JP7427596B2 - ポリマー系の加硫組成物及び組成物の調製方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ゴムの加硫における使用に好適な組成物に関する。当該組成物は、カチオン性ケイ酸塩成分を含む非水性の水溶性ポリマー系の組成物であり、特に、当該組成物は、ゴム加硫プロセスにおいて望ましい第2のカチオン性成分をさらに含み得るが、これに限らない。本発明はさらに、当該組成物を調製するための方法に関する。
活性剤及び促進剤はゴムの加硫において重要な役割を果たし、特定の硬化パッケージ中の他の構成要素と共に、活性剤及び促進剤は、加硫プロセスの反応速度を大部分決定する。ゴムの加硫に使用される特定の活性剤及び促進剤、又はこれらの化合物の混合物は、特定の意図される用途に必要とされる特定の特性を最終製品に与える。
本発明の第1の態様によれば、ゴムの加硫における使用のために好適な組成物が提供され、前記組成物は、カチオン性ケイ酸塩成分のポリマー系溶液を含んでおり、前記ポリマーは、水溶性ポリマーである。
a1)カチオン性ケイ酸塩成分を含む溶液を準備する工程、
b)工程(a1)の溶液に水溶性ポリマーを添加して混合物を準備する工程、及び、
c)前記混合物を乾燥させ、それによって、前記カチオン性ケイ酸塩成分を含む水溶性ポリマー系組成物を準備する工程。
a2)カチオン性添加剤成分の溶液を準備する工程、及び、
a3)工程(b)及び工程(c)に進む前に、工程(a1)の溶液と工程(a2)の溶液とを一緒に混合して混合物を準備する工程、又は、工程(c)に進む前に、工程(b)で調製した混合物に工程(a2)の溶液を添加する工程。
以下の非限定的な実施形態及び図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
図4は、コントロール試料及び1phrのNaBEC-NaSil-PEGを添加したSBRマスターバッチの硬化総量及び硬化速度のグラフを示す。
以下、本発明の非限定的な実施形態のいくつかが示されている添付の図面を参照して、本発明をより完全に説明する。
適切な容器中で、10gのNaOHを40mLの水に添加した。この溶液に、7.5gのシリカ粉末を撹拌しながら添加した。溶液を60℃に加熱し、溶解が急速であることが見られた(反応は発熱性であり、あまり加熱を必要としない)。溶液を60℃で5分間撹拌した。NaOHとSiO2との反応が完了すると、この溶液は透明になる。
ケイ酸ナトリウム溶液はまた、適切な共沸混合物、例えば、水及びイソプロピルアルコールの混合物中でも調製することができる。
適切な容器中で、10gのNaOHを20mLの水に添加した。別の実施形態では、100mLの87.7重量%IPA共沸溶液を使用した。41.8gのメルカプトベンゾチアゾール(MBT)粉末を50℃の温度で水溶液に添加した。透明な黄褐色の液体が形成された。
全体の反応は2つの部分で行われる。最初に、ZBECを過剰量のNaOH溶液に溶解し、次いでシリカで平衡化する。次いで、溶液をケイ酸ナトリウム/PEG溶液に添加し、乾燥させる。
適切な容器中で、6gのKOHを20mLの水に添加した。別の実施形態では、100mLの88重量%IPA共沸溶液を使用した。17.9gのメルカプトベンゾチアゾール(MBT)粉末を、剪断混合下、50℃の温度で水溶液に添加した。透明な黄褐色の液体が形成された。
還元グラフェンオキシド粉末(rGO)を、本発明に係るNaMBT-NaSil-PEG組成物に溶解した。
この実験では、本発明のNaBEC-NaSil-PEG組成物を、BECタイプ促進剤を含まないコンベヤーベルトSBR系で試験した。NaBECとケイ酸ナトリウムとの組み合わせは、BECタイプ促進剤を含有しない硬化系に対してさえも、活性化の影響を有することが示された。これは新しい効果であり、従って、もはや促進剤系を反応物断片に合わせる必要はない。したがって、本発明の組成物で見られる相乗効果は、硬化剤の種類の使用にかかわらず存在する。
Claims (24)
- ゴムの加硫における使用に適した組成物であって、
前記組成物は、カチオン性ケイ酸塩成分を含むポリマー系溶液であり、前記カチオン性ケイ酸塩成分のカチオンは、ナトリウムカチオン又はカリウムカチオンであって、
前記ポリマーは、水溶性ポリマーであり、前記水溶性ポリマーは、エチレンオキシドポリマー又はポリビニルアルコールポリマーから選ばれる、組成物。 - 前記組成物は、カチオン性添加剤成分を含んでいる、請求項1に記載の組成物。
- 前記カチオン性添加剤成分は、加硫促進剤の塩である、請求項2に記載の組成物。
- 前記加硫促進剤は、チアゾール類、ジチオカルバメート類、ジチオホスフェート類、スルフェンアミド類、チウラムスルフィド類、キサンテート類、グアニジン類、アルデヒドアミン類、又はこれらの組み合わせを含む促進剤類の群から選択される、請求項3に記載の組成物。
- 前記加硫促進剤は、チアゾール類、ジチオカルバメート類、ジチオホスフェート類、チウラムスルフィド類、又はこれらの組み合わせを含む促進剤類の群から選択される、請求項4に記載の組成物。
- 前記加硫促進剤の前記塩は、2-メルカプトベゾチアゾール(2-mercaptobezothiazole)(MBT)、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛(ZBEC)、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZBOP)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド(DIXD)若しくはポリスルフィド(AS100)、又はこれらの組み合わせの塩である、請求項3に記載の組成物。
- 前記加硫促進剤の前記塩は、そのナトリウム塩又はカリウム塩である、請求項3に記載の組成物。
- 前記カチオン性ケイ酸塩成分のカチオンと前記カチオン性添加剤成分のカチオンとが同じである、請求項2に記載の組成物。
- 前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールである、請求項1に記載の組成物。
- 前記水溶性ポリマーは、300g/mol~10,000,000g/molの分子量を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記水溶性ポリマーは、500~20,000g/molの分子量を有する、請求項10に記載の組成物。
- 前記水溶性ポリマーは、1,000~10,000g/molの分子量を有する、請求項10に記載の組成物。
- ゴムの加硫における使用に適した組成物を調製する方法であって:
a1)カチオン性ケイ酸塩成分を含む溶液を準備する工程であって、前記カチオン性ケイ酸塩成分のカチオンは、ナトリウムカチオン又はカリウムカチオンである、前記工程と、
b)工程(a1)で調製された混合物に水溶性ポリマーを添加する工程であって、前記水溶性ポリマーは、エチレンオキシドポリマー又はポリビニルアルコールポリマーから選ばれる、前記工程と、
c)前記混合物を乾燥させ、それによって、前記カチオン性ケイ酸塩成分を含む水溶性ポリマー系組成物を準備する工程と、
を含む、方法。 - a2)カチオン性添加剤成分の溶液を準備する工程と、
a3)工程(b)及び工程(c)に進む前に、工程(a1)の溶液と工程(a2)の溶液とを一緒に混合して混合物を準備する工程、又は、工程(c)に進む前に、工程(b)で調製した混合物に工程(a2)の溶液を添加する工程と、
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 前記カチオン性添加剤成分は、チアゾール類、ジチオカルバメート類、ジチオホスフェート類、スルフェンアミド類、チウラムスルフィド類、キサンテート類、グアニジン類、アルデヒドアミン類、又はこれらの組み合わせを含む促進剤類の群から選択される加硫促進剤の塩である、請求項14に記載の方法。
- 前記加硫促進剤は、チアゾール類、ジチオカルバメート類、ジチオホスフェート類、チウラムスルフィド類、又はこれらの組み合わせを含む促進剤類の群から選択される、請求項15に記載の方法。
- 前記加硫促進剤の前記塩は、2-メルカプトベゾチアゾール(MBT)、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛(ZBEC)、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZBOP)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド(DIXD)若しくはポリスルフィド(AS100)、又はこれらの組み合わせの塩である、請求項15に記載の方法。
- 前記加硫促進剤の前記塩は、そのナトリウム塩又はカリウム塩である、請求項15に記載の方法。
- 前記カチオン性ケイ酸塩成分のカチオンと前記カチオン性添加剤成分のカチオンとは同一である、請求項14に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールである、請求項13に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーは、300g/mol~10,000,000g/molの分子量を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーは、500~20,000g/molの分子量を有する、請求項21に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーは、1,000~10,000g/molの分子量を有する、請求項21に記載の方法。
- ゴム配合物硬化コアクチベータとしての、請求項1に記載の組成物の使用。
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