本发明专利技术涉及包含硅铝酸盐颗粒的橡胶用增强材料和包含该增强材料的轮胎用橡胶组合物。根据本发明专利技术的橡胶用增强材料显示出在橡胶组合物中优异的分散性和增强效果，因此可适用于要求高效率和高燃料效率特性的环保型轮胎。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含硅铝酸盐颗粒的橡胶用增强材料以及包含该增强材料的轮胎用橡胶组合物
相关申请的交叉引用本申请要求于2016年9月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0116739号和于2017年9月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0112076号的权益，其公开内容以其整体并入本文。本专利技术涉及包含硅铝酸盐颗粒的橡胶用增强材料，以及包含该增强材料的轮胎用橡胶组合物。
技术介绍
随着对全球变暖和环境问题持续关注，提高能源效率和减少碳排放的环境友好理念已引起了各个领域的关注。通过开发高效环保型轮胎和回收废轮胎，这些环境友好理念在轮胎工业中变得越来越明显。环保型轮胎(或绿色轮胎)是可以降低橡胶的滚动阻力以实现高效率和高燃料效率，从而减少碳排放的轮胎。改性橡胶材料和橡胶增强白色添加剂(例如，沉淀二氧化硅)主要用于制造这种环保型轮胎。通常，二氧化硅材料存在的问题是在橡胶组合物中的分散性低，从而耐磨性劣化。为了对此进行补偿，已知具有特定条件的高度分散的沉淀二氧化硅可与硅烷偶联剂一起使用，以制备具有良好耐磨性的环保型轮胎材料。另一方面，人们对高度分散的沉淀二氧化硅等添加剂也有很大的兴趣，这些添加剂可以具有良好的冲突性能(机械强度，如滚动阻力和耐磨性)。已知即使将氧化铝、粘土、高岭土等用作橡胶增强白色添加剂，其可以通过降低滚动阻力而用作环保型轮胎材料。然而，所述橡胶增强白色添加剂存在的问题是，由于形成强聚集体等，分散性降低，导致诸如机械强度劣化的问题。现有技术文献非专利文献(非专利文献1)KaySaalwachter，“通过先进的低分辨率核磁共振方法研究弹性体的微观结构和分子动力学”，《橡胶化学和技术》，第85卷，第3期，第350-386页(2012年)(KaySaalwachter,Microstructureandmoleculardynamicsofelastomersasstudiedbyadvancedlow-resolutionnuclearmagneticresonancemethods,RubberChemistryandTechnology,Vol.85,No.3,pp.350–386(2012))。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种橡胶用增强材料，其能够赋予轮胎优异的增强效果和加工性。另外，本专利技术提供一种包含所述橡胶用增强材料的轮胎用橡胶组合物。技术方案根据本专利技术，提供一种橡胶用增强材料，其包含具有下列化学式1组成的无定形硅铝酸盐颗粒，其中所述硅铝酸盐颗粒满足以下条件：在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中，在20°至37°的2θ范围内的半峰全宽(FWHM)为3°至8.5°，并且最大峰强度(Imax)在26°至31°的2θ范围内，平均一次粒径为10nm至100nm，根据氮吸附/解吸分析，Brunauer-Emmett-Teller表面积(SBET)为80m2/g至250m2/g，外部比表面积(SEXT)为60m2/g至200m2/g，以及通过t-绘图法由SBET计算的孔径小于2nm的微孔体积(Vmicro)小于0.05cm3/g。[化学式1]Mx/n[(AlO2)x,(SiO2)y]·m(H2O)在化学式1中，M为选自Li、Na、K、Rb、Cs、Be和Fr的元素，或其离子；x>0，y>0，n>0并且m≥0；1.0≤y/x≤5.0；以及0.5≤x/n≤1.2。另外，根据本专利技术，提供一种包含所述橡胶用增强材料的轮胎用橡胶组合物。在下文中，将更详细地描述根据本专利技术的示例性实施方案的橡胶用增强材料和包含其的轮胎用橡胶组合物。在本说明书中，术语仅用于指代特定实施方案，并且除非明确表达，否则不意图限制本专利技术。除非在上下文中不同地表达，否则本专利技术的单数表达可以包括复数表达。本专利技术中的术语“包括”、“包含”等用于指定某些特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组分，并且这些不排除存在或添加其他某些特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组分。I.橡胶用增强材料根据本专利技术的一个实施方案，提供一种橡胶用增强材料，其包含具有下列化学式1组成的无定形硅铝酸盐颗粒，其中所述硅铝酸盐颗粒满足以下条件：在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中，在20°至37°的2θ范围内的半峰全宽(FWHM)为3°至8.5°，并且最大峰强度(Imax)在26°至31°的2θ范围内，平均一次粒径为10nm至100nm，根据氮吸附/解吸分析，Brunauer-Emmett-Teller表面积(SBET)为80m2/g至250m2/g，外部比表面积(SEXT)为60m2/g至200m2/g，以及通过t-绘图法由SBET计算的孔径小于2nm的微孔体积(Vmicro)小于0.05cm3/g。[化学式1]Mx/n[(AlO2)x,(SiO2)y]·m(H2O)在化学式1中，M为选自Li、Na、K、Rb、Cs、Be和Fr的元素，或其离子；x>0，y>0，n>0并且m≥0；1.0≤y/x≤5.0；以及0.5≤x/n≤1.2。作为本专利技术人的研究结果，证实了满足上述特性的硅铝酸盐颗粒由于在橡胶组合物中优异的分散性而可以表现出提高的增强效果，但不妨碍橡胶组合物的加工性。因此，所述硅铝酸盐颗粒可适合用作轮胎用橡胶组合物中使用的橡胶的增强材料。此外，与不满足上述特性的增强材料相比，因为减少了颗粒中微孔的形成，所述硅铝酸盐颗粒可以表现出优异的机械性能(例如，优异的耐久性、耐磨性、抗压强度等)。即使当使用用于改善分散性的偶联剂时，常规的硅铝酸盐也不容易分散在橡胶组合物中，这是因为分散过程中在橡胶组合物中颗粒强烈地聚集。然而，满足上述特性的硅铝酸盐颗粒可以实现与二氧化硅类似的优异的分散性，同时改善增强效果并降低滚动阻力。根据本专利技术，在所述橡胶用增强材料中包含的硅铝酸盐颗粒是无定形的。特别地，根据本专利技术的实施方案的无定形硅铝酸盐颗粒的特征在于，在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中在20°至37°的2θ范围内的半峰全宽(FWHM)满足3°至8.5°，其作为增强材料可以表现出优异的物理性质。优选地，FWHM为3°以上，3.5°以上，4.0°以上，4.5°以上，5.0°以上，5.5°以上，或6.0°以上。另外，优选地，FWHM为8.5°以下，8.0°以下，7.5°以下，或7.0°以下。半峰全宽(FWHM)是通过硅铝酸盐颗粒的X射线衍射获得的在20°至37°的2θ范围内的最大峰强度的一半处峰宽的数值。半峰全宽(FWHM)的单位可以用度(°)表示，其是2θ的单位。具有高结晶度的化合物可具有小的FWHM值。此外，根据本专利技术实施方案的无定形硅铝酸盐颗粒的特征在于，在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中，最大峰强度(Imax)在26°至31°的2θ范围内。优选地，最大峰强度(Imax)在26°以上，27°以上，或28°以上的2θ范围内。另外，优选地，最大峰强度(Imax)在31°以下，30.5°以下，或30°以下的2θ范围内。作为参考，无定形二氧化硅显示在20°至25°的2θ范围内的Imax，并且无定形氧化铝显示在30°至40°的2θ范围内的Imax。另外，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种橡胶用增强材料，其包含具有下列化学式1组成的无定形硅铝酸盐颗粒，其中所述硅铝酸盐颗粒满足以下条件：在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中，在20°至37°的2θ范围内的半峰全宽(FWHM)为3°至8.5°，并且最大峰强度(Imax)在26°至31°的2θ范围内，平均一次粒径为10nm至100nm，根据氮吸附/解吸分析，Brunauer‑Emmett‑Teller表面积(SBET)为80m2/g至250m2/g，外部比表面积(SEXT)为60m2/g至200m2/g，以及通过t‑绘图法由SBET计算的孔径小于2nm的微孔体积(Vmicro)小于0.05cm3/g：[化学式1]Mx/n[(AlO2)x,(SiO2)y]·m(H2O)其中，在化学式1中，M是选自Li、Na、K、Rb、Cs、Be和Fr的元素，或其离子；x>0，y>0，n>0并且m≥0；1.0≤y/x≤5.0；以及0.5≤x/n≤1.2。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 KR 10-2016-0116739;2017.09.01 KR 10-2011.一种橡胶用增强材料，其包含具有下列化学式1组成的无定形硅铝酸盐颗粒，其中所述硅铝酸盐颗粒满足以下条件：在通过X射线衍射(XRD)获得的数据图中，在20°至37°的2θ范围内的半峰全宽(FWHM)为3°至8.5°，并且最大峰强度(Imax)在26°至31°的2θ范围内，平均一次粒径为10nm至100nm，根据氮吸附/解吸分析，Brunauer-Emmett-Teller表面积(SBET)为80m2/g至250m2/g，外部比表面积(SEXT)为60m2/g至200m2/g，以及通过t-绘图法由SBET计算的孔径小于2nm的微孔体积(Vmicro)小于0.05cm3/g：[...
【专利技术属性】
技术研发人员：田信姬，李荷娜，崔权一，金佑锡，郑汉娜，吴明焕，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR
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