JP2006291041A - 表面改質シリカ、それを含むゴム組成物及びシリカの改質方法 - Google Patents
表面改質シリカ、それを含むゴム組成物及びシリカの改質方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 シリカ粒子表面の細孔中にイソシアナートと多価アルコール又はアミンとの混合物又は分子内にエポキシ基を2個以上持つ数平均分子量が1000以下の低分子化合物を含浸させ、熱又は光により重合反応を開始し前記混合物又は低分子化合物を開環重合又は縮重合させ数平均分子量3000以上にポリマー化し、該シリカ粒子表面にポリマー被覆層を形成した表面改質シリカ、及びジエン系ゴム成分100重量部に対して、前記表面改質シリカを20〜100重量部含むゴム組成物。
【選択図】 なし
Description
室温で撹拌中のシリカ(トクヤマ(株)製、ニプシールAQ、BET=200m2/g)に対して、ポリメリックメチレン−ビス(4−フェニルイソシアナート)(p−MDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)との重量比がp−MDI/PTMG=0.64/2.36の混合物をシリカ重量に対して表1に記載の処理量(重量%)で滴下して混合し、シリカ粒子表面の細孔に含浸させた。次ぎに、前記含浸処理済みシリカを空気下、100℃にて表1に記載の処理時間(時間)で加熱処理し、混合物を付加重合させポリマーで被覆されたウレタン改質シリカA〜Dを調整した。それぞれの改質シリカよりポリマーを抽出し、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)法(GPC;東ソー製HLC−8020、カラム;東ソー製GMH−XL(2本直列)使用)により分析し数平均分子量を測定し、表1に示した。
スチレンブタジエンゴム(JSR(株)製、SBR1500)100重量部に対して、表2に記載の配合量(重量部)にて上記表面改質シリカ及び従来の未改質シリカと、下記共通の配合剤(重量部)とを配合し、20リットル容量の密閉式バンバリーミキサーを用いて混合し各ゴム組成物を作製した。ここで、表面改質シリカの配合量は、そのシリカ分を比較例1の未改質シリカのシリカ分に合わせ調整した。
・亜鉛華:2重量部(三井金属鉱業(株)製、亜鉛華1号)
・ステアリン酸:2重量部(花王石鹸(株)製、ゴム用ステアリン酸T)
・老化防止剤6C:2重量部(大内新興化学工業(株)製、ノクラック6C)
・シランカップリング剤:6重量部(デグサ社製、Si69)
・硫黄:2.1重量部(細井化学工業(株)製、ゴム用粉末硫黄150メッシュ)
・加硫促進剤CZ:2重量部(大内新興化学工業(株)製、ノクセラーCZ)
JIS K6251に準拠し引張試験(3号ダンベル使用)を行い、100%及び300%伸びの引張モジュラス(表中100%Mo、300%Moと表示)を測定した。数値が大きいほど弾性率が高い。
各ゴム組成物をトレッドゴムに適用したサイズ195/60R15の乗用車用ラジアルタイヤを製造し、1軸ドラム試験機を用い、内圧200kPa、負荷荷重400Kg、速度80Km/hでドラム上を走行する時の転がり抵抗を測定し、次式により各試験タイヤの転がり抵抗指数を計算した。値が大きいほど燃費性が良く良好である。 転がり抵抗(指数)=(比較例1のタイヤの転がり抵抗)×100/(各タイヤの転がり抵抗)
上記タイヤ4本を排気量2000ccの国産乗用車に内圧200kPaに調整し取り付け、水深2〜3mmに水没したアスファルト路面を時速60Km/hで通過中に急ブレーキをかけ停止するまでの距離を測定し、次式により各試験タイヤのウエット制動性指数を計算し、ウエット性能を評価した。値が大きいほど制動性が良く良好である。 ウエット制動性(指数)=(比較例1の試験タイヤの停止距離)×100/(各タイヤの停止距離)
排気量2000ccの国産乗用車に2種類の上記タイヤを、内圧200kPaに調整し前輪と後輪にそれぞれ取り付け、走行5,000Km毎にローティションを行いながら一般路を20,000Km走行後、各タイヤのトレッドの残溝深さを測定し摩耗量を求め、次式により各試験タイヤの耐摩耗性指数を計算し、耐摩耗性を評価した。値が大きいほど耐摩耗性が良好である。 耐摩耗性(指数)=(比較例1の試験タイヤの摩耗量)×100/(各試験タイヤの摩耗量)
Claims (7)
- シリカ粒子表面が開環重合又は縮重合により得られた数平均分子量3000以上のポリマーで被覆されている
ことを特徴とする表面改質シリカ。 - 前記ポリマーが、ウレタン結合又はアミド結合又は複数のエポキシ基を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の表面改質シリカ。 - 前記ポリマーが、ベンゼン環、エーテル結合及び炭素−炭素結合の少なくとも1種類より構成される構造部分を50重量%以上含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表面処理シリカ。 - ジエン系ゴム成分100重量部に対して、請求項1〜3のいずれかに記載の表面改質シリカを20〜100重量部含む
ことを特徴とするゴム組成物。 - 前記ジエン系ゴム成分が、官能基によりゴム分子末端が変性されたゴム成分を含む
ことを特徴とする請求項4に記載のゴム組成物。 - シリカ粒子表面の細孔中にイソシアナートと多価アルコール又はアミンとの混合物又は分子内にエポキシ基を2個以上持つ数平均分子量が1000以下の低分子化合物を含浸させ、熱又は光により重合反応を開始し前記混合物又は低分子化合物を開環重合又は縮重合させ数平均分子量3000以上にポリマー化し、該シリカ粒子表面にポリマー被覆層を形成する
ことを特徴とするシリカの改質方法。 - 前記混合物又は低分子化合物の処理量が、前記シリカ重量に対して0.1〜20重量%である
ことを特徴とする請求項6に記載のシリカの改質方法。
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