KR100234479B1 - 분산성이 개선된 실리카 고무조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티렌-부타디엔 공중합체 고무에 질소흡착 비표면적이 160-180㎡/g, 디옥칠프탈레이트 흡수량이 270-300cc/100g인 실리카를 사용하였으며, 촉진제 흡습방지를 위해 디에칠렌글리콜을 소량 적용 하였으며 분산성개선을 위해 방향족탄화수소와 지방산이 혼합된 약품을 적용하였다.
이 혼합된 분산제를 적용하여 승용차용 타이어트래드에 적합한 고무조성물, 상세하게는 트래드의 회전저항 및 제동성개선, 또는 트래드의 컷앤칩 (cutting & chpping) 특성이 우수한 타이어 트래드용 고무조성물을 발명하였다.

Description

[발명의 명칭]
분산성이 개선된 실리카 고무조성물
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 타이어 트래드의 회전저항 및 컷앤칩 (cutting & chpping) 성을 개선하기 위해 실리카 및 실란 커프링제 특히 유기 관능기 성분이 고무 가황반응과 관련이 있는 실란 커프링제를 단독 또는 카본블랙과 혼용하여 적용하고 있으나, 입자가 매우 작은 실리카 특성에 의한 점도상승 및 배합고무의 물성 하락을 유발하는 분산 불량의 문제점이 있어 이를 개선하는데 그 목적이 있다. 종래에는 타이어 트래드의 회전저항 및 동적특성 개선을 카본블랙과 실리카 또는 실리카를 단독으로 사용하고 있으며, 카본블랙과 실리카 또는 실리카 단독으로 사용할 경우 분산 불량에 의해 점도상승 및 고무 물성이 하락하는 등 보강성이 다소 떨어지는 경향이 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적과제]
본 발명은 실리카 배합고무의 보강성을 향상시키기 위해 실리카 배합물의 분산성 향상을 통한 고무물성을 향상시키기 위해 방향족 탄화수호와 지방산이 혼합된 분산제를 적용하여 승용차용 타이어 트래드에 적합한 고무조성물, 보다 상세하게는 트래드의 회전저항 및 제동성개선, 또는 트래드의 컷 앤 칩 (cutting & chpping) 특성이 우수한 타이어 트래드용 고무조성물에 관한 것이다.
본 발명에서는 타이어 트래드의 회전저항 및 제동성과 같은 동적 특성 개선 및 내마모성개선을 위하여 카본블랙 대신 실리카를 사용하고 고무성분은 스티렌-부타디엔 공중합체 고무를 사용하였다.
특히, 실리카입자의 응집특성에 의해 형성되는 구조속으로 가류제가 흡습되는 것을 방지하기 위해 실리카 배합시 디에칠렌글리콜을 사용하였다. 한편, 실리카의 분산성 개선을 위해서는 방향족 탄화수소 레진과 지방산 유도체의 혼합물을 적용한 결과, 실리카 고무조성물의 분산성 개선은 물로 정성지표인 점도, 내마모성 지표인 피코 (PICO) 손실량이 대폭적으로 개선되는 실리카 고무조성물을 발명하였다. 또한, 사용된 분산제의 사용량에 따라 제반 배합고무 물성이 상반된 결과가 나타나는데 본 발명에서는 적정사용량이 4∼6 PHR 수준인 것으로 나타났다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명은 스티렌-부타디엔 공중합체 고무에 질소흡착 비표면적이 160-180㎡/g, 디옥칠프탈레이트 흡수량이 270-300cc/100g인 실리카를 사용하였으며, 촉진제 흡습방지를 위해 디에칠렌글리콜을 소량 적용 하였으며, 분산성 개선을 위해 방향족 탄화수소와 지방산이 혼합된 약품을 적용하였다.
이 혼합된 분산제를 적용하여 승용차용 타이어 트래드에 적합한 고무조성물, 상세하게는 트래드의 회전저항 및 제동성개선 또는 트래드의 컷 앤 칩 (Cutting & chpping) 특성이 우수한 타이어 트래드용 고무조성물을 발명하였다.
다음의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 발명에 사용된 고무조성물인 SBR-1500 고무 100 phr, 실리카 50 phr를 밴버리 믹서에 넣고 활성제 4 phr, DEG(디에틸렌글리콜) 2.5 phr, 분산제 2.0 phr, 황 1.75 phr 및 촉진제 1.0 phr를 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
[실시예 2]
분산제를 4.0 phr로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
[실시예 3]
분산제를 6.0 phr로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
[실시예 4]
분산제를 8.0 phr로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
[비교예]
분산제를 첨가하지 않는 것 이외에는 실시예1과 동일하게 혼합하여 160℃에서 방출하였다.
표 1은 고무의 조성비를 나타내며, 표 2는 가류고무의 물성결과를 기존의 고무조성물과 비교하여 얻은 결과를 나타내고 있다.
Figure kpo00001
*주 : 분산제 ST-95(Schill + Seilacher GMBH CO., Germany)
Figure kpo00002
*가류조건 160℃ 15분
이상의 표 1과 2에서 나타난 바와 같이 본원발명이 기존의 방법 보다도 분산성이 개선되었으며, 작업에 있어서 공정성이 개선되었고 내마모성이 향상되었음을 알 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명은 승용차용 타이어트래드의 분산성개선, 공정성 및 내마모성이 개선되는 고무조성물에 관한 것으로서, 방향족 탄화수소와 지방산 유도체된 분산제 사용에 의해 실리카 배합물의 분산성 개선을 도모할 수 있고, 실리카와 같은 작은 입자의 분산성 향상으로 점도개선으로 공정성을 개선할 수 있으며, 실리카 배합물의 인장물성 및 내마모특성이 대폭 개선 가능하며, 환경규제와 같은 국제적인 규제에 적극 대응이 가능하다.

Claims (3)

  1. 타이어의 회전저항 및 제동성을 개선하기 위한 트레드용 고무조성물에 있어서, 합성고무 100 phr에 대하여 질소흡착비표면적이 150∼180㎡/g이고 디옥칠프탈레이트 흡수량이 270∼300cc/100g인 실리카 40∼60phr, 분산제 2∼8phr을 첨가하고 촉진제의 흡습방지를 위하여 디에틸렌글리콜 2∼3phr을 사용하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 분산제는 방향족 탄화수소와 지방산 유도체가 6 : 4로 혼합됨을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
  3. 제1항에 있어서, 디에틸렌글리콜 사용량은 실리카 100phr당 5phr 비율로 사용함을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무조성물.
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