JP2011016715A - Specialized silica, rubber composition containing specialized silica and product with component thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide specialized silica which when mixed as a reinforcing filler of a rubber composition, does not cause a viscosity increase of a rubber mixture by sulfur, rubber compositions containing the silica, particularly sulfur-cured rubber compositions, and articles of manufacture having a component of the rubber composition.SOLUTION: There is provided allyl-functionalized precipitated silica containing a substituent of at least one allyl group defined by a specific formula and having (A) a BET nitrogen surface area within a range of 120-300 m/g, (B) a CTAB surface area within a range of 100-300 m/g, and (C) a ratio of the BET/CTAB surface area within a range of 0.8-1.3.

Description

本願は、2009年7月7日出願の米国仮特許出願第61/223,434号に基づく優先権を主張する。   This application claims priority based on US Provisional Patent Application No. 61 / 223,434, filed July 7, 2009.

発明の分野
本発明は、アリル官能化沈降シリカ、そのようなシリカを含有するゴム組成物、特に硫黄硬化ゴム組成物、及び該ゴム組成物の部材を有する製品、例えばタイヤに関する。本発明は特に、アリルシランで処理された合成アモルファスシリカ、特に沈降シリカ、特にアリル官能基を含有する沈降シリカに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to allyl functionalized precipitated silica, rubber compositions containing such silica, in particular sulfur cured rubber compositions, and products having members of the rubber composition, such as tires. The invention particularly relates to synthetic amorphous silicas treated with allylsilane, in particular precipitated silicas, in particular precipitated silicas containing allyl functional groups.

ゴム組成物は、ゴム補強カーボンブラック及び合成アモルファスシリカ(例えば沈降シリカ)の少なくとも一つのような補強充填剤で補強されることが多い。   Rubber compositions are often reinforced with a reinforcing filler such as at least one of rubber reinforced carbon black and synthetic amorphous silica (eg, precipitated silica).

様々な製品は、そのようなゴム組成物で構成される少なくとも一つの部材を含有する。例えばタイヤなどである。   Various products contain at least one member comprised of such a rubber composition. For example, a tire.

沈降シリカのゴム補強効果を増強するために、典型的には、カップリング剤が沈降シリカと組み合わせて使用される。   In order to enhance the rubber reinforcing effect of precipitated silica, a coupling agent is typically used in combination with precipitated silica.

そのようなカップリング剤は、典型的には、沈降シリカ上のヒドロキシル基(例えばシラノール基)と反応する部分(例えばアルコキシシラン基)及び炭素−炭素二重結合を含有するエラストマー(例えばジエン系エラストマー)と相互作用する別の異なる部分(例えば硫黄が働く部分としてのポリスルフィド)を含有している。   Such coupling agents are typically elastomers (eg, diene based elastomers) that contain moieties (eg, alkoxysilane groups) that react with hydroxyl groups (eg, silanol groups) on precipitated silica and carbon-carbon double bonds. ) And other different moieties that interact with (eg, polysulfide as the part where sulfur acts).

シリカカップリング剤のそのようなポリスルフィド部分の典型的な不利益は、高温での未硬化ゴム組成物へのその硫黄の働きである。例えば、未硬化ゴム組成物の物理的混合中、それがゴム組成物中のエラストマーの炭素−炭素二重結合と相互作用してゴム組成物の粘度の顕著な増大を促進するので、ゴム加工の困難性の増大、又は課題をもたらす。このような現象は当業者にはよく知られている。   A typical disadvantage of such polysulfide moieties of silica coupling agents is their sulfur action on the uncured rubber composition at high temperatures. For example, during physical mixing of an uncured rubber composition, it interacts with the carbon-carbon double bonds of the elastomer in the rubber composition to promote a significant increase in the viscosity of the rubber composition, so that Increased difficulty or challenges. Such a phenomenon is well known to those skilled in the art.

本発明の場合、BET窒素表面積が120〜300m/gの範囲;CTAB表面積が100〜300m/gの範囲であるとともに、BET/CTAB表面積の比率が0.8〜1.3の範囲といった、ゴム組成物の補強に使用される合成沈降シリカに典型的な性質を有することを通常特徴としうるゴム補強沈降シリカが使用される。 For the present invention, BET nitrogen surface areas in the range of 120~300m 2 / g; with CTAB surface area in the range of 100 to 300 m 2 / g, the ratio of BET / CTAB surface area such range of 0.8 to 1.3 Rubber-reinforced precipitated silica, which can usually be characterized as having the properties typical of synthetic precipitated silica used for reinforcing rubber compositions, is used.

BET窒素表面積はASTM D1993又はその均等物に従って、CTAB表面積はDIN53535に従って測定できる。   The BET nitrogen surface area can be measured according to ASTM D1993 or equivalent and the CTAB surface area according to DIN 53535.

ゴム補強目的のために必要なBET/CTAB比を有する沈降シリカを提供することの意義は、例えば120〜300m/gのBET表面積及び例えば100〜300m/gのCTAB表面積とともに、例えば0.8〜1.3の範囲の値として特許文献中で例証されている。例えば、米国特許出願第2008/0293871号、米国特許第6,013,234号及び欧州特許公開第0901986号参照。 Significance of providing a precipitated silica having a BET / CTAB ratio required for the rubber reinforcing purposes, for example 120~300m with CTAB surface area of BET surface area and for example 100 to 300 m 2 / g of 2 / g, for example 0. Illustrated in the patent literature as values in the range of 8 to 1.3. See, for example, US Patent Application No. 2008/0293871, US Pat. No. 6,013,234 and European Patent Publication No. 0901986.

DBP吸収値(又は吸収係数)は、DIN53601又は同等の規格に従って測定できる。   The DBP absorption value (or absorption coefficient) can be measured according to DIN 53601 or equivalent standard.

一態様において、そのような沈降シリカは、例えば、水銀ポロシメーターのパラメーターによって特徴付けすることもできるであろう。例えば、CARLO−ERBAポロシメーター2000又は同等の装置による測定で、100〜240m/gの範囲の表面積、及び20〜75nm(ナノメートル)の範囲の孔径分布最大値である。 In one embodiment, such precipitated silica could be characterized by, for example, mercury porosimeter parameters. For example, a surface area in the range of 100-240 m 2 / g and a pore size distribution maximum in the range of 20-75 nm (nanometers) as measured by a CARLO-ERBA porosimeter 2000 or equivalent device.

本発明の場合、アリル官能化されたゴム補強沈降シリカがゴム組成物用のシリカ補強剤として使用できることが見出された。そのようなアリル官能化シリカは、ポリスルフィド部分を含有していないので、硫黄がゴム組成物中のエラストマーとの時期尚早な相互作用に利用されることがない。アリル官能化沈降シリカが、例えば沈降シリカをアリルトリアルコキシシラン又はアリルハロシランで処理することによって形成される場合、アリルアルコキシシランのアルコキシシラン部分又はアリルハロシランのハロゲン部分が、例えば、沈降シリカのヒドロキシル基(例えばシラノール基)及び/又は水素基と反応することが想定される。これによって、処理されたシリカはアリル炭化水素基を含有することになり、これがゴム組成物のその後の加硫中に硫黄硬化剤の存在下でジエン系エラストマー(ジエン炭化水素を含有するモノマーの重合によって形成されるエラストマー)と相互作用できるので、それによってシリカとジエン系エラストマーがカップリングされる。   In the present case, it has been found that allyl functionalized rubber reinforced precipitated silica can be used as a silica reinforcing agent for rubber compositions. Such allyl functionalized silica does not contain a polysulfide moiety so that sulfur is not available for premature interaction with the elastomer in the rubber composition. When the allyl functionalized precipitated silica is formed, for example, by treating the precipitated silica with allyltrialkoxysilane or allylhalosilane, the alkoxysilane portion of the allylalkoxysilane or the halogen portion of the allylhalosilane is, for example, that of the precipitated silica. It is envisaged to react with hydroxyl groups (eg silanol groups) and / or hydrogen groups. This results in the treated silica containing allyl hydrocarbon groups, which are diene elastomers (polymerization of monomers containing diene hydrocarbons) in the presence of a sulfur curing agent during subsequent vulcanization of the rubber composition. And thus the silica and the diene elastomer are coupled.

さらに、所望であれば、硫黄及び硫黄硬化促進剤をゴム混合物に添加する前に、硫黄によるゴム混合物の粘度増大を伴うことなく、アリル官能化シリカをエラストマーと比較的高温で有益に混合することも想定される。ゴム組成物のそのような高温混合は、より短い混合時間でゴム組成物のより効率的な混合の機会を提供すると考えられる。   Further, if desired, the allyl-functionalized silica can be beneficially mixed with the elastomer at a relatively high temperature without adding sulfur and the sulfur cure accelerator to the rubber mixture without increasing the viscosity of the rubber mixture with sulfur. Is also envisaged. Such high temperature mixing of the rubber composition is believed to provide an opportunity for more efficient mixing of the rubber composition with shorter mixing times.

さらに、シリカ(例えば沈降シリカ)表面におけるアリル官能基の存在は、シリカ表面にある程度の疎水性を提供することになるので、ゴム混合物内でのシリカの分散が増強又は改良され、結果としてシリカによるゴム組成物の補強が増強又は改良されることも考えられる。   In addition, the presence of allyl functionality on the surface of the silica (eg, precipitated silica) will provide some degree of hydrophobicity to the silica surface, thereby enhancing or improving the dispersion of the silica within the rubber mixture, resulting in silica. It is also conceivable that the reinforcement of the rubber composition is enhanced or improved.

アリル官能化シリカを製造するための様々なアリルシランの代表例は、例えば、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、ジアリルジクロロシラン及びトリアリルクロロシランである。   Representative examples of various allylsilanes for producing allyl functionalized silica are, for example, allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyldichlorosilane, diallylchloromethylsilane, diallyldichlorosilane. And triallylchlorosilane.

本発明の記載において、“phr”という用語は、100重量部のエラストマーあたりの材料又は成分の重量部のことである。“ゴム”及び“エラストマー”という用語は、特に断りのない限り、互換的に使用される。“硬化”及び“加硫”という用語も、特に断りのない限り、互換的に使用される。   In the description of the present invention, the term “phr” refers to parts by weight of material or component per 100 parts by weight of elastomer. The terms “rubber” and “elastomer” are used interchangeably unless otherwise specified. The terms “curing” and “vulcanization” are also used interchangeably unless otherwise noted.

米国特許出願第2008/0293871号US Patent Application No. 2008/0293371 米国特許第6,013,234号US Pat. No. 6,013,234 欧州特許公開第0901986号European Patent Publication No. 0901986

発明の概要及び発明を実施するための形態SUMMARY OF THE INVENTION AND MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明に従って、アリルシラン処理された(改質された)合成アモルファスシリカ(沈降シリカ)を提供する。本明細書中ではこれをアリル官能化沈降シリカと呼ぶこともできる。   In accordance with the present invention, allylsilane treated (modified) synthetic amorphous silica (precipitated silica) is provided. This may also be referred to herein as allyl functionalized precipitated silica.

そのようなアリル官能性沈降シリカは、合成アモルファスシリカ(沈降シリカ)を少なくとも一つのアリルシランで処理することによって提供される。   Such allyl functional precipitated silica is provided by treating synthetic amorphous silica (precipitated silica) with at least one allylsilane.

本発明の場合、少なくとも一つのアリル基の置換基を含有する沈降シリカを含むアリル官能性沈降シリカが提供される。ここで、前記沈降シリカは、
(A)120〜300m/gの範囲のBET窒素表面積、
(B)100〜300m/gの範囲のCTAB表面積、と共に
(C)0.8〜1.3の範囲の前記BET/CTAB表面積の比率
を有し、前記アリル官能化沈降シリカは、一般式(I):
In the case of the present invention, an allyl functional precipitated silica comprising precipitated silica containing at least one allylic substituent is provided. Here, the precipitated silica is
(A) BET nitrogen surface area in the range of 120-300 m 2 / g,
(B) with a CTAB surface area in the range of 100-300 m 2 / g, and (C) a ratio of the BET / CTAB surface area in the range of 0.8-1.3, wherein the allyl-functionalized precipitated silica has the general formula (I):

Figure 2011016715
Figure 2011016715

[式中、Zは沈降シリカを表し;R及びRは、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、及び3〜18個の炭素原子を含有するアルケン基又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケン基を含む同じ又は異なる基であり;そしてRはアリル水素含有炭化水素基であり、望ましくは、前記アリル含有炭化水素基は、
−CH−CH=CH(アリル炭化水素基)、
−CH−CH=CH−CH(2−ブテン基)、
−CH−CH=C−(CH(ジメタリル炭化水素基)及び
−CH−C(CH)=CH−CH(2−メチル−2−ブテン基)
の少なくとも一つを含み、
式中、aは0〜2の範囲の整数であり、bは0〜2の範囲の整数であり、そしてcは1〜3の範囲の整数である]によって表される。
[Wherein Z represents precipitated silica; R 2 and R 3 are alkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl groups, phenyl groups, and alkenes containing 3 to 18 carbon atoms. Or the same or different group comprising a cycloalkene group having 5 to 8 carbon atoms; and R 1 is an allyl hydrogen-containing hydrocarbon group, preferably the allyl-containing hydrocarbon group is
-CH 2 -CH = CH 2 (allyl hydrocarbon radical),
-CH 2 -CH = CH-CH 3 (2- butene group),
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 ( dimethallyl hydrocarbon radical) and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3 (2- methyl-2-butene group)
Including at least one of
Wherein a is an integer in the range of 0-2, b is an integer in the range of 0-2, and c is an integer in the range of 1-3.

一態様において、前記沈降シリカは、例えば、
(A)100〜240m/gの範囲の表面積、及び
(B)20〜75nmの範囲の孔径分布最大値
という水銀ポロシメーターのパラメーターを有していてもよい。
In one embodiment, the precipitated silica is, for example,
(A) A surface area in the range of 100 to 240 m 2 / g, and (B) a mercury porosimeter parameter of a maximum pore size distribution in the range of 20 to 75 nm.

実際、前記アリル官能化沈降シリカは、融合したその一次粒子の凝集体の形態であり得、平均の凝集体サイズは、例えば約0.8〜約1.2ミクロンの範囲である。   Indeed, the allyl-functionalized precipitated silica can be in the form of aggregates of its fused primary particles, with an average aggregate size ranging from, for example, about 0.8 to about 1.2 microns.

さらに本発明に従って、前記アリルシランは、一般式(II):   Further in accordance with the invention, the allylsilane has the general formula (II):

Figure 2011016715
Figure 2011016715

[式中、R及びRは、同じ又は異なり、1〜8個の炭素原子を含有するアルコキシ基、5〜8個の炭素原子を含有するシクロアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、3〜18個の炭素原子を含有するアルケン、又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケンを含み;
式中、Xは、塩素、ヒドロキシ、又は水素であり;
式中、Rはアリル水素含有炭化水素基であり、望ましくは、前記アリル水素含有炭化水素基は、
−CH−CH=CH(アリル炭化水素基)、
−CH−CH=CH−CH(2−ブテン基)、
−CH−CH=C−(CH(ジメチルアリル炭化水素基)及び
−CH−C(CH)=CH−CH(2−メチル−2−ブテン基)
の少なくとも一つを含み;
式中、aは0〜3の範囲の整数であり、bは0〜3の範囲の整数であり、cは1〜3の範囲の整数であり、そしてdは0〜3の範囲の整数であり、a、b、c及びdの合計は4であり;
前記X、R及びRの少なくとも一つは存在し;
前記d=0の場合、R及びRの少なくとも一つはアルコキシ基である]を有する。
[Wherein R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkoxy group containing 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkoxy group containing 5 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Containing alkyl groups, cyclohexyl groups, phenyl groups, alkenes containing 3 to 18 carbon atoms, or cycloalkenes having 5 to 8 carbon atoms;
Where X is chlorine, hydroxy, or hydrogen;
In the formula, R 1 is an allyl hydrogen-containing hydrocarbon group, and preferably, the allyl hydrogen-containing hydrocarbon group is
-CH 2 -CH = CH 2 (allyl hydrocarbon radical),
-CH 2 -CH = CH-CH 3 (2- butene group),
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 ( dimethylallyl hydrocarbon group) and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3 (2- methyl-2-butene group)
Including at least one of
Where a is an integer in the range of 0-3, b is an integer in the range of 0-3, c is an integer in the range of 1-3, and d is an integer in the range of 0-3. And the sum of a, b, c and d is 4;
At least one of said X, R 2 and R 3 is present;
When d = 0, at least one of R 2 and R 3 is an alkoxy group].

アリル官能化沈降シリカの場合、前記アリルシランのR及びRは、同じ又は異なっており、
(A)エトキシ又はメトキシ基を含むアルコキシ基、
(B)シクロアルコキシ基、
(C)メチル、エチル又はプロピル基を含むアルキル基、
(D)シクロアルキル基、
(E)フェニル基、及び
(F)アリル水素含有アルケン基
の少なくとも一つから選ばれうると考えられる。そのようなアルケン基は、望ましくは、アリル、2−ブテンジメチルアリル又は2−メチル−2−ブタン基を含む。
In the case of allyl functionalized precipitated silica, R 2 and R 3 of the allyl silane are the same or different,
(A) an alkoxy group containing an ethoxy or methoxy group,
(B) a cycloalkoxy group,
(C) an alkyl group containing a methyl, ethyl or propyl group,
(D) a cycloalkyl group,
It is considered that it can be selected from at least one of (E) a phenyl group and (F) an allyl hydrogen-containing alkene group. Such alkene groups desirably include allyl, 2-butenedimethylallyl or 2-methyl-2-butane groups.

沈降シリカを官能化するための前記アリル官能化シランの代表例は、例えば、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシランの少なくとも一つを含むアリルアルコキシシラン、及びアリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、及びジアリルジクロロシランの少なくとも一つを含むアリルハロシランである。望ましいアリル官能化シランはアリルトリクロロシランである。   Representative examples of the allyl-functionalized silane for functionalizing precipitated silica include, for example, allyltriethoxysilane, allylalkoxysilane containing at least one of allyltrimethoxysilane, and allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyl. An allylhalosilane containing at least one of dichlorosilane, diallylchloromethylsilane, and diallyldichlorosilane. A preferred allyl functionalized silane is allyltrichlorosilane.

さらに本発明に従って、前記アリル官能化沈降シリカを含む補強充填剤を含有し、さらにゴム補強カーボンブラック及び追加の、アリル官能基を含有しない沈降シリカの少なくとも一つを含有していてもよいゴム組成物を提供する。そのようなゴム組成物は、前記ゴム組成物中に含有されるエラストマーへの前記沈降シリカのカップリングを補助するための少なくとも一つのシリカカップリング剤をさらに含有していてもよい。実際、前記カップリング剤は、前記シリカ上のヒドロキシル基(例えばシラノール基)と反応する部分及び前記ゴム組成物に含有されているエラストマーと相互作用する別の異なる部分を有する。   Further in accordance with the present invention, a rubber composition comprising a reinforcing filler comprising said allyl functionalized precipitated silica, and further comprising at least one of rubber reinforced carbon black and an additional precipitated silica not containing allyl functional groups Offer things. Such a rubber composition may further contain at least one silica coupling agent for assisting the coupling of the precipitated silica to the elastomer contained in the rubber composition. Indeed, the coupling agent has a portion that reacts with hydroxyl groups (eg silanol groups) on the silica and another different portion that interacts with the elastomer contained in the rubber composition.

例えば、100重量部のゴムあたりの重量部(phr)を基にして、
(A)100phrの少なくとも一つの共役ジエン系エラストマーと;
(B)約10〜約120、あるいは約40〜約100phrの補強充填剤、ここで前記補強充填剤は、
(1)約40〜約100、あるいは約50〜約80phrのアリル官能化沈降シリカ(アリルシラン処理沈降シリカ);
(2)0〜約60、あるいは約3〜約30phrのゴム補強カーボンブラック、及び
(3)所望により約70phrまでの沈降シリカ(アリル官能化沈降シリカ以外)
を含む補強充填剤と
を含むゴム組成物を提供する。
For example, based on 100 parts by weight of rubber per part by weight (phr),
(A) 100 phr of at least one conjugated diene elastomer;
(B) about 10 to about 120, or about 40 to about 100 phr of reinforcing filler, wherein said reinforcing filler is
(1) about 40 to about 100, alternatively about 50 to about 80 phr of allyl functionalized precipitated silica (allyl silane treated precipitated silica);
(2) 0 to about 60, or about 3 to about 30 phr rubber reinforced carbon black, and (3) optionally precipitated silica up to about 70 phr (other than allyl functionalized precipitated silica).
And a reinforcing filler containing the rubber composition.

沈降シリカの製造中にアリルシラン官能化沈降シリカを製造するための様々な方法が考えられるが、想起される一つの方法は、米国特許第5,723,529号に記載の方法に基づくゴム補強目的のための沈降シリカの製造に関するものである。前記方法は、
(A)少なくとも二つの無機材料を水の存在下で強塩基と反応させてその生成物の水溶液を形成し;
ここで前記無機材料は、その100重量部を基にして、
(1)60〜99.9部の二酸化ケイ素、及び
(2)0.1〜40部の、前記水溶液を形成することが可能な少なくとも一つの追加の無機材料を含み、前記無機材料は、
(a)アルミニウム、鉄、マグネシウム、ホウ素、チタン、ジルコニウム、亜鉛、バナジウム及びニオブの酸化物、
(b)アルミニウム、鉄、マグネシウム、ホウ素、チタン、ジルコニウム、亜鉛、バナジウム及びニオブのリン酸塩、硫酸塩及びハロゲン化物としての塩、及び
(c)天然及び合成ケイ酸アルミニウム
の少なくとも一つから選ばれ;
(B)前記生成物と反応させるために前記水溶液を鉱酸の添加によって処理してその反応生成物を形成させ、該溶液のpHを下げることによって前記反応生成物の沈殿粒子を沈殿物として生成させ;
(C)所望により、前記水溶液へのステップ(B)の前記酸添加を中断して、前記沈殿物をしばらくの間熟成させた後、酸の添加を再開し、次いで、所望pHに達するまで更なる酸を添加して前記反応及び反応生成物の沈殿を完了させ;
(D)所望により、ステップ(B)及び/又は使用した場合ステップ(C)の前記酸添加の完了後、沈殿物をしばらくの間熟成させ;
(E)沈殿物をろ過及び水洗し、該沈殿物を乾燥させて粒子をその凝集体の形態で回収し;
(F)炭酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、ホウ酸塩、アルミノケイ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、チタン酸塩及びジルコン酸塩の少なくとも一つから選ばれる、ステップ(B)、(C)及び(D)のいずれかにおけるアニオン、及びリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム及び/又はカルシウムの少なくとも一つから選ばれるカチオンを有する少なくとも一つの電解質を添加し;
(G)前記沈殿物を少なくとも一つのイオン性及び/又は非イオン性界面活性剤で処理し;そして
(F)前記(本明細書の上文に記載した)アリルシランの少なくとも一つを(C)、(B)、(D)及び(E)のいずれかのステップの最中又は後に添加する
ことを含みうる。従って、望ましくは、前記アリルシランは、
CH−CH=CH(アリル炭化水素)、
CH−CH=CH−CH(2−ブテン)、
CH−CH=C−(CH(ジメチルアリル炭化水素)及び
CH−C(CH)=CH−CH(2−メチル−2−ブテン)
の少なくとも一つを含む。
While various methods for preparing allylsilane functionalized precipitated silica are contemplated during the preparation of precipitated silica, one method envisioned is for rubber reinforcement purposes based on the method described in US Pat. No. 5,723,529. Relates to the manufacture of precipitated silica for The method
(A) reacting at least two inorganic materials with a strong base in the presence of water to form an aqueous solution of the product;
Here, based on 100 parts by weight of the inorganic material,
(1) 60-99.9 parts of silicon dioxide, and (2) 0.1-40 parts of at least one additional inorganic material capable of forming the aqueous solution, the inorganic material comprising:
(A) oxides of aluminum, iron, magnesium, boron, titanium, zirconium, zinc, vanadium and niobium,
(B) a phosphate, sulfate and halide salt of aluminum, iron, magnesium, boron, titanium, zirconium, zinc, vanadium and niobium, and (c) at least one selected from natural and synthetic aluminum silicates That;
(B) The aqueous solution is treated with the addition of a mineral acid to react with the product to form the reaction product, and the precipitated particles of the reaction product are produced as a precipitate by lowering the pH of the solution. Let;
(C) If desired, interrupting the acid addition of step (B) to the aqueous solution and aging the precipitate for a while, then restarting the acid addition and then further until the desired pH is reached. To complete the reaction and precipitation of the reaction product;
(D) if desired, after completion of the acid addition of step (B) and / or step (C) if used, the precipitate is aged for a while;
(E) filtering and washing the precipitate, drying the precipitate and collecting the particles in the form of their aggregates;
(F) Step (B) selected from at least one of carbonate, silicate, aluminate, borate, aluminosilicate, phosphate, sulfate, halide, titanate and zirconate ), An anion in any one of (C) and (D), and at least one electrolyte having a cation selected from at least one of lithium, sodium, potassium, magnesium and / or calcium;
(G) treating the precipitate with at least one ionic and / or nonionic surfactant; and (F) converting at least one of the allylsilanes (as described herein above) to (C) , (B), (D) and (E) may be added during or after any of the steps. Therefore, preferably, the allylsilane is
CH 2 -CH = CH 2 (aryl hydrocarbon),
CH 2 -CH = CH-CH 3 (2- butene),
CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 ( dimethylallyl hydrocarbons) and CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3 (2- methyl-2-butene)
Including at least one of

実際、前記アリル官能化沈降シリカは、それをゴム組成物に添加する前に、沈降シリカを前記アリルシランで前処理することによって形成されても、又は前記沈降シリカ及び前記アリルシランを個別にゴム組成物に添加することによってゴム組成物内でその場(in situ)で処理されてもよい。   Indeed, the allyl functionalized precipitated silica may be formed by pretreating precipitated silica with the allyl silane before adding it to the rubber composition, or the precipitated silica and the allyl silane are individually rubber compositions. It may be processed in situ within the rubber composition by adding it.

さらに本発明に従って、前記ゴム組成物を含む少なくとも一つの部材を有する、例えばタイヤのような製品を提供する。そのようなタイヤ部材は、例えば、タイヤサイドウォール、タイヤサイドウォールインサート、タイヤサイドウォールアペックス、プライの被覆、ワイヤの被覆、及びトレッドの少なくとも一つでありうる。   Furthermore, according to the present invention, there is provided a product such as a tire having at least one member containing the rubber composition. Such a tire member can be, for example, at least one of a tire sidewall, a tire sidewall insert, a tire sidewall apex, a ply coating, a wire coating, and a tread.

歴史的観点から言うと、米国特許第5,708,069号、7,550,610号及び5,789,514号によれば、シリカゲルは、例えば、シリカヒドロゲルを例えば有機メルカプトシラン及びアルキルシランで疎水性としし、生成物を乾燥することによって誘導できる。得られた疎水化シリカゲルは、天然ゴム及び/又は合成ゴムとブレンドすることができる。   From a historical point of view, according to U.S. Pat. Nos. 5,708,069, 7,550,610 and 5,789,514, silica gels are, for example, silica hydrogels such as organomercaptosilanes and alkylsilanes. It can be derived by making it hydrophobic and drying the product. The resulting hydrophobized silica gel can be blended with natural rubber and / or synthetic rubber.

シリカゲル及び沈降シリカに関する一般的記述は、例えば、Encyclopedia of Chemical Technology,第4版(1997),21巻,Kirk−Othmer,1020〜1023ページに見ることができる。 A general description of silica gel and precipitated silica can be found, for example, in Encyclopedia of Chemical Technology , 4th edition (1997), Volume 21, Kirk-Othmer, pages 1020-1023.

シリカゲルは沈降シリカの形態であるが、本発明は、欧州特許公開EP0643015及び米国特許出願公開第2008/0293871号に提示及び記載されているような、10〜130m/gのBET表面積及び10〜70m/gのCTAB表面積と共に約1〜5.2のBET対CTABの表面積比を有する、(適切なゴム補強剤というより)練り歯磨きにおける研磨及び/又は増粘成分として有用であることが示されている著しく異なる沈降シリカではなく、前述の所要のBET及びCTAB表面積の特徴と共に0.8〜1.3の範囲というその狭い所要比率も併せ持つという意味において、それからは著しくかけ離れていることを意図している。 Although the silica gel is in the form of precipitated silica, the present invention relates to a BET surface area of 10 to 130 m 2 / g and 10 to 10 as presented and described in European Patent Publication EP 0 634 015 and US Patent Application Publication No. 2008/0293971. It has been shown to be useful as a polishing and / or thickening component in toothpaste (rather than a suitable rubber reinforcement) having a BET to CTAB surface area ratio of about 1 to 5.2 with a CTAB surface area of 70 m 2 / g. Not intended to be significantly different from the precipitated silicas described above, but in the sense that it also has its narrow required ratios in the range of 0.8 to 1.3 along with the required BET and CTAB surface area characteristics described above. is doing.

ゴム組成物は、ジエン系ゴム、カーボンブラック、及び硫黄系ゴム硬化剤以外のその他のゴム配合成分を、高剪断ゴム混合条件下、高温になる通常“ノンプロダクティブ”混合ステップ(又は段階)と呼ばれる少なくとも一つの逐次混合ステップで、少なくとも一つの機械的ミキサーを用いて混合し、次いで最終混合ステップ(又は段階)で、硫黄系硬化剤、例えば硫黄及び硫黄硬化促進剤を加え、混合段階中にゴム混合物が不必要に早期硬化しないように低い混合温度で混合することによって製造されることが多い。“ノンプロダクティブ”及び“プロダクティブ”混合段階という用語は、ゴム混合分野の技術者にはよく知られている。   A rubber composition is commonly referred to as a “non-productive” mixing step (or stage) in which other rubber compounding components other than diene rubber, carbon black, and sulfur rubber curatives are heated to high shear rubber mixing conditions. Mix in at least one sequential mixing step using at least one mechanical mixer, then in the final mixing step (or stage), add a sulfur-based curing agent, such as sulfur and a sulfur curing accelerator, and rubber during the mixing stage Often manufactured by mixing at a low mixing temperature so that the mixture does not unnecessarily prematurely cure. The terms “non-productive” and “productive” mixing stages are well known to those in the rubber mixing art.

ゴム組成物は、通常、前述の混合段階間で約40℃未満の温度に冷却されることは理解されるはずである。   It should be understood that the rubber composition is typically cooled to a temperature of less than about 40 ° C. between the aforementioned mixing steps.

硫黄加硫性エラストマーは、例えば、イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマーの少なくとも一つを含みうる。   The sulfur vulcanizable elastomer may comprise, for example, at least one of at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene.

所望であれば、硫黄加硫性エラストマーの少なくとも一つは、
(A)イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマーを含むカップリングさせたエラストマー、ここで前記カップリングさせたエラストマーは、スズ及びシリカでカップリングさせたエラストマーの少なくとも一つである、又は
(B)スチレン/ブタジエンコポリマーエラストマー(SBR)、シス1,4−ポリブタジエンエラストマー及びシス1,4−ポリイソプレンエラストマーの少なくとも一つの官能化エラストマー;ここで前記官能化エラストマーは、
(1)前記アリル官能化沈降シリカと反応するアミン官能基、又は
(2)前記アリル官能化沈降シリカ充填剤のゴム補強剤と反応するシロキシ官能基、又は
(3)前記アリル官能化シリカと反応するアミン及びシロキシ官能基の組合せ、又は
(4)前記アリル官能化シリカと反応するシラン/チオール官能基、又は
(5)前記アリル官能化沈降シリカと反応するヒドロキシル官能基、又は
(6)前記アリル官能化沈降シリカと反応するエポキシ基、又は
(7)前記アリル官能化沈降シリカと反応するカルボキシル基
を含む官能基を含有する、
を含みうる。
If desired, at least one of the sulfur vulcanizable elastomers is
(A) a coupled elastomer comprising at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene, wherein the coupled elastomer is tin And / or at least one functionalized of a styrene / butadiene copolymer elastomer (SBR), a cis 1,4-polybutadiene elastomer and a cis 1,4-polyisoprene elastomer. An elastomer; wherein the functionalized elastomer is
(1) an amine functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (2) a siloxy functional group that reacts with the rubber reinforcement of the allyl functionalized precipitated silica filler, or (3) reacts with the allyl functionalized silica. A combination of amine and siloxy functional groups, or (4) a silane / thiol functional group that reacts with the allyl functionalized silica, or (5) a hydroxyl functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (6) the allyl An epoxy group that reacts with the functionalized precipitated silica, or (7) contains a functional group that includes a carboxyl group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica,
Can be included.

図1は、分で表した時間に対して150℃の定温におけるトルクをプロットしたグラフである。FIG. 1 is a graph plotting torque at a constant temperature of 150 ° C. against time in minutes.

以下の実施例は本発明をさらに説明するために提供される。実施例中、材料の量及びパーセンテージは、特に断りのない限り、重量による。   The following examples are provided to further illustrate the present invention. In the examples, the amounts and percentages of materials are by weight unless otherwise specified.

実施例I
アリル官能化沈降シリカの製造
沈降シリカ(合成アモルファスシリカ凝集体がアグロメレーションしたもの)は、Rhodia社の製品であるZeosil(登録商標)1165MP(Micropearl)として入手した。
Example I
Preparation of Allyl Functionalized Precipitated Silica Precipitated silica (agglomerated synthetic amorphous silica aggregates) was obtained as a product of Rhodia, Zeosil® 1165MP (Micropearl).

そのアグロメレーション形態の沈降シリカを高速ブレンダーに3分間入れ、これより低密度の沈降シリカ凝集体の形態に破砕した(すなわち、幾分アグロメレーションを解いた)。   The agglomerated form of precipitated silica was placed in a high speed blender for 3 minutes and then crushed into a lower density precipitated silica aggregate form (ie, somewhat agglomerated).

破砕された(アグロメレーションが解かれた)シリカ凝集体を本明細書ではシリカAとする。   The crushed silica agglomerated silica aggregate is referred to as silica A in this specification.

(A)アリルトリクロロシランによる処理
30グラムの沈降シリカ凝集体を、ディーン・ストークトラップを備えた丸底フラスコに乾燥トルエンと共に入れた。
(A) Treatment with allyltrichlorosilane 30 grams of precipitated silica aggregate was placed in a round bottom flask equipped with a Dean-Stoke trap with dry toluene.

シリカ/トルエン懸濁液をフラスコ中で加熱及び還流し、約1.65mlの水を含有する水/トルエン混合物を共沸蒸留により回収した(還流懸濁液から除去した)。回収(除去)された水/混合物は、もとのシリカの約5.5重量パーセントを含有していた。   The silica / toluene suspension was heated and refluxed in a flask and a water / toluene mixture containing about 1.65 ml of water was recovered by azeotropic distillation (removed from the reflux suspension). The recovered (removed) water / mixture contained about 5.5 weight percent of the original silica.

残りのシリカ/トルエン混合物に2.6グラムのアリルトリクロロシランをフラスコ内の還流懸濁液に1滴ずつ加えた。アリルトリクロロシランを加えると、懸濁液は低粘性及びより透明になり、溶液形成中であることが示された。該溶液を還流条件下で2時間撹拌した後、冷却し、ろ過して、処理された(アリル官能化された)沈降シリカを得た。   To the remaining silica / toluene mixture, 2.6 grams of allyltrichlorosilane was added dropwise to the reflux suspension in the flask. When allyltrichlorosilane was added, the suspension became less viscous and clearer, indicating that it was in solution formation. The solution was stirred under reflux conditions for 2 hours, then cooled and filtered to obtain treated (allyl functionalized) precipitated silica.

回収された処理(アリル官能化)沈降シリカを本明細書ではシリカBとする。   The recovered treated (allyl functionalized) precipitated silica is referred to herein as silica B.

(B)アリルクロロジメチルシランによる処理
30グラムの沈降シリカ凝集体を1.19グラムのアリルクロロジメチルシランを用いて同様に処理した。
(B) Treatment with allylchlorodimethylsilane 30 grams of precipitated silica agglomerates were similarly treated with 1.19 grams of allylchlorodimethylsilane.

回収された処理(アリル官能化)沈降シリカを本明細書ではシリカCとする。   The recovered treated (allyl functionalized) precipitated silica is referred to herein as silica C.

(C)アリルトリエトキシシランによる処理
30グラムの沈降シリカ凝集体を1.82グラムのアリルトリエトキシシランを用いて同様に処理した。
(C) Treatment with allyltriethoxysilane 30 grams of precipitated silica agglomerates were similarly treated with 1.82 grams of allyltriethoxysilane.

回収された処理(アリル官能化)沈降シリカを本明細書ではシリカDとする。   The recovered treated (allyl functionalized) precipitated silica is referred to herein as silica D.

(D)N−プロピルトリエトキシシラン(アリルアルコキシシランでない)による処理
30グラムの沈降シリカ凝集体を1.83グラムのN−プロピルトリエトキシシランを用いて同様に処理した。
(D) Treatment with N-propyltriethoxysilane (not allylalkoxysilane) 30 grams of precipitated silica aggregates were similarly treated with 1.83 grams of N-propyltriethoxysilane.

回収された処理沈降シリカを本明細書ではシリカEとする。   The recovered treated precipitated silica is referred to as silica E in this specification.

実施例II
予備処理された沈降シリカの評価
実施例Iの沈降シリカの処理サンプルをゴム組成物中で評価した。以下の表Aに一般的なゴム配合表を示す。部及びパーセンテージは特に断りのない限り重量による。
Example II
Evaluation of Pretreated Precipitated Silica The treated sample of precipitated silica of Example I was evaluated in a rubber composition. Table A below shows a general rubber compounding table. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

ゴム組成物のサンプルは、密閉式ゴムミキサー内で成分を二つの別個の逐次混合段階又はステップ、すなわち、比較的高温になる第一のノンプロダクティブ混合段階(NP)と、その後の、著しく低い混合温度に下げて硫黄、硫黄硬化促進剤及び酸化亜鉛を添加する第二のプロダクティブ混合段階(PR)を用いてブレンドすることによって製造した。そのようなゴム混合手順は当業者には周知である。   A sample of the rubber composition is obtained by mixing the components in a closed rubber mixer with two separate sequential mixing stages or steps, a first non-productive mixing stage (NP) that is relatively hot, followed by significantly lower mixing. Produced by blending using a second productive mixing stage (PR) where the temperature is reduced to the sulfur, sulfur cure accelerator and zinc oxide are added. Such rubber mixing procedures are well known to those skilled in the art.

ノンプロダクティブ混合段階(NP)の場合、成分を約4分間混合すると、密閉式ゴムミキサー内での高剪断混合によって自己生成的に生じた約150℃の落下温度になる。この時点でバッチは、関係した密閉式ゴムミキサーから“落下”又は取り出される。該バッチをシートに伸ばして40℃未満の温度に放冷する。次に、このバッチをプロダクティブ混合段階(PR)で混合する。この間に遊離硫黄、加硫促進剤及び酸化亜鉛を添加し、約2分間混合すると約110℃の落下温度になる。   For the non-productive mixing stage (NP), mixing the ingredients for about 4 minutes results in a drop temperature of about 150 ° C., which is self-generated by high shear mixing in a closed rubber mixer. At this point, the batch is “dropped” or removed from the associated closed rubber mixer. The batch is stretched into sheets and allowed to cool to a temperature below 40 ° C. The batch is then mixed in a productive mixing stage (PR). During this time, free sulfur, vulcanization accelerator and zinc oxide are added and mixed for about 2 minutes, resulting in a drop temperature of about 110 ° C.

各サンプルの硬化挙動及び硬化後の様々な物理的性質を以下の表1に示す。硬化ゴムサンプルについては、サンプルを個別に約30分間約150℃の温度で硬化した。   The curing behavior of each sample and various physical properties after curing are shown in Table 1 below. For the cured rubber samples, the samples were individually cured for about 30 minutes at a temperature of about 150 ° C.

ゴムサンプルは、対照ゴムサンプルA及び実験ゴムサンプルB、C、D及びEと識別される。   The rubber samples are distinguished from control rubber sample A and experimental rubber samples B, C, D and E.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

表1から、100パーセント及び300パーセントの両モジュラス値は、アリルシラン処理(アリル官能化)シリカB、C及びDをそれぞれ用いたゴムサンプルB、C及びDのほうが、プロピルシラン処理シリカEを使用した実験ゴムサンプルEと比べて高かったことが分かる。   From Table 1, both 100 percent and 300 percent modulus values used propylsilane treated silica E for rubber samples B, C and D using allylsilane treated (allyl functionalized) silica B, C and D, respectively. It can be seen that it was higher than the experimental rubber sample E.

300パーセント歪を達成するためのエネルギーも、アリルシラン処理(アリル官能化)シリカを用いたゴムサンプルB、C及びDのほうが、プロピルトリエトキシシラン(非アリル含有シラン)処理シリカEを使用したゴムサンプルEと比べて高いことが分かる。300パーセント歪を達成するためのエネルギーは、ポリマーの架橋、絡み合い及びポリマー/充填剤相互作用の尺度とみなされる。硬化系及びゴム(天然ゴム)はゴムサンプルで同一なので、300パーセント歪を達成するためのエネルギーの増加は、アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカのポリマー/充填剤相互作用の増加を示している。   The rubber samples B, C, and D using allylsilane-treated (allyl-functionalized) silica also used propyltriethoxysilane (non-allyl-containing silane) -treated silica E to achieve 300 percent strain. It can be seen that it is higher than E. The energy to achieve 300 percent strain is taken as a measure of polymer cross-linking, entanglement and polymer / filler interaction. Since the cure system and rubber (natural rubber) are the same in the rubber sample, an increase in energy to achieve 300 percent strain indicates an increase in the polymer / filler interaction of allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica. .

最大トルク及び最小トルク間のMDR差は、アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカB及びシリカDをそれぞれ含有するゴムサンプルB及びDのほうが、プロピルアルコキシシラン処理シリカFを含有するゴムサンプルFと比べて低いことが分かる。   The MDR difference between the maximum and minimum torques is that rubber samples B and D containing allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica B and silica D, respectively, compared to rubber sample F containing propylalkoxysilane treated silica F. It is low.

最大トルク及び最小トルク間のMDR差は、アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカCを含有するゴムサンプルCの場合、プロピルアルコキシシラン処理シリカFを含有するゴムサンプルFと比べてわずかに高いことが分かる。   The MDR difference between the maximum torque and the minimum torque may be slightly higher for rubber sample C containing allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica C compared to rubber sample F containing propylalkoxysilane treated silica F. I understand.

低い又は実質的に等しい最大及び最小トルク差と高いモジュラス値の組合せは、アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカを含有するゴムサンプルB、C、及びDのゴム/充填剤相互作用の量が、プロピルアルコキシシラン処理シリカFを含有するゴムサンプルFと比べて増加していることをさらに示していると考えられる。   The combination of low or substantially equal maximum and minimum torque differences and high modulus values results in the amount of rubber / filler interaction for rubber samples B, C, and D containing allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica It is thought that it further shows that it is increasing compared to the rubber sample F containing propylalkoxysilane-treated silica F.

本明細書においては、アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカ上のアリル基は、沈降シリカからゴムへのカップリング結合を創製するという様式で硫黄加硫プロセスに関与していると結論付けられる。   It is concluded herein that allyl groups on allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica are involved in the sulfur vulcanization process in a manner that creates a coupling bond from precipitated silica to rubber.

実施例III
その場で処理された沈降シリカの評価
沈降シリカ(合成アモルファスシリカ凝集体がアグロメレーションしたもの)は、Rhodia社の製品であるZeosil(登録商標)1165MP(Micropearl)として入手した。
Example III
Evaluation of Precipitated Silica Treated In Situ Precipitated silica (agglomerated synthetic amorphous silica aggregates) was obtained as a product of Rhodia, Zeosil 1165MP (Micropearl).

ゴムサンプルは、アリルアルコキシシラン及びプロピルアルコキシシラン(非アリルシラン)を、別々及び個別に、沈降シリカ含有ゴム組成物とブレンドすることによって製造した。   Rubber samples were prepared by blending allyl alkoxy silane and propyl alkoxy silane (non-allyl silane) separately and separately with the precipitated silica-containing rubber composition.

このようにして、沈降シリカは、密閉式ゴムミキサー内のゴム組成物中でその場でアリルアルコキシシラン又はプロピルアルコキシシランで処理される。   In this way, the precipitated silica is treated with allylalkoxysilane or propylalkoxysilane in situ in the rubber composition in a closed rubber mixer.

このゴムサンプルは、本明細書中ではゴムサンプルX及びゴムサンプルYとする。   This rubber sample is referred to as rubber sample X and rubber sample Y in this specification.

ゴムサンプルXの場合、アリルアルコキシシランはアリルトリエトキシシランであった。   In the case of rubber sample X, the allylalkoxysilane was allyltriethoxysilane.

ゴムサンプルYの場合、プロピルシランはN−プロピルトリエトキシシランであった。   In the case of rubber sample Y, the propylsilane was N-propyltriethoxysilane.

ゴム組成物のサンプルは、沈降シリカ、及びアリルアルコキシシラン又はプロピルアルコキシシランを別々に添加した以外は、実施例Iのようにして製造した。   A sample of the rubber composition was prepared as in Example I, except that precipitated silica and allylalkoxysilane or propylalkoxysilane were added separately.

以下の表Bに一般的なゴム配合表を示す。部及びパーセンテージは特に断りのない限り重量による。   Table B below shows a general rubber compounding table. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

成分は、アグロメレーション形態の沈降シリカ以外は、実施例IIの表Aで使用されたものであった。   The ingredients were those used in Table A of Example II except for precipitated silica in agglomerated form.

各サンプルの硬化挙動及び硬化後の様々な物理的性質を以下の表3に示す。硬化ゴムサンプルについては、サンプルを個別に約30分間約150℃の温度で硬化した。   The curing behavior of each sample and various physical properties after curing are shown in Table 3 below. For the cured rubber samples, the samples were individually cured for about 30 minutes at a temperature of about 150 ° C.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

表2から、100パーセント及び300パーセントの両モジュラス値は、アリルアルコキシシランでその場で処理されたシリカを用いたゴムサンプルFのほうが、プロピルアルコキシシランでその場で処理されたシリカを使用したゴムサンプルGと比べて高かったことが分かる。   From Table 2, both 100 percent and 300 percent modulus values indicate that rubber sample F using silica treated in situ with allylalkoxysilane uses rubber treated in situ with propylalkoxysilane. It can be seen that it was higher than Sample G.

300パーセント歪を達成するためのエネルギーも、アリルアルコキシシランでその場で処理されたシリカを用いたゴムサンプルFの場合、プロピルシランでその場で処理されたシリカを使用したゴムサンプルGと比べて高く、MDRの最大及び最小トルク値間の差は実質的に等しいことが分かる。300パーセント歪を達成するためのエネルギーが高いことと最大及び最小トルク値間の差が実質的に等しいことは、サンプルFのゴム/充填剤相互作用が、プロピルアルコキシシランを使用して沈降シリカをその場で処理したゴムサンプルGと比べて改良されたことを示している。   The energy to achieve 300 percent strain is also in the case of rubber sample F using silica treated in situ with allylalkoxysilane compared to rubber sample G using silica treated in situ with propylsilane. It can be seen that the difference between the maximum and minimum torque values of the MDR is substantially equal. The high energy to achieve 300 percent strain and the difference between the maximum and minimum torque values is substantially equal, indicating that the rubber / filler interaction in Sample F is using precipitated propylalkoxysilane to precipitate precipitated silica. This shows an improvement over the rubber sample G processed in situ.

損失正接(tan delta)は、シリカをアリルアルコキシシランでその場で処理したゴムサンプルFのほうが、シリカをプロピルアルコキシシランでその場で処理したゴムサンプルGと比べて低い。このことは、ゴムサンプルFのゴム/充填剤相互作用が改良されたことを示しており、ひいてはサンプルFのゴム組成物の内部発熱が低く、そのようなゴム組成物のトレッドを有する自動車タイヤの転がり抵抗が有益なことに低いことを示している。   The loss tangent is lower in rubber sample F where silica is treated in situ with allylalkoxysilane compared to rubber sample G where silica is treated in situ with propylalkoxysilane. This indicates that the rubber / filler interaction of rubber sample F has been improved, and thus the internal heat generation of the rubber composition of sample F is low, and the automobile tire having a tread of such a rubber composition. It shows that rolling resistance is beneficially low.

本明細書においては、アリルアルコキシシランでその場で処理された沈降シリカ上のアリル基は、ゴムへのカップリング結合を創製するという様式で硫黄加硫プロセスに関与していると結論付けられる。   It is concluded herein that allyl groups on precipitated silica treated in situ with allylalkoxysilanes are involved in the sulfur vulcanization process in a manner that creates a coupling bond to the rubber.

実施例IV
追加の処理沈降シリカを実施例Iのように製造し、本明細書ではシリカX及びシリカYとして識別された。
Example IV
Additional treated precipitated silica was prepared as in Example I and identified herein as Silica X and Silica Y.

シリカXは、沈降シリカをアリルトリエトキシシランで処理することによって製造され、その表面上に3パーセントのアリル基を含有していた。   Silica X was produced by treating precipitated silica with allyltriethoxysilane and contained 3 percent allyl groups on its surface.

シリカYは、沈降シリカをプロピルトリエトキシシランで処理することによって製造され、その表面上に3パーセントのプロピル基を含有していた。   Silica Y was produced by treating precipitated silica with propyltriethoxysilane and contained 3 percent propyl groups on its surface.

ゴム組成物は、シリカX及びシリカYをそれぞれ用いて個別に製造されたほか、本明細書中でシリカZとして識別された未処理シリカを用いても製造された。   The rubber composition was produced separately using silica X and silica Y, respectively, and also using untreated silica identified herein as silica Z.

シリカZは、Evonic Degussa社製Si69(登録商標)のような、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドで構成される沈降シリカで、そのポリスルフィド橋(2つの3−エトキシシリルプロピル基を橋渡ししている部分)中に平均約3.4〜3.8個の範囲の連結硫黄原子を有する。   Silica Z is a precipitated silica composed of bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide such as Si69 (registered trademark) manufactured by Evonic Degussa, which bridges the polysulfide bridge (two 3-ethoxysilylpropyl groups). In the range of about 3.4 to 3.8 linked sulfur atoms.

以下の表Cに一般的なゴム配合表を示す。部及びパーセンテージは特に断りのない限り重量による。   Table C below shows a general rubber compounding table. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

ゴムサンプルH〜Mは、実施例Iのようにして製造した。   Rubber samples HM were prepared as in Example I.

各サンプルの硬化挙動及び硬化後の様々な物理的性質を以下の表3に示す。硬化ゴムサンプルについては、サンプルを個別に約30分間約150℃の温度で硬化した。   The curing behavior of each sample and various physical properties after curing are shown in Table 3 below. For the cured rubber samples, the samples were individually cured for about 30 minutes at a temperature of about 150 ° C.

ゴムサンプルは、対照S−SBRゴムサンプルH及び実験S−SBRゴムサンプルI及びJと識別される。対照天然ゴムはサンプルKであり、実験天然ゴムはサンプルL及びMである。   The rubber samples are distinguished from the control S-SBR rubber sample H and the experimental S-SBR rubber samples I and J. The control natural rubber is sample K, and the experimental natural rubber is samples L and M.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

表3から、シリカX(アリルトリアルコキシシラン処理沈降シリカ)を含有するゴムサンプルIは、シリカY(プロピルアルコキシシラン処理沈降シリカ)を含有するゴムサンプルJよりも高いモジュラス値、高い引張強さ及び高いエネルギー(300パーセントモジュラス時)を有することが分かる。これは、沈降シリカ上にアリル基が存在することによるゴム/充填剤相互作用の増加を示すものである。   From Table 3, rubber sample I containing silica X (allyltrialkoxysilane treated precipitated silica) has a higher modulus value, higher tensile strength and higher than rubber sample J containing silica Y (propylalkoxysilane treated precipitated silica). It can be seen that it has a high energy (at 300 percent modulus). This indicates an increase in rubber / filler interaction due to the presence of allyl groups on the precipitated silica.

また、表3から、サンプルIは、ゴムサンプルHよりも高いモジュラス値、高い引張強さ及び300パーセント歪を達成するのに高いエネルギーを有することも分かる。ゴムサンプルHはシリカカップリング剤を使用しているので、このことは本明細書においては驚くべきことと考えられる。これもまた、沈降シリカ上にアリル基が存在することによるゴム/充填剤相互作用の増加を示すものである。   It can also be seen from Table 3 that Sample I has a higher modulus value, higher tensile strength, and higher energy to achieve 300 percent strain than Rubber Sample H. Since rubber sample H uses a silica coupling agent, this is considered surprising here. This again shows an increase in rubber / filler interaction due to the presence of allyl groups on the precipitated silica.

表3には、ゴムサンプルH〜Mのスコーチ時間TS1及びTS2が報告されている。プロピルアルコキシシラン処理シリカ(シリカY)を含有するゴムサンプルJ及びMは最長のスコーチ時間を有していたことが分かる。これは、ゴム組成物を早期硬化又はスコーチなしに加工する能力を示している。プロピル基はエラストマーと反応しないので、このことは本明細書中では驚くべきこととはみなされない。   In Table 3, the scorch times TS1 and TS2 of the rubber samples H to M are reported. It can be seen that rubber samples J and M containing propylalkoxysilane treated silica (silica Y) had the longest scorch time. This indicates the ability to process the rubber composition without premature curing or scorching. This is not considered surprising herein because the propyl group does not react with the elastomer.

アリルシラン処理(アリル官能化)沈降シリカ(シリカX)を含有するゴムサンプルI及びLは次に長いスコーチ時間を有していたことが分かる。このことは本明細書中では利益とみなされる。なぜならば、シリカXはエラストマーと結合する能力を有しているのに、カップリング剤を包含する従来のカップリングを使用したゴムサンプルH及びKと比べて増加した加工時間(スコーチまでの)を有しているからである。   It can be seen that rubber samples I and L containing allylsilane treated (allyl functionalized) precipitated silica (silica X) had the next long scorch time. This is considered a benefit herein. Because silica X has the ability to bind elastomers, it has increased processing time (up to scorch) compared to rubber samples H and K using conventional couplings including coupling agents. It is because it has.

図面
本実施例IVで示した本発明をさらに図示するために図1(FIG1)として図面を提供する。この図面は、分で表した時間(x軸)対150℃の定温におけるトルクをプロットしたグラフである。トルク(y軸)はdNmで報告されている。
Drawing In order to further illustrate the invention shown in this Example IV, a drawing is provided as FIG. 1 (FIG. 1). This figure is a graph plotting time in minutes (x-axis) versus torque at a constant temperature of 150 ° C. Torque (y-axis) is reported in dNm.

図において
図1から、非処理シリカを使用した対照ゴムサンプルHの場合、トルクは直ちに増加し始めていることが分かる。この現象は、高温でのゴム組成物の混合中、シリカと結合したカップリング剤とゴムとの間の反応を示している。
In the figure, it can be seen from FIG . 1 that for the control rubber sample H using untreated silica, the torque begins to increase immediately. This phenomenon indicates a reaction between the coupling agent bonded to silica and the rubber during mixing of the rubber composition at high temperature.

このトルクの即時上昇は、ゴム組成物のムーニー粘度の急速な増加を示しているため、本明細書においては製造工場のゴム加工にとって好適でないとみなされる。ゴム粘度の増加は、ゴム組成物の密閉式ゴムミキサー内でのその混合中のみならず、その後のその加工にとって一般的に好適でない。その後の加工とは、例えば成形による(例えば押出による)加工及び例えばゴムタイヤの製造におけるようなゴム組成物の成形及び硬化のためのゴム用金型内でのゴムの流れに抵抗性を付与することによる加工などである。   This immediate increase in torque indicates a rapid increase in the Mooney viscosity of the rubber composition and is therefore considered unsuitable for manufacturing plant rubber processing herein. The increase in rubber viscosity is not generally suitable for the subsequent processing of the rubber composition as well as during its mixing in a closed rubber mixer. Subsequent processing means imparting resistance to the flow of rubber in a rubber mold for processing by molding (for example by extrusion) and for molding and curing a rubber composition, for example in the manufacture of rubber tires. It is processing by.

実験ゴムサンプルIの場合、トルクは安定を保っており、混合の最初の4分間の間、著しく上昇しなかったことが分かる。この遅延効果は、本明細書においては、ゴム組成物のムーニー粘度上昇の削減のために重要であると考えられており、それによって密閉式ゴムミキサー内でのより良好で効率的な加工が促進される。   For experimental rubber sample I, it can be seen that the torque remained stable and did not rise significantly during the first 4 minutes of mixing. This retarding effect is considered here to be important for reducing the increase in Mooney viscosity of the rubber composition, thereby facilitating better and more efficient processing in a closed rubber mixer. Is done.

また、実験ゴムサンプルIは、前述の4分間の混合時間後はトルク上昇速度が速いことも分かる。このことは、ゴム製品の製造にとってより速い(短い)ゴム成形時間が可能であることを示すものである。   It can also be seen that the experimental rubber sample I has a high torque increase rate after the aforementioned mixing time of 4 minutes. This indicates that faster (shorter) rubber molding times are possible for the manufacture of rubber products.

実施例V
アリル処理沈降シリカ及びアリル処理シリカゲルのゴム補強効果を評価する。
Example V
The rubber reinforcing effect of allyl-treated precipitated silica and allyl-treated silica gel is evaluated.

沈降シリカはここではシリカPとして識別され、アリル処理沈降シリカはここではシリカA−Pとして識別される。   Precipitated silica is identified here as silica P, and allylic precipitated silica is identified here as silica AP.

シリカゲルはここではシリカGとして識別され、アリル処理シリカゲルはここではシリカA−Gとして識別される。   Silica gel is identified here as silica G, and allylated silica gel is identified here as silica AG.

本実施例の場合、使用された沈降シリカは、Rhodia社製のZeosil 1165MP(登録商標)であった。   In the case of this example, the precipitated silica used was Zeosil 1165MP (registered trademark) manufactured by Rhodia.

本実施例の場合、使用されたシリカゲルは、Silicycle社製のSiliaBond(登録商標)であった。   In the case of this example, the silica gel used was SiliacBond (registered trademark) manufactured by Silicicle.

以下の表Dに一般的なゴム配合表を示す。部及びパーセンテージは特に断りのない限り重量による。   Table D below shows a general rubber compounding table. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

Figure 2011016715
Figure 2011016715

ゴムサンプルN、O、及びPは、実施例Iのようにして製造した。各サンプルの硬化挙動及び物理的性質を以下の表4に示す。硬化ゴムサンプルについては、サンプルを約30分間約150℃の温度で硬化した。   Rubber samples N, O, and P were prepared as in Example I. The curing behavior and physical properties of each sample are shown in Table 4 below. For the cured rubber sample, the sample was cured at a temperature of about 150 ° C. for about 30 minutes.

ゴムサンプルは、対照ゴムサンプルN(沈降シリカ補強剤入り)、実験ゴムサンプルO(アリル処理沈降シリカA−P入り)及び実験ゴムサンプルP(アリル処理シリカゲルA−G入り)と識別される。   The rubber samples are identified as control rubber sample N (with precipitated silica reinforcement), experimental rubber sample O (with allyl-treated precipitated silica AP) and experimental rubber sample P (with allyl-treated silica gel AG).

Figure 2011016715
Figure 2011016715

表4から、シリカA−P(アリル処理沈降シリカ)を含有するゴムサンプルOは、沈降シリカ(アリル処理されていない)と共に従来のシリカカップリング剤を含有するゴムサンプルNと同様の、引張強さ、モジュラス及び伸びなどの硬化ゴムの応力−歪の物理的性質並びに貯蔵弾性率(G’)及び損失正接などの動的物理的性質(RPA測定)を有していたことが分かる。   From Table 4, the rubber sample O containing silica AP (allyl-treated precipitated silica) is similar in tensile strength to rubber sample N containing a conventional silica coupling agent together with precipitated silica (not allyl-treated). It can be seen that the cured rubber had stress-strain physical properties such as modulus and elongation and dynamic physical properties such as storage modulus (G ′) and loss tangent (RPA measurement).

このことは、シリカカップリング剤を包含しないアリル処理沈降シリカと同様の硬化ゴムの性質を達成するのに、沈降シリカ(非アリル処理沈降シリカ)はシリカカップリング剤を必要としたという意味で特に重要である。   This is particularly true in the sense that precipitated silica (non-allylated precipitated silica) required a silica coupling agent to achieve the same cured rubber properties as allyl treated precipitated silica that did not include a silica coupling agent. is important.

この観察は、真に注目に値するもので、従来の技術から著しくかけ離れていると考えられる。   This observation is truly remarkable and is considered to be significantly different from the prior art.

さらに、ゴムサンプルNのそのような総体的なゴムの性質は、300パーセント歪を達成するためのエネルギーの顕著な低下を含む、ゴムサンプルO(アリル処理シリカゲルを使用)の総体的なゴムの性質よりも劇的及び顕著に良好である。   Furthermore, such overall rubber properties of rubber sample N include the overall rubber properties of rubber sample O (using allylated silica gel), including a significant decrease in energy to achieve 300 percent strain. Better and dramatically better.

このことは、有益な硬化ゴムの性質の達成も観察されたのは、アリル処理シリカゲルではなくアリル処理沈降シリカ(ゴム補強剤品質のシリカ)のみであったという意味において特に重要である。   This is particularly important in the sense that the achievement of beneficial cured rubber properties was also observed only in allyl-treated precipitated silica (rubber reinforcement quality silica), not allyl-treated silica gel.

これらの顕著な物理的相違は、本明細書においては、アリル処理沈降シリカ(シリカA−P)は、アリル処理シリカゲル(シリカA−G)よりも著しく大きいゴム補強能力を有していることの明白な表れであると考えられている。   These significant physical differences are that in this document allyl treated precipitated silica (silica AP) has a significantly greater rubber reinforcement capacity than allyl treated silica gel (silica AG). It is considered an obvious manifestation.

さらに、アリルシランによるシリカゲルの処理は、シリカゲルをゴムの補強剤として適切なものにするには不十分であったことが分かる。   Furthermore, it can be seen that the treatment of silica gel with allylsilane was insufficient to make the silica gel suitable as a rubber reinforcing agent.

従って、シリカの構造が重要であることは明らかで、特に沈降シリカの場合、BET窒素表面積、CTAB表面積及び0.8〜1.3の範囲のBET/CTAB比の組合せが重要である。   Thus, it is clear that the structure of the silica is important, especially in the case of precipitated silica, the combination of BET nitrogen surface area, CTAB surface area and BET / CTAB ratio in the range of 0.8-1.3.

ゆえに、本明細書においては、特定の沈降シリカ構造及びそのアリル処理の組合せが、ゴム補強剤を提供するための本発明の重要な側面であると考えられている。   Thus, herein, a particular precipitated silica structure and its allylation combination is considered an important aspect of the present invention for providing rubber reinforcement.

本発明を説明する目的で、ある代表的態様及び詳細を示してきたが、本発明の精神又は範囲から離れることなく、様々な変形及び変更がその中でなされうることは当業者には明白であろう。[本発明の態様]
1 少なくとも一つのアリル基の置換基を含有する沈降シリカを含むアリル官能化沈降シリカであって、
前記アリル官能化沈降シリカは、一般式(I):
For the purpose of illustrating the invention, certain representative embodiments and details have been shown, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made therein without departing from the spirit or scope of the invention. I will. [Aspect of the Invention]
1 an allyl-functionalized precipitated silica comprising precipitated silica containing at least one allyl group substituent,
The allyl functionalized precipitated silica has the general formula (I):

Figure 2011016715
Figure 2011016715

[式中、Zは沈降シリカを表し;R及びRは、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、及び3〜18個の炭素原子を含有するアルケン基又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケン基を含む同じ又は異なる基であり;そしてRは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり、
式中、aは0〜2の範囲の整数であり、bは0〜2の範囲の整数であり、そしてcは1〜3の範囲の整数である]によって表されるアリル官能化沈降シリカ。
[Wherein Z represents precipitated silica; R 2 and R 3 are alkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl groups, phenyl groups, and alkenes containing 3 to 18 carbon atoms. The same or different groups including groups or cycloalkene groups having 5 to 8 carbon atoms; and R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group containing at least one of
Wherein a is an integer in the range of 0-2, b is an integer in the range of 0-2, and c is an integer in the range of 1-3.

2 前記R及びRが、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基を含む同じ又は異なる基である、1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 2 The allyl functionalized precipitated silica according to 1, wherein R 2 and R 3 are the same or different groups including an alkyl group containing 1 to 4 carbon atoms.

3 Rが、−CH−CH=CHとして表されるアリル水素含有基である、1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to 1, wherein 3 R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═CH 2 .

4 Rが、−CH−CH=CH−CHとして表されるアリル水素含有基である、1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to 1, wherein 4 R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═CH—CH 3 .

5 Rが、−CH−CH=C−(CHとして表されるアリル水素含有基である、1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to 1, wherein 5 R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═C— (CH 3 ) 2 .

6 Rが、−CH−C(CH)=CH−CHとして表されるアリル水素含有基である、1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to 1, wherein 6 R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —C (CH 3 ) ═CH—CH 3 .

7 少なくとも一つのアリルシランで処理された沈降シリカを含むアリル官能化沈降シリカであって、
前記アリルシランは、一般構造式(II):
7. An allyl functionalized precipitated silica comprising precipitated silica treated with at least one allylsilane,
The allylsilane has the general structural formula (II):

Figure 2011016715
Figure 2011016715

[式中、R及びRは、同じ又は異なり、1〜8個の炭素原子を含有するアルコキシ基、5〜8個の炭素原子を含有するシクロアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、3〜18個の炭素原子を含有するアルケン、又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケンを含み;
式中、Xは、塩素、ヒドロキシ、又は水素であり;
式中、Rは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり;
式中、aは0〜3の範囲の整数であり、bは0〜3の範囲の整数であり、cは1〜3の範囲の整数であり、そしてdは0〜3の範囲の整数であり、a、b、c及びdの合計は4であり;
前記X、R及びRの少なくとも一つは存在し;
前記d=0の場合、R及びRの少なくとも一つはアルコキシ基である]を有するアリル官能化沈降シリカ。
[Wherein R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkoxy group containing 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkoxy group containing 5 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Containing alkyl groups, cyclohexyl groups, phenyl groups, alkenes containing 3 to 18 carbon atoms, or cycloalkenes having 5 to 8 carbon atoms;
Where X is chlorine, hydroxy, or hydrogen;
Where R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group comprising at least one of
Where a is an integer in the range of 0-3, b is an integer in the range of 0-3, c is an integer in the range of 1-3, and d is an integer in the range of 0-3. And the sum of a, b, c and d is 4;
At least one of said X, R 2 and R 3 is present;
Allyl-functionalized precipitated silica having d = 0, at least one of R 2 and R 3 is an alkoxy group.

8 前記アリルシランが、アリルアルコキシシラン又はアリルクロロシランである、7に記載のアリル官能化沈降シリカ。   8 The allyl functionalized precipitated silica according to 7, wherein the allylsilane is allylalkoxysilane or allylchlorosilane.

9 前記アリルシランが、アリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、ジアリルジクロロシラン及びトリアリルクロロシランの少なくとも一つを含む、7に記載のアリル官能化沈降シリカ。   9 The allyl-functionalized precipitated silica according to 7, wherein the allylsilane comprises at least one of allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyldichlorosilane, diallylchloromethylsilane, diallyldichlorosilane, and triallylchlorosilane.

10 アリル官能化沈降シリカの製造法であって、前記方法は、ヒドロキシル基をその上に有する沈降シリカを少なくとも一つのアリルシラン化合物で処理することを含み、
前記沈降シリカは、
(A)120〜300m/gの範囲のBET窒素表面積、
(B)100〜300m/gの範囲のCTAB表面積、及び
(C)0.8〜1.3の範囲の前記BET/CTAB表面積の比率
を有し、
前記アリルシラン化合物は、一般構造式(II):
10 A method for producing an allyl functionalized precipitated silica, the method comprising treating a precipitated silica having a hydroxyl group thereon with at least one allylsilane compound;
The precipitated silica is
(A) BET nitrogen surface area in the range of 120-300 m 2 / g,
(B) having a CTAB surface area in the range of 100-300 m 2 / g, and (C) a ratio of the BET / CTAB surface area in the range of 0.8-1.3,
The allylsilane compound has the general structural formula (II):

Figure 2011016715
Figure 2011016715

[式中、R及びRは、同じ又は異なり、1〜8個の炭素原子を含有するアルコキシ基、5〜8個の炭素原子を含有するシクロアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、3〜18個の炭素原子を含有するアルケン、又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケンを含み;
式中、Xは、塩素、ヒドロキシ、又は水素であり;
式中、Rは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり;
式中、aは0〜3の範囲の整数であり、bは0〜3の範囲の整数であり、cは1〜3の範囲の整数であり、そしてdは0〜3の範囲の整数であり、a、b、c及びdの合計は4であり;
前記X、R及びRの少なくとも一つは存在し;
前記d=0の場合、R及びRの少なくとも一つはアルコキシ基である]を有する方法。
[Wherein R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkoxy group containing 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkoxy group containing 5 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Containing alkyl groups, cyclohexyl groups, phenyl groups, alkenes containing 3 to 18 carbon atoms, or cycloalkenes having 5 to 8 carbon atoms;
Where X is chlorine, hydroxy, or hydrogen;
Where R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group comprising at least one of
Where a is an integer in the range of 0-3, b is an integer in the range of 0-3, c is an integer in the range of 1-3, and d is an integer in the range of 0-3. And the sum of a, b, c and d is 4;
At least one of said X, R 2 and R 3 is present;
And when d = 0, at least one of R 2 and R 3 is an alkoxy group].

11 前記アリルシランが、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、ジアリルジクロロシラン及びトリアリルクロロシランの少なくとも一つを含む、10に記載の方法。   11 The allylsilane includes at least one of allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyldichlorosilane, diallylchloromethylsilane, diallyldichlorosilane, and triallylchlorosilane. the method of.

12 10の方法によって製造されたアリル官能化沈降シリカ。   12 Allyl functionalized precipitated silica produced by the 10 method.

13 1の前記アリル官能化沈降シリカを含む少なくとも一つの補強充填剤を含有する少なくとも一つの硫黄硬化硫黄加硫性エラストマーを含むゴム組成物。   13. A rubber composition comprising at least one sulfur-cured sulfur vulcanizable elastomer containing at least one reinforcing filler comprising 1 of said allyl functionalized precipitated silica.

14 前記補強充填剤が、カーボンブラック及びアリル置換基のない前記沈降シリカの少なくとも一つを含む、13に記載のゴム組成物。   14 The rubber composition according to 13, wherein the reinforcing filler comprises at least one of carbon black and the precipitated silica having no allyl substituent.

15 前記沈降シリカ上に含有されるヒドロキシル基と反応する部分及び前記硫黄加硫性エラストマーと相互作用する別の異なる部分を有するシリカカップリング剤を含有する、13に記載のゴム組成物。   15 A rubber composition according to 13, comprising a silica coupling agent having a part that reacts with hydroxyl groups contained on the precipitated silica and another different part that interacts with the sulfur vulcanizable elastomer.

16 前記沈降シリカ上に含有されるヒドロキシル基と反応する部分及び前記硫黄加硫性エラストマーと相互作用する別の異なる部分を有するシリカカップリング剤を含有する、14に記載のゴム組成物。   16 A rubber composition according to 14, comprising a silica coupling agent having a part that reacts with hydroxyl groups contained on the precipitated silica and another different part that interacts with the sulfur vulcanizable elastomer.

17 前記硫黄加硫性エラストマーが、
(A)イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマー、
(B)イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマーを含むカップリング化エラストマー、ここで前記カップリング化エラストマーは、スズ及びシリカでカップリングされたエラストマーの少なくとも一つである、及び
(C)スチレン/ブタジエンコポリマーエラストマー(SBR)、シス1,4−ポリブタジエンエラストマー及びシス1,4−ポリイソプレンエラストマーの少なくとも一つの官能化エラストマー、ここで前記官能化エラストマーは、
(1)前記アリル官能化沈降シリカと反応するアミン官能基、又は
(2)前記アリル官能化沈降シリカ充填剤のゴム補強剤と反応するシロキシ官能基、又は
(3)前記アリル官能化シリカと反応するアミン及びシロキシ官能基の組合せ、又は
(4)前記アリル官能化シリカと反応するシラン/チオール官能基、又は
(5)前記アリル官能化沈降シリカと反応するヒドロキシル官能基、又は
(6)前記アリル官能化沈降シリカと反応するエポキシ基、又は
(7)前記アリル官能化沈降シリカと反応するカルボキシル基
を含む官能基を含有する、
の少なくとも一つを含む、13に記載のゴム組成物。
17 The sulfur vulcanizable elastomer is
(A) at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene;
(B) a coupled elastomer comprising at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene, wherein the coupled elastomer is tin and silica (C) at least one functionalized elastomer of a styrene / butadiene copolymer elastomer (SBR), a cis 1,4-polybutadiene elastomer, and a cis 1,4-polyisoprene elastomer, Wherein the functionalized elastomer is
(1) an amine functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (2) a siloxy functional group that reacts with the rubber reinforcement of the allyl functionalized precipitated silica filler, or (3) reacts with the allyl functionalized silica. A combination of amine and siloxy functional groups, or (4) a silane / thiol functional group that reacts with the allyl functionalized silica, or (5) a hydroxyl functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (6) the allyl An epoxy group that reacts with the functionalized precipitated silica, or (7) contains a functional group that includes a carboxyl group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica,
14. The rubber composition according to 13, comprising at least one of the following.

18 前記沈降シリカが、
(A)前記沈降シリカを前記ゴム組成物に添加する前に前記アリルシランで処理する、又は
(B)前記沈降シリカをゴム組成物内でその場で前記アリルシランで処理する
ことによってアリル官能化される、13に記載のゴム組成物。
18 The precipitated silica is
(A) Treat the precipitated silica with the allylsilane before adding it to the rubber composition, or (B) Allyl functionalize by treating the precipitated silica with the allylsilane in situ within the rubber composition. 14. A rubber composition according to item 13.

19 13のゴム組成物を含む少なくとも一つの部材を有する製品。   19 A product having at least one member comprising 13 rubber compositions.

20 13のゴム組成物を含む少なくとも一つの部材を有するタイヤ。   A tire having at least one member comprising 2013 rubber composition.

Claims (20)

少なくとも一つのアリル基の置換基を含有する沈降シリカを含むことを特徴とするアリル官能化沈降シリカであって、
前記沈降シリカは、
(A)120〜300m/gの範囲のBET窒素表面積、
(B)100〜300m/gの範囲のCTAB表面積、及び
(C)0.8〜1.3の範囲の前記BET/CTAB表面積の比率
を有し;
前記アリル官能化沈降シリカは、一般式(I):
Figure 2011016715
[式中、Zは沈降シリカを表し;R及びRは、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、及び3〜18個の炭素原子を含有するアルケン基又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケン基を含む同じ又は異なる基であり;そしてRは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり、
式中、aは0〜2の範囲の整数であり、bは0〜2の範囲の整数であり、そしてcは1〜3の範囲の整数である]によって表されるアリル官能化沈降シリカ。
An allyl functionalized precipitated silica comprising precipitated silica containing at least one allyl group substituent comprising:
The precipitated silica is
(A) BET nitrogen surface area in the range of 120-300 m 2 / g,
(B) having a CTAB surface area in the range of 100 to 300 m 2 / g, and (C) a ratio of the BET / CTAB surface area in the range of 0.8 to 1.3;
The allyl functionalized precipitated silica has the general formula (I):
Figure 2011016715
[Wherein Z represents precipitated silica; R 2 and R 3 are alkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl groups, phenyl groups, and alkenes containing 3 to 18 carbon atoms. The same or different groups including groups or cycloalkene groups having 5 to 8 carbon atoms; and R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group containing at least one of
Wherein a is an integer in the range of 0-2, b is an integer in the range of 0-2, and c is an integer in the range of 1-3.
前記R及びRが、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基を含む同じ又は異なる基である、請求項1に記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica of claim 1, wherein R 2 and R 3 are the same or different groups including alkyl groups containing 1 to 4 carbon atoms. が、−CH−CH=CHとして表されるアリル水素含有基である、請求項1及び2のいずれかに記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to claim 1, wherein R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═CH 2 . が、−CH−CH=CH−CHとして表されるアリル水素含有基である、請求項1及び2のいずれかに記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to claim 1, wherein R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═CH—CH 3 . が、−CH−CH=C−(CHとして表されるアリル水素含有基である、請求項1及び2のいずれかに記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to claim 1, wherein R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —CH═C— (CH 3 ) 2 . が、−CH−C(CH)=CH−CHとして表されるアリル水素含有基である、請求項1及び2のいずれかに記載のアリル官能化沈降シリカ。 The allyl functionalized precipitated silica according to claim 1, wherein R 1 is an allyl hydrogen-containing group represented as —CH 2 —C (CH 3 ) ═CH—CH 3 . 少なくとも一つのアリルシランで処理された沈降シリカを含むアリル官能化沈降シリカであって、
(A)前記沈降シリカは、
(B)120〜300m/gの範囲のBET窒素表面積、
(C)100〜300m/gの範囲のCTAB表面積、及び
(D)0.8〜1.3の範囲の前記BET/CTAB表面積の比率
を有し;そして
前記アリルシランは、一般構造式(II):
Figure 2011016715
[式中、R及びRは、同じ又は異なり、1〜8個の炭素原子を含有するアルコキシ基、5〜8個の炭素原子を含有するシクロアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、3〜18個の炭素原子を含有するアルケン、又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケンを含み;
式中、Xは、塩素、ヒドロキシ、又は水素であり;
式中、Rは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり;
式中、aは0〜3の範囲の整数であり、bは0〜3の範囲の整数であり、cは1〜3の範囲の整数であり、そしてdは0〜3の範囲の整数であり、a、b、c及びdの合計は4であり;
前記X、R及びRの少なくとも一つは存在し;
前記d=0の場合、R及びRの少なくとも一つはアルコキシ基である]を有するアリル官能化沈降シリカ。
An allyl-functionalized precipitated silica comprising precipitated silica treated with at least one allylsilane,
(A) The precipitated silica is
(B) BET nitrogen surface area in the range of 120-300 m 2 / g,
(C) having a CTAB surface area in the range of 100-300 m 2 / g, and (D) having a ratio of the BET / CTAB surface area in the range of 0.8-1.3; and the allylsilane has the general structural formula (II ):
Figure 2011016715
[Wherein R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkoxy group containing 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkoxy group containing 5 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Containing alkyl groups, cyclohexyl groups, phenyl groups, alkenes containing 3 to 18 carbon atoms, or cycloalkenes having 5 to 8 carbon atoms;
Where X is chlorine, hydroxy, or hydrogen;
Where R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group comprising at least one of
Where a is an integer in the range of 0-3, b is an integer in the range of 0-3, c is an integer in the range of 1-3, and d is an integer in the range of 0-3. And the sum of a, b, c and d is 4;
At least one of said X, R 2 and R 3 is present;
Allyl-functionalized precipitated silica having d = 0, at least one of R 2 and R 3 is an alkoxy group.
前記アリルシランが、アリルアルコキシシラン又はアリルクロロシランである、請求項7に記載のアリル官能化沈降シリカ。   The allyl functionalized precipitated silica of claim 7, wherein the allylsilane is allylalkoxysilane or allylchlorosilane. 前記アリルシランが、アリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、ジアリルジクロロシラン及びトリアリルクロロシランの少なくとも一つを含む、請求項7に記載のアリル官能化沈降シリカ。   8. The allyl functionalized precipitated silica of claim 7, wherein the allylsilane comprises at least one of allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyldichlorosilane, diallylchloromethylsilane, diallyldichlorosilane, and triallylchlorosilane. アリル官能化沈降シリカの製造法であって、前記方法は、ヒドロキシル基をその上に有する沈降シリカを少なくとも一つのアリルシラン化合物で処理することを含み、
前記沈降シリカは、
(A)120〜300m/gの範囲のBET窒素表面積、
(B)100〜300m/gの範囲のCTAB表面積、及び
(C)0.8〜1.3の範囲の前記BET/CTAB表面積の比率
を有し;
前記アリルシラン化合物は、一般構造式(II):
Figure 2011016715
[式中、R及びRは、同じ又は異なり、1〜8個の炭素原子を含有するアルコキシ基、5〜8個の炭素原子を含有するシクロアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を含有するアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、3〜18個の炭素原子を含有するアルケン、又は5〜8個の炭素原子を有するシクロアルケンを含み;
式中、Xは、塩素、ヒドロキシ、又は水素であり;
式中、Rは、
−CH−CH=CH
−CH−CH=CH−CH
−CH−CH=C−(CH及び
−CH−C(CH)=CH−CH
の少なくとも一つを含むアリル水素含有基であり;
式中、aは0〜3の範囲の整数であり、bは0〜3の範囲の整数であり、cは1〜3の範囲の整数であり、そしてdは0〜3の範囲の整数であり、a、b、c及びdの合計は4であり;
前記X、R及びRの少なくとも一つは存在し;
前記d=0の場合、R及びRの少なくとも一つはアルコキシ基である]を有する方法。
A method for producing an allyl functionalized precipitated silica comprising treating a precipitated silica having a hydroxyl group thereon with at least one allylsilane compound;
The precipitated silica is
(A) BET nitrogen surface area in the range of 120-300 m 2 / g,
(B) having a CTAB surface area in the range of 100 to 300 m 2 / g, and (C) a ratio of the BET / CTAB surface area in the range of 0.8 to 1.3;
The allylsilane compound has the general structural formula (II):
Figure 2011016715
[Wherein R 2 and R 3 are the same or different and each represents an alkoxy group containing 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkoxy group containing 5 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Containing alkyl groups, cyclohexyl groups, phenyl groups, alkenes containing 3 to 18 carbon atoms, or cycloalkenes having 5 to 8 carbon atoms;
Where X is chlorine, hydroxy, or hydrogen;
Where R 1 is
-CH 2 -CH = CH 2,
-CH 2 -CH = CH-CH 3 ,
-CH 2 -CH = C- (CH 3 ) 2 and -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3
An allyl hydrogen-containing group comprising at least one of
Where a is an integer in the range of 0-3, b is an integer in the range of 0-3, c is an integer in the range of 1-3, and d is an integer in the range of 0-3. And the sum of a, b, c and d is 4;
At least one of said X, R 2 and R 3 is present;
And when d = 0, at least one of R 2 and R 3 is an alkoxy group].
前記アリルシランが、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、ジアリルクロロメチルシラン、ジアリルジクロロシラン及びトリアリルクロロシランの少なくとも一つを含む、請求項10に記載の方法。   The allyl silane comprises at least one of allyl triethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyldimethylchlorosilane, allyltrichlorosilane, allylmethyldichlorosilane, diallylchloromethylsilane, diallyldichlorosilane, and triallylchlorosilane. The method described. 請求項10及び11のいずれかの方法によって製造されるアリル官能化沈降シリカ。   12. Allyl functionalized precipitated silica produced by the method of any of claims 10 and 11. 請求項1〜9及び12のいずれかの前記アリル官能化沈降シリカを含む少なくとも一つの補強充填剤を含有する少なくとも一つの硫黄硬化硫黄加硫性エラストマーを含むことを特徴とするゴム組成物。   A rubber composition comprising at least one sulfur cured sulfur vulcanizable elastomer containing at least one reinforcing filler comprising the allyl functionalized precipitated silica of any of claims 1-9 and 12. 前記補強充填剤が、カーボンブラック及びアリル置換基のない前記沈降シリカの少なくとも一つを含む、請求項13に記載のゴム組成物。   The rubber composition of claim 13, wherein the reinforcing filler comprises at least one of carbon black and the precipitated silica free of allyl substituents. 前記沈降シリカ上に含有されるヒドロキシル基と反応する部分及び前記硫黄加硫性エラストマーと相互作用する別の異なる部分を有するシリカカップリング剤を含有する、請求項13及び14のいずれかに記載のゴム組成物。   15. A silica coupling agent according to any of claims 13 and 14, comprising a silica coupling agent having a moiety that reacts with hydroxyl groups contained on the precipitated silica and another different moiety that interacts with the sulfur vulcanizable elastomer. Rubber composition. 前記硫黄加硫性エラストマーが、
(A)イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマー、
(B)イソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つのポリマー及びスチレンとイソプレン及び1,3−ブタジエンの少なくとも一つとのコポリマーを含むカップリング化エラストマー、ここで前記カップリング化エラストマーは、スズ及びシリカでカップリングされたエラストマーの少なくとも一つである、及び
(C)スチレン/ブタジエンコポリマーエラストマー(SBR)、シス1,4−ポリブタジエンエラストマー及びシス1,4−ポリイソプレンエラストマーの少なくとも一つの官能化エラストマー、ここで前記官能化エラストマーは、
(1)前記アリル官能化沈降シリカと反応するアミン官能基、又は
(2)前記アリル官能化沈降シリカ充填剤のゴム補強剤と反応するシロキシ官能基、又は
(3)前記アリル官能化シリカと反応するアミン及びシロキシ官能基の組合せ、又は
(4)前記アリル官能化シリカと反応するシラン/チオール官能基、又は
(5)前記アリル官能化沈降シリカと反応するヒドロキシル官能基、又は
(6)前記アリル官能化沈降シリカと反応するエポキシ基、又は
(7)前記アリル官能化沈降シリカと反応するカルボキシル基
を含む官能基を含有する、
の少なくとも一つを含む、請求項13〜15のいずれかに記載のゴム組成物。
The sulfur vulcanizable elastomer is
(A) at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene;
(B) a coupled elastomer comprising at least one polymer of isoprene and 1,3-butadiene and a copolymer of styrene and at least one of isoprene and 1,3-butadiene, wherein the coupled elastomer is tin and silica (C) at least one functionalized elastomer of a styrene / butadiene copolymer elastomer (SBR), a cis 1,4-polybutadiene elastomer, and a cis 1,4-polyisoprene elastomer, Wherein the functionalized elastomer is
(1) an amine functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (2) a siloxy functional group that reacts with the rubber reinforcement of the allyl functionalized precipitated silica filler, or (3) reacts with the allyl functionalized silica. A combination of amine and siloxy functional groups, or (4) a silane / thiol functional group that reacts with the allyl functionalized silica, or (5) a hydroxyl functional group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica, or (6) the allyl An epoxy group that reacts with the functionalized precipitated silica, or (7) contains a functional group that includes a carboxyl group that reacts with the allyl functionalized precipitated silica,
The rubber composition according to any one of claims 13 to 15, comprising at least one of the following.
前記沈降シリカが、
(A)前記沈降シリカを前記ゴム組成物に添加する前に前記アリルシランで処理する、又は
(B)前記沈降シリカをゴム組成物内でその場で前記アリルシランで処理する
ことによってアリル官能化される、請求項13〜16のいずれかに記載のゴム組成物。
The precipitated silica is
(A) Treat the precipitated silica with the allylsilane before adding it to the rubber composition, or (B) Allyl functionalize by treating the precipitated silica with the allylsilane in situ within the rubber composition. The rubber composition according to any one of claims 13 to 16.
請求項13〜17のいずれかのゴム組成物を含む少なくとも一つの部材を有する製品。   The product which has at least 1 member containing the rubber composition in any one of Claims 13-17. 請求項13〜17のいずれかのゴム組成物を含む少なくとも一つの部材を有するタイヤ。   A tire having at least one member containing the rubber composition according to claim 13. 請求項13〜17のいずれかのゴム組成物を含むトレッドを有するタイヤ。   A tire having a tread containing the rubber composition according to claim 13.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012214617A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method of producing rubber composition for tire, rubber composition for tire, and pneumatic tire

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3029321A1 (en) * 2016-06-28 2018-01-04 Basf Se Rubber composition, its manufacture and use
EP3532308B1 (en) * 2016-10-31 2020-07-01 Compagnie Générale des Etablissements Michelin A tire comprising a tread
DE102017221232A1 (en) * 2017-11-28 2019-05-29 Continental Reifen Deutschland Gmbh Sulfur crosslinkable rubber compound, vulcanizate of the rubber mixture and vehicle tires
US20230002595A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Functionalized elastomer blend for tire tread

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11157825A (en) * 1997-09-03 1999-06-15 Dow Corning Corp Production of hydrophobic precipitated silica
JPH11157826A (en) * 1997-09-15 1999-06-15 Degussa Ag Easily dispersible precipitated silicic acid
JP2005534609A (en) * 2002-08-03 2005-11-17 デグサ アクチエンゲゼルシャフト Highly dispersible precipitated silica with high surface area
JP2008529937A (en) * 2003-01-22 2008-08-07 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Highly dispersible silica for use in rubber

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6517653B2 (en) * 1997-08-20 2003-02-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for improving the cured adhesion of a precured rubber compound to an uncured rubber compound
DE10330222A1 (en) * 2002-08-03 2004-02-12 Degussa Ag Highly disperse precipitated silica having high CTAB surface area, useful e.g. as filler in tires for commercial vehicles, motor cycles and high speed vehicles, and as antiblocking agents, and carriers for agrochemicals and foodstuffs
WO2006110424A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Treated filler and process for producing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11157825A (en) * 1997-09-03 1999-06-15 Dow Corning Corp Production of hydrophobic precipitated silica
JPH11157826A (en) * 1997-09-15 1999-06-15 Degussa Ag Easily dispersible precipitated silicic acid
JP2005534609A (en) * 2002-08-03 2005-11-17 デグサ アクチエンゲゼルシャフト Highly dispersible precipitated silica with high surface area
JP2008529937A (en) * 2003-01-22 2008-08-07 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Highly dispersible silica for use in rubber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012214617A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method of producing rubber composition for tire, rubber composition for tire, and pneumatic tire

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