氢化橡胶组合物制造技术

一种橡胶组合物，它含有 （Ａ）１００份重原料橡胶，其中含不小于３０％（重量）至少一种共轭二烯橡胶的部分氢化橡胶，其中共轭二烯部分中有５～７０％不饱和双键已氢化， （Ｂ）１０～１５０份重氧化硅； （Ｃ）０．１～２０份重有机硅烷偶联剂；以及 （Ｄ）０．１～１０份重硫化剂。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种橡胶组合物，它含有一种与氢部分反应的橡胶(下文把“与氢反应”称为“氢化”)，它有极好的回弹性和低的放热性质，极好的防湿滑性和进一步改进的加工性。更具体地说，本专利技术涉及一种橡胶组合物，它含有一种含部分氢化的共轭二烯烃橡胶的原料橡胶、氧化硅、有机硅烷偶联剂和硫化剂，如果需要还含有炭黑。特别是当本专利技术的组合物用来制备轮胎时，它有节省燃料费用的效果。近年来，随着汽车工业的进展，对汽车的轮胎的各种性能如安全性、操作稳定性、经济性、乘客在汽车中的舒适感、无环境污染等比以前有更进一步的要求。特别是随着汽车数量的增加，石油类燃料的消耗也增加，因此大气污染物，如废气中所含二氧化碳、氧化氮等造成环境污染，它已成为一种社会问题。所以，通过改进汽车的燃料效率来减少石油类燃料的消耗量以及转为使用不产生废气的电动汽车是需要的。因此，汽车的轮胎需要一种有低滚动阻力的橡胶材料，从而减少燃料消耗量。轮胎的滚动阻力主要受胎面对轮胎滚动的滞后损耗影响，因此通过使用有低滞后损耗的组合物可改进滚动阻力。此外，作为轮胎的一个功能，安全性，如操作稳定性、在湿路面上的制动性能(一种防湿滑性)和使用寿命如耐磨损性是重要的。但是，虽然轮胎的滚动性质和防湿滑性是涉及到胎面橡胶的滞后损耗的功能，但这些功能是相互矛盾的，所以到目前为止同时改进它们仍然是困难的。因为相应于轮胎滚动的振动频率与相应于湿滑的振动频率是不同的，所以到目前为止已提出许多改进这两类功能之间平衡的尝试。这些改进中有许多涉及这样一种方法它通过优化含有炭黑用作增强剂的胎面花纹用硫化橡胶的原料橡胶，来改进轮胎的滚动性质和防湿滑之间平衡。最近，提出了一种橡胶组合物，其中使用这样一种聚合物，即苯乙烯-丁二烯橡胶的丁二烯部分中的双键被部分氢化(US.5017660，其对应专利日本专利已决公开5(′93)-74353)。但是，这一技术涉及这样一种组合物，其中常规的炭黑作为增强剂配入，但组合物的效果不够理想，特别是在回弹性和低放热性质方面。另一方面，除上述这些技术外，还提供了一种方法，其中用氧化硅代替常规的炭黑作为增强剂，它用于胎面花纹的配方材料，从而使其滚动性质得到改进。但是，与炭黑相比，氧化硅与原料橡胶有低的亲合性，因此在橡胶中有很低的分散性。所以，为了表现出作为橡胶组合物的性能，使氧化硅很好地分散在橡胶中是重要的。为此，通常使用硅烷类偶联剂、改性橡胶和增加氧化硅对橡胶的亲合性。从物理性质方面看，与使用炭黑的情况相比，含氧化硅的配方材料通常有低的放热性质以及良好的滚动性质，而且硫化后有相同水平的硬度和抗拉强度，但有大变形的低模量、耐磨性差、配方材料收缩程度大和加工性差，它造成了许多问题。为了解决含有氧化硅的这些配方材料存在的这些问题，已提出了一种方法，其中通过使用特定的氧化硅偶联剂等来增强氧化硅和橡胶之间的相互作用。作为改性橡胶，因此改进橡胶的性质的方法，日本专利未决公开62(′87)-50346已提出一种氧化硅和聚合物或共聚物配方的橡胶组合物，聚合物或共聚物通过烷氧硅烷类化合物与通过聚合物或共聚物共聚合得到的二烯聚合物的活性末端反应来得到，用有机锂作为引发剂。日本专利未决公开62(′87)-227908已提出一种通过卤化的硅烷化合物与通过聚合物与有机碱金属聚合得到的活性聚合物的活性末端反应生产聚合物的方法。在这里表明，这些聚合物有良好的抗拉强度和耐磨性。作为通过使用有特定结构的原料橡胶来改进性能的方法，日本专利未决公开3(′91)-239737公开了一种充气轮胎，其中一种氧化硅配方于有特定苯乙烯链分布的SBR中的橡胶组合物用于胎面花纹。作为使用有特定结构的橡胶和使用持定硅烷偶联剂的方法，US5409969(其对应专利日本专利未决公开3(′91)-252431)已提出一种使用这样一种胎面用橡胶组合物的充气轮胎，该组合物将氧化硅和特定结构的硅烷偶联剂配方在玻璃化转变温度不低于-50℃的聚合物中。US5409969(其对应专利日本专利未决公开3(′91)-252433)公开了一种使用这样一种胎面用橡胶组合物的充气轮胎，该组合物将氧化硅和有特定结构的硅烷化合物作为有机硅烷偶联剂配方在通过有特定结构的卤化的硅烷化合物与上述聚合物的活性末端反应制得的聚合物中。另外，US5227425提出一种由特定聚合物结构的溶液聚合的SBR、有特定性质的氧化硅和硅烷偶联剂在特定条件下混合制得的橡胶组合物制得的轮胎。这些技术中的每种技术都对改进防湿滑性、滚动性质有作用，即对节省燃料费用有作用以及对改进耐磨性有作用。但要满足轮胎所需的高性能的性质如低放热性和加工性还不够。如上所述，对于今后使用的包括电动汽车在内的汽车来说，需要使用一种有回弹性的轮胎用橡胶组合物，即有显著节省燃料费用的滚动性后，并有极好的低放热性质、防湿滑性以及加工性，但是到目前为止还未得到能满足这些要求的橡胶组合物。本专利技术人进行了广泛研究，完成了上述任务。结果，他们发现通过使用这样一种橡胶组合物可制得改进的汽车轮胎，该组合物含有有特定聚合物结构的橡胶的原料橡胶、氧化硅、有机硅烷偶联剂和硫化剂，如果需要的话，还含有炭黑。因此，完成了本专利技术。也就是说，本专利技术提供这样一种橡胶组合物，它含有(A)100份重原料橡胶，它含有不小于30％(重量)至少一种部分氢化的共轭二烯橡胶，其中共轭二烯部分中有5～70％未饱和双键已氢化；(B)10～150份重氧化硅；(C)0.1～20份重有机硅烷偶联剂；以及(D)0.1～10份重硫化剂。本专利技术橡胶组合物中组分(A)的共轭二烯橡胶的部分氢化产物(下文称为“部分氢化橡胶”)是一种含共轭二烯的橡胶部分氢化得到的可硫化的橡胶状聚合物。作为部分氢化橡胶的前体的共轭二烯橡胶的例子是丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-异戊二烯橡胶等。它们可单独使用或作为混合物使用。优选的共轭二烯橡胶是丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶。当部分氢化的苯乙烯-丁二烯橡胶或丁二烯橡胶用作部分氢化橡胶时，按部分氢化橡胶的总重计，丁二烯的组成优选为50～100％(重量)，更优选60～100％(重量)，最优选65～100％(重量)。当部分氢化的橡胶用于本专利技术组合物时，如果丁二烯的组成小于50％(重量)，其橡胶的弹性下降，硬度增加以及回弹性、耐磨性和低放热性下降，这些是不利的。在苯乙烯-丁二烯橡胶中，苯乙烯可以任何链式样聚合在共聚物链中，如无规、嵌段、部分嵌段等式样。但是，从组合物的回弹性和低放热性的观点出发，无规链分布是优选的。通常，顺-1，4-链(顺链)、反-1，4-链(反链)、1，2-链和3，4-链(乙烯基链)属共轭丁二烯部分中链的一种方式。按顺链、反链和乙烯基链的总和计，用乙烯基链的数量比来确定乙烯基链的含量。氢化前共轭二烯橡胶中共轭二烯部分的乙烯链含量优选为10～80％。当乙烯基链的含量大于80％时，本专利技术橡胶组合物的耐磨性显著下降。当含量小于10％时，氢化乙烯基的含量变低，回弹性(即滚动性质)、低放热性、防湿滑性(防滑性)和加工性不能充分显示出来，这些性质是本专利技术的特征。乙烯基链的含量更优选为20～70％，最优选为30～60％。共轭二烯部分的乙烯基链可均匀分布在分子链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仲二见泰伸，齐藤章，杉山刚，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：