用于轮胎的橡胶组合物以及使用该组合物制备的轮胎制造技术

本发明专利技术提供一种含有原料橡胶和纤维素晶须的用于轮胎的橡胶组合物，以及使用该组合物制备的具有优异的基本性能的轮胎。由于该用于轮胎的橡胶组合物包含具有比橡胶增强材料优异的增强性能的纤维素晶须，因而该用于轮胎的橡胶组合物能够提供与使用常规橡胶增强材料的轮胎相比具有显著增强性能的轮胎。另外，当纤维素晶须应用至用于轮胎的橡胶组合物中时，常规橡胶增强材料的含量可以降低。因此，由于常规橡胶增强材料的使用而被认为较差的伸长比和低油耗性能能够被改善至优异的水平，并且能够提供轻质轮胎。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于轮胎的橡胶组合物，制备该组合物的方法，以及使用该组合物制备的轮胎。更具体地，本专利技术涉及含有纤维素晶须的用于轮胎的橡胶组合物，制备该组合物的方法，以及使用该组合物制备的轮胎。
技术介绍
纤维素是一种广为人知的生物聚合物，生物聚合物是指由可以再生的有机资源产生的聚合物质。由于纤维素一般具有生物降解性，因此纤维素可以称为“基于生物的”和“可生物降解的”。纤维素由天然资源产生，并且在使用之后，能被自然界存在的微生物分解成水和二氧化碳。因此，纤维素被称为环境友好产物，从产生到最终处理对环境的负担都较小。目前，世界范围内，环境保护和针对高油价的对策得到了越来越多的关注，考虑物质的环境友好性，生物聚合物是非常具有创新性的物质，能够由可以再生的资源产生聚合物，并且可以无任何环境污染而安全处理。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于轮胎的橡胶组合物以及制备该组合物的方法，该橡胶组合物能够提供具有优异通用性能的轮胎。本专利技术的另一个目的是提供一种使用上述用于轮胎的橡胶组合物制备的轮胎。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，用于轮胎的橡胶组合物包含原料橡胶和纤维素晶须。纤维素晶须可以具有例如10nm至50nm的平均长度。另外，相对于100重量份的原料橡胶，可以包含例如0.1重量份至5重量份的纤维素晶须。根据本专利技术的另一个方面，用于轮胎的橡胶组合物的制备方法包括将纤维素晶须分散在有机溶剂中，从而制备分散有纤维素晶须的溶液的步骤；和将分散有纤维素晶须的溶液加入原料橡胶中的步骤。在制备分散有纤维素晶须的溶液的步骤中，选自环保芳烃(treated distillate aromatic extract)(TDAE)油、液体老化抑制剂、液体橡胶以及它们的混合物中的任何一种有机溶剂可以用作所述有机溶剂。此外，上述步骤可以通过将1至30重量份的纤维素晶须分散在100重量份的有机溶剂中而实施。上述步骤可以包括向有机溶剂中另外添加表面活性剂的步骤；或者可以包括将纤维素晶须分散在有机溶剂中，并超声处理该分散液的步骤。制备用于轮胎的橡胶组合物的方法还可以包括在制备分散有纤维素晶须的溶液的步骤之前，制备纤维素晶须的步骤。制备纤维素晶须的步骤可以包括用酸或碱水解纤维素的步骤。此步骤可以包括，例如将10至30重量份的纤维素加入100重量份的40％至70％的酸性或碱性水溶液中。此外，上述步骤可以包括在50℃至100℃下用酸或碱水解纤维素5小时至10小时的步骤。制备纤维素晶须的步骤还可以包括中和经水解的反应混合物的步骤。根据本专利技术的另一个方面的轮胎使用上述用于轮胎的橡胶组合物制备。具体实施方式下文将更详细说明本专利技术。根据本专利技术的一个实施方案，用于轮胎的橡胶组合物包含原料橡胶和纤维素晶须。原料橡胶可以为选自天然橡胶、合成橡胶和它们的组合中的任意一种。天然橡胶可以为普通天然橡胶或改性天然橡胶。关于普通天然橡胶，可以使用任何已知为天然橡胶的物质，对来源地等无特别限制。该天然橡胶包含顺-1,4-聚异戊二烯作为主要组分，但取决于所需要的特性，所述天然橡胶还可以包含反-1,4-聚异戊二烯。因此，所述天然橡胶可以包括含有顺-1,4-聚异戊二烯作为主要组分的天然橡胶，以及含有反-1,4-聚异戊二烯作为主要组分的天然橡胶，例如，巴拉塔树胶，它是南美洲产的一种人心果橡胶。改性天然橡胶是指通过改性或纯化普通天然橡胶得到的产品。改性天然橡胶的例子包括环氧化的天然橡胶(ENR)、脱蛋白质的天然橡胶(DPNR)和氢化的天然橡胶。上述合成橡胶可以为选自苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、改性苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶(BR)、改性丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、表氯醇橡胶、氟橡胶、硅橡胶、腈橡胶、氢化腈橡胶、腈-丁二烯橡胶(NBR)、改性腈-丁二烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶、HYPALON橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯橡胶、丙烯酸橡胶、聚醚型(hydrin)橡胶、乙烯基苄基氯-苯乙烯-丁二烯橡胶、溴甲基苯乙烯-丁基橡胶、马来酸苯乙烯-丁二烯橡胶、羧酸苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂-异戊二烯橡胶、马来酸乙烯-丙烯橡胶、羧酸腈-丁二烯橡胶、溴化聚异丁基异戊二烯-共-对甲基苯乙烯(BIMS)橡胶以及它们的混合物中的任意一种。纤维素是D-葡萄糖单元通过(1→4)-β型配醣键连接的直链聚合物。大量的纤维素分子构成纤维，其最小单元叫做胶束。由X射线分析结果发现，胶束构成结晶结构，胶束和胶束之间的连接部位为非晶区。纤维素晶须是指从含有结晶区和非晶区的纤维素分离出来的纤维素晶体，并且该纤维素晶体具有与猫科动物胡须类似的棒状形态。即，本说明书所述术语“纤维素晶须”可以称为棒状纤维素晶体。纤维素晶须可以通过相关领域已知的常规方法获得。在其它方法中，为了制备具有适于用于轮胎的橡胶组合物的性质的纤维素晶须，所述纤维素晶须可以通过在特定条件下水解纤维素而制备。根据一个实施方案，制备纤维素晶须的方法可以包括使用酸或碱水解纤维素。为了用酸或碱水解纤维素，可以将纤维素加入到酸性或碱性水溶液中。酸性或碱性水溶液的浓度能够调整至约40％至70％、50％至70％或55％至65％。如果酸性或碱性水溶液的浓度高于上述范围，分解为葡萄糖的纤维素的量提高，如果酸性或碱性水溶液的浓度低于上述范围，纤维素非晶区的水解可能进行地不充分。因此，通过将酸性或碱性水溶液浓度控制至上述范围，可以高效高产地制备纤维素晶须。对于酸性水溶液，可以使用例如盐酸水溶液、硫酸水溶液和硝酸水溶液或它们的混合物。根据一个实施方案，当通过以1:1的重量比混合盐酸水溶液和硝酸水溶液制备的水溶液用作酸性水溶液时，可以高产高效地制备纤维素晶须。对于碱性水溶液，可以使用例如过氧化氢水溶液、氢氧化铵水溶液或它们的混合物。根据一个实施方案，当通过以1:1的重量比混合过氧化氢水溶液和氢氧化铵水溶液制备的水溶液用作碱性水溶液时，可以高产高效地制备纤维素晶须。关于用于制备纤维素晶须的纤维素，可以使用相关领域中用作纤维素物质的任何材料，而无特别限制。例如，可以使用棉纤维素、半纤维素、醋酸纤维素或它们的混合物。用于制备纤维素晶须的纤维素可以为在加入酸性或碱性水溶液之前已进行过适当的预处理的物质。根据一个实施方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轮胎的橡胶组合物，包含原料橡胶和纤维素晶须。

【技术特征摘要】
2013.10.31 KR 10-2013-01311321.一种用于轮胎的橡胶组合物，包含原料橡胶和纤维素晶须。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎的橡胶组合物，其中，所述纤维素
晶须的平均长度为10nm至50nm。
3.根据权利要求1所述的用于轮胎的橡胶组合物，其中，相对于100重
量份的所述原料橡胶，所述橡胶组合物包含0.1至5重量份的所述纤维素晶
须。
4.一种用于轮胎的橡胶组合物的制备方法，所述方法包括：
将纤维素晶须分散在有机溶剂中，从而制备分散有纤维素晶须的溶液；
和
将分散有纤维素晶须的溶液加入原料橡胶中。
5.根据权利要求4所述的用于轮胎的橡胶组合物的制备方法，其中，
所述制备分散有纤维素晶须的溶液的步骤使用选自环保芳烃(TDAE)油、液体
老化抑制剂、液体橡胶以及它们的混合物中的任意一种有机溶剂。
6.根据权利要求4所述的用于轮胎的橡胶组合物的制备方法，其中，
所述制备分散有纤维素晶须的溶液的步骤包括相对于100重量份的有机溶
剂，以1至30重量份的量分散纤维素晶须。
7.根据权利要求4所述的用于轮胎的橡胶组合物的制备方法，其中，

【专利技术属性】
技术研发人员：朴原一，金廷泰，
申请(专利权)人：韩国轮胎株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR