活性剂、或在表面活性剂的基础上使用乙醇等醇。但是，使用表面活性剂时，由于担心最终的硫化橡胶的橡胶物性会下降，因此，相对于橡胶胶乳溶液的100重量份的橡胶成分，表面活性剂的掺合量优选为2重量份以下，更优选为1重量份以下，优选基本上不使用表面活性剂。
＜工序(i-(b))＞
本发明的工序(i-(b))中，混合含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液和剩余的橡胶胶乳溶液，从而制备含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的橡胶胶乳溶液。以液相混合所述含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液和所述剩余的橡胶胶乳溶液的方法没有特别限定，例如可列举出使用高剪切混合器、高速剪切混合器、均质混合机、球磨机、珠磨机、高压均化器、超声波均化器、胶体磨等通常的分散机，从而混合所述含有附着了橡胶胶乳颗粒的炭黑(A)的浆料溶液和所述剩余的橡胶胶乳溶液的方法。根据需要，也可以在混合时对分散机等混合体系的整体进行加温。
考虑到下一工序(ii)中的干燥时间·劳力，优选所述剩余的橡胶胶乳溶液的橡胶成分的浓度比工序(i-(a))中添加的橡胶胶乳溶液的橡胶成分的浓度高，具体而言，橡胶成分的浓度优选为10～60重量％，更优选为20～30重量％。
＜(2)工序(ii)＞
本发明的工序(ii)中，凝固并干燥所述含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液，从而制备橡胶湿法母炼胶。
作为所述凝固的方法，例如可列举出使所述含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液中含有凝固剂，从而得到含炭黑(A)的橡胶凝固物的方法。此时，作为凝固剂，能够使用作为橡胶胶乳溶液的凝固用的常用的甲酸、硫酸等酸或者氯化钠等盐。
作为所述干燥的方法，例如，能够使用单螺杆挤出机、烤箱、真空干燥机、空气干燥机等各种干燥装置。
另外，在所述凝固工序之前或之后，根据需要，以适度减少所述含炭黑(A)的橡胶凝固物所含的水分为目的，例如也可以设置离心分离工序或加热工序等固液分离工序。固液分离工序中，可以根据需要，使所述含炭黑(A)的橡胶胶乳溶液中含有絮凝剂后，回收得到的凝聚体，并进行干燥。作为絮凝剂，可以无限制地使用作为橡胶胶乳溶液的絮凝剂而公知的絮凝剂，具体而言，例如可列举出阳离子性絮凝剂。
＜(3)工序(iii)＞
本发明的工序(iii)中，向所述橡胶湿法母炼胶中进一步添加所述橡胶和所述炭黑(B)，并进行干法混合，从而制备橡胶组合物。进一步，所述干法混合中可根据需要，掺合所述各种掺合剂。
在所述工序(iii)中，各原料(各成分)的掺合方法没有特别限定，例如可列举出将除硫磺类硫化剂及硫化促进剂等硫化类成分以外的成分以任意的顺序添加并混炼的方法、同时添加并混炼的方法、或者同时添加并混炼所有成分的方法等。
作为所述干法混合，例如可列举出使用班伯里混炼机、捏合机、辊等在通常的橡胶工业中使用的混炼机而进行混炼的方法。混炼次数可以是1次，也可以是多次。混炼时间根据使用的混炼机的大小等而不同，但通常设为2～5分钟左右即可。此外，橡胶组合物中不含所述硫化类成分时，优选将混炼机的排出温度设为120～170℃，更优选将其设为120～150℃。橡胶组合物中含有所述硫化类成分时，优选将混炼机的排出温度设为80～110℃，更优选将其设为80～100℃。
由本发明的橡胶组合物得到的硫化橡胶具有低发热性及耐磨性，因此适用于小型货车用的轮胎的胎面胶。
实施例
以下列举实施例对本发明进行说明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
(使用原料)
a)炭黑(CB)：
炭黑1(CB1)：“SEAST 9H(SAF-HS)”(DBP吸收量130cm3/100g，碘吸附量139mg/g)(Tokai Carbon Co.,Ltd.制造)
炭黑2(CB2)：“SEAST 7HM(N234)”(DBP吸收量125cm3/100g，碘吸附量120mg/g)(Tokai Carbon Co.,Ltd.制造)
b)分散溶剂：水
c)橡胶胶乳溶液：
天然橡胶胶乳溶液“NR田间胶乳”(Golden Hope Corporation制造)(DRC＝31.2％)
d)凝固剂：甲酸(一级85％，稀释10％溶液，并将pH调节至1.2)(nacalai.co.jp制造)
e)油：“process NC140”(JXTG Nippon Oil&Energy Corporation制造)
f)氧化锌：“氧化锌1号”(MITSUI MINING&SMELTING CO.,LTD.制造)
g)抗老化剂：N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺，“NOCRAC 6C”(OUCHISHINKO CHEMICAL INDUSTRIAL CO.,LTD.制造)
h)硬脂酸：“Lunac S-20”(Kao Corporation制造)
i)蜡：“OZOACE0355”(NIPPON SEIRO CO.,LTD制造)
j)硫磺：“添加有5％油的微粉末硫磺”(Tsurumi Chemical IndustryCo.,ltd.制造)
k)硫化促进剂：“SOXINOL CZ”(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)
l)天然橡胶(NR)：“RSS#3”
m)苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)：“SBR1502”(JSR Corporation制造)
n)丁二烯橡胶(BR)：“BR150B”(UBE INDUSTRIES,LTD.制造)
＜实施例1＞
＜橡胶湿法母炼胶(WMB)的制备＞
以成为表1中记载的掺合量的方式，向调整为浓度0.5重量％的稀薄天然橡胶胶乳溶液中添加炭黑(胶乳溶液的橡胶成分的量以与炭黑的重量比计为1重量％)，使用PRIMIXCorporation制造的ROBOMIX使炭黑分散于其中(该ROBOMIX的条件：9000rpm，30分钟)，由此制备含有附着了天然橡胶胶乳颗粒的炭黑的浆料溶液(工序(i-(a)))。接着，以使橡胶成分的量成为100重量份的方式，将剩余的天然橡胶浓缩胶乳溶液(以使固体成分(橡胶)浓度成为25重量％的方式添加水来进行调整而得到的胶乳溶液)与工序(i)-(a)中使用的天然橡胶胶乳溶液一并添加到得到的、含有附着了天然橡胶胶乳颗粒的炭黑的浆料溶液中后，使用SANYO SHOKAI LTD.制造的家庭用混合器SM-L56型进行混合(该混合器的条件：11300rpm，30分钟)，制备含有附着了天然橡胶胶乳颗粒的炭黑的天然橡胶胶乳溶液(工序(i)-(b))。
向上述得到的含有附着了天然橡胶胶乳颗粒的炭黑的天然橡胶胶乳溶液中，添加作为凝固剂的甲酸10重量％水溶液直至pH变为4，在加温至60℃的状态下，使含有附着了天然橡胶胶乳颗粒的炭黑的天然橡胶胶乳溶液凝固，得到凝固物。通过在加温至60℃的状态下，将凝固物从溶液中分离(使用SUS Corporation制造的冲压金属，以
Figure GDA0002028897020000111
3.5P过滤分离)，使用SUEHIRO EPM Corporation制造的挤压式单轴挤压脱水机(V-02型)进行干燥，制备天然橡胶湿法母炼胶(WMB(4))(工序(ii))。
＜橡胶组合物的制备＞
通过使用班伯里混炼机对上述得到的橡胶湿法母炼胶(WMB(4))和表2中记载的各原料(除硫磺和硫化促进剂以外的成分)进行干法混合(混炼时间：3分钟，排出温度：150℃)，制备橡胶组合物。接着，通过向得到的橡胶组合物中添加表2中记载的硫磺、硫化促进剂，使用班伯里混炼机进行干法混合(混炼时间：1分钟，排出温度：90℃)，制备未硫化橡胶组合物(工序(iii))。另外，表2中的掺合比率以将橡胶组合物中所含的橡胶成分的总量设为100重量份时的重量份(phr)进行表示。
＜实施例2～30＞
除了将各原料的种类及其掺合量变更为表1～4所示以外，通过与实施例1相同的方法，制备橡胶湿法母炼胶及未硫化橡胶组合物。
＜比较例1～2、11～12、21～22＞
使用班伯里混炼机将表2～4中记载的各原料(除硫磺和硫化促进剂以外的成分)进行干法混合(混炼时间：3分钟，排出温度：150℃)，由此制备橡胶组合物。接着，通过向得到的橡胶组合物中，添加表2～4中记载的硫磺、硫化促进剂，并使用班伯里混炼机进行干法混合(混炼时间：1分钟，排出温度：90℃)，制备未硫化橡胶组合物。
＜比较例3～10、13～20、23～30＞
除了将各原料的种类及其掺合量变更为表1～4所示以外，通过与实施例1相同的方法，制备橡胶湿法母炼胶及未硫化橡胶组合物。
通过将上述的实施例及比较例中得到的未硫化橡胶组合物，在150℃、30分钟的条件下进行硫化，制备硫化橡胶。对得到的硫化橡胶进行以下的评价。评价结果示于表2～4。
＜低发热性的评价＞
使用TOYO SEIKI Co.,Ltd.制造的粘弹性试验机进行低发热性的评价，在静形变10％、动形变±1％、频率10Hz、温度60℃的条件下，测定损耗因数tanδ，实施例1～10、比较例2～10以将比较例1的值设为100时的指数进行表示，实施例11～20、比较例12～20以将比较例11的值设为100时的指数进行表示，实施例21～30、比较例22～30以将比较例21的值设为100时的指数进行表示。指数越小则越难发热，表示低发热性优异。
＜耐磨性的评价＞
基于JIS K6264、使用WAMOTO Quariz GlassLab Co.,Ltd.制造的兰伯恩磨耗试验机(Lambourn Abrasion Tester)，对得到的硫化橡胶的试验片进行耐磨性的评价，以负载40N、滑移率30％、温度23℃、落沙量20g/分钟测定磨损量，关于磨损量的倒数，实施例1～10、比较例2～10以将比较例1的值设为100时的指数进行表示，实施例11～20、比较例12～20以将比较例11的值设为100时的指数进行表示，实施例21～30、比较例22～30以将比较例21的值设为100时的指数进行表示。指数越大则磨损量越少，表示耐磨性优异。
Figure GDA0002028897020000141
Figure GDA0002028897020000151
Figure GDA0002028897020000161
Figure GDA0002028897020000171

Claims (3)

1.一种橡胶组合物，其含有以橡胶胶乳溶液及含炭黑A的浆料为原料的橡胶湿法母炼胶、橡胶及炭黑B，其特征在于，
相对于所述橡胶湿法母炼胶中的100重量份的橡胶成分，所述橡胶湿法母炼胶中的炭黑A为1～35重量份，
相对于所述橡胶组合物中的100重量份的全部橡胶成分，所述橡胶组合物中的炭黑A和炭黑B的总量为50重量份以上，
所述炭黑A及炭黑B的DBP吸收量为100～150cm3/100g且碘吸附量为110～160mg/g。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中的橡胶成分为天然橡胶及合成二烯类橡胶的共混橡胶成分。
3.一种权利要求1～2中任一项所述的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包含以下工序：
混合所述橡胶胶乳溶液和所述含炭黑A的浆料溶液，从而制备含炭黑A的橡胶胶乳溶液的工序(i)；
凝固并干燥得到的含炭黑A的橡胶胶乳溶液，从而制备橡胶湿法母炼胶的工序(ii)；
向得到的橡胶湿法母炼胶中，进一步添加所述橡胶及所述炭黑B，并进行干法混合的工序(iii)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06287356A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
CN104334616A (zh) * 2012-10-11 2015-02-04 东洋橡胶工业株式会社 橡胶湿法母炼胶
JP2016035030A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005220187A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP4582703B2 (ja) 2004-12-20 2010-11-17 株式会社ブリヂストン ゴム組成物およびタイヤ
JP2006225599A (ja) 2005-02-21 2006-08-31 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP4944451B2 (ja) 2006-02-02 2012-05-30 株式会社ブリヂストン 重荷重用空気入りタイヤ
JP2007224067A (ja) 2006-02-21 2007-09-06 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤ
JP5676588B2 (ja) * 2010-05-19 2015-02-25 株式会社ブリヂストン ウエットマスターバッチの製造方法、ゴム組成物及びタイヤ
US9757989B2 (en) * 2013-03-11 2017-09-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with ribbed tread
JP6496218B2 (ja) * 2015-09-09 2019-04-03 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06287356A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
CN104334616A (zh) * 2012-10-11 2015-02-04 东洋橡胶工业株式会社 橡胶湿法母炼胶
JP2016035030A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ

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