表面处理碳黑及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种表面处理碳黑，其通过使用通式(I)所表示的化合物对碳黑的表面进行处理而成。若使用本发明专利技术的表面处理碳黑，则能够得到具有低发热性的硫化橡胶。

Surface treated carbon black and its preparation method

The invention provides a surface treated carbon black, which is formed by treating the surface of carbon black by using compounds represented by general formula (I). If the surface treatment carbon black of the invention is used, the vulcanized rubber with low heating property can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
表面处理碳黑及其制备方法
本专利技术涉及表面处理碳黑及其制备方法。
技术介绍
在以往，以提高将橡胶组合物作为原料的充气轮胎的低油耗性或低发热性等特性为目的，使用对橡胶组合物的分散性良好的表面处理碳黑是已知的(专利文献1、2)。在专利文献1中，作为处理碳黑表面的化合物，使用了在1分子中具有酸性及碱性官能团的两性化合物，此外，专利文献2中使用了二胺化合物。此外，以提高碳黑对橡胶组合物的分散性为目的，在橡胶组合物中使用在末端具有氮官能团与碳-碳双键的特定化合物是已知的(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-241483号公报专利文献2：日本特开2012-241160号公报专利文献3：日本特开2014-95013号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题另一方面，在市场中，要求以橡胶组合物为原料的轮胎(硫化橡胶)具有进一步的低发热性，但由如上所述的专利文献的橡胶组合物得到的硫化橡胶在该特性方面仍有改善的余地。本专利技术是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种可得到具有低发热性的硫化橡胶的表面处理碳黑及其制备方法。解决技术问题的技术手段本专利技术涉及一种表面处理碳黑，其通过使用通式(I)所表示的化合物对碳黑的表面进行处理而成，[化学式1]式(I)中，R1及R2表示氢原子或碳原子数1～20的烷基、烯基或炔基，R1及R2可以相同或不同；M+表示钠离子、钾离子或锂离子。此外，本专利技术涉及一种表面处理碳黑的制备方法，其为所述表面处理碳黑的制备方法，其包括使用所述通式(I)所表示的化合物对所述碳黑的表面进行处理的工序。专利技术效果本专利技术的表面处理碳黑中，效果的作用机制的详细情况仍存在不明确的部分，但可以推定如下。但本专利技术可不受该作用机制限定地进行解释。本专利技术的表面处理碳黑的碳黑的表面使用所述通式(I)所表示的化合物进行处理。推定通过利用所述通式(I)所表示的化合物预先处理碳黑的表面，由此该通式(I)所表示的化合物能够有效地附着(结合)在碳黑的表面(存在于该表面的少数官能团(例如，羧基等))。特别是在使用含有该通式(I)所表示的化合物的水溶液时，由于碳黑与该通式(I)所表示的化合物的接触效率得以提高，因此推定该通式(I)所表示的化合物能够进一步有效地附着(结合)。推定通过将这样的表面处理碳黑用作轮胎用橡胶组合物的原料，存在于表面处理碳黑的所述通式(I)所表示的化合物的碳-碳双键的部分能够通过与橡胶成分(聚合物)的游离基的反应或伴随硫交联的反应，与橡胶成分(聚合物)结合，因此得到的硫化橡胶具有优异的低发热性。具体实施方式＜表面处理碳黑＞本专利技术的表面处理碳黑通过使用通式(I)所表示的化合物对碳黑的表面进行处理而成，[化学式2]式(I)中，R1及R2表示氢原子或碳原子数1～20的烷基、烯基或炔基，R1及R2可以相同或不同；M+表示钠离子、钾离子或锂离子。作为所述碳黑，例如除了SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF等在通常的橡胶产业中使用的碳黑以外，还可使用乙炔黑或科琴黑等导电性碳黑。在通常的橡胶产业，碳黑可以是考虑其操作性而经过造粒的造粒碳黑，也可以是未造粒碳黑。碳黑可以单独使用，也可以同时使用两种以上。从提高硫化橡胶的补强性的角度出发，所述碳黑的DBP吸收值(邻苯二甲酸二丁酯吸收值)优选为80cm3/100g以上，更优选为110cm3/100g以上，并且优选为180cm3/100g以下，更优选为140cm3/100g以下。从提高硫化橡胶的低发热性的角度出发，所述碳黑的氮吸附比表面积优选为30m2/g以上，更优选为50m2/g以上，进一步优选为80m2/g以上，并且优选为250m2/g以下，更优选为200m2/g以下，进一步优选为150m2/g以下。从提高对碳黑的亲和性的角度出发，所述通式(I)所表示的化合物优选使用所述通式(I)中的R1及R2为氢原子、M+为钠离子的通式(I’)中记载的化合物。[化学式3]从提高对碳黑的接触效率的角度出发，所述通式(I)所表示的化合物优选以含有所述通式(I)所表示的化合物的水溶液的形式使用。所述水溶液中的介质为以离子交换水、蒸馏水、工业用水等水为主成分的介质，例如可以是含有有机溶剂的水。所述介质可以单独使用，也可以同时使用两种以上。从提高硫化橡胶的低发热性的角度出发，含有所述通式(I)所表示的化合物的水溶液中的、所述通式(I)所表示的化合物的比例优选为0.1重量％以上，更优选为0.3重量％以上，进一步优选为0.5重量％以上，更进一步优选为1.5重量％以上，并且从使所述通式(I)所表示的化合物充分溶解于所述介质中的角度出发，优选为80重量％以下，更优选为75重量％以下，进一步优选为50重量％以下，更进一步优选为30重量％以下。在所述表面处理碳黑中，从提高交联橡胶的低发热性的角度出发，相对于所述碳黑100重量份，所述通式(I)所表示的化合物的使用量(表面处理量)优选为0.1～30重量份，更优选为0.25～10重量份，进一步优选为0.5～5.0重量份，更进一步优选为0.5～3.0重量份。＜表面处理碳黑的制备方法＞在本专利技术的表面处理碳黑的制备方法中，其表面处理的方法没有特别限定，例如可列举出在搅拌器或混合器中搅拌(流动)碳黑的同时，1)添加所述通式(I)所表示的化合物或含有该化合物的水溶液，进行搅拌处理的方法；2)使用喷雾器等喷雾机，对含有所述通式(I)所表示的化合物的水溶液进行喷雾处理的方法；或者3)将所述通式(I)所表示的化合物添加到在碳黑的造粒工序中使用的水中并进行处理的方法等。从均匀涂布的角度出发，所述表面处理的方法优选为进行喷雾处理的方法。在所述表面处理中，处理温度优选为10～50℃左右，更优选为20～30℃左右。此外，处理时间由于依赖于使用的碳黑的量而不能一概而论，但通常为3.0～5.0分钟左右。从缩减混合时间的角度出发，利用上述的表面处理而得到的表面处理碳黑可不设定自然干燥、强制干燥等干燥工序而使用，但也可在上述表面处理的工序之后设置所述干燥工序。＜橡胶组合物＞在本专利技术中，可使用所述表面处理碳黑来制备橡胶组合物。作为橡胶组合物的原料，可列举出通常用于橡胶领域的橡胶、各种掺合剂。作为所述橡胶，例如可列举出天然橡胶(NR)或异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等合成二烯类橡胶。橡胶可以单独使用，也可以同时使用两种以上。从提高硫化橡胶的低发热性的角度出发，相对于所述橡胶组合物中的橡胶成分100重量份，所述表面处理碳黑中的所述通式(I)所表示的化合物优选为0.01～10重量份，更优选为0.1～5.0重量份，进一步优选为0.5～2.0重量份。从提高硫化橡胶的补强性的角度出发，相对于所述橡胶组合物中的橡胶成分100重量份，所述表面处理碳黑优选为30～100重量份，更优选为35～80重量份，进一步优选为40～70重量份。作为所述各种掺合剂，例如可列举出硫类硫化剂、硫化促进剂、抗老化剂、二氧化硅、硅烷偶联剂、氧化锌、亚甲基受体及亚甲基供体、硬脂酸、硫化促进助剂、硫化延迟剂、有机过氧化物、蜡或油等软化剂、加工助剂等。作为所述硫类硫化剂的硫，只要是通常的橡胶用硫即可，例如可使用粉末硫、沉淀硫、不溶性硫、高分散性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面处理碳黑，其特征在于，使用通式(I)所表示的化合物对碳黑的表面进行处理，[化学式1]

【技术特征摘要】
2017.11.13 JP 2017-2178721.一种表面处理碳黑，其特征在于，使用通式(I)所表示的化合物对碳黑的表面进行处理，[化学式1]式(I)中，R1及R2表示氢原子或碳原子数1～20的烷基、烯基或炔基，R1及R2可以相同或不同；M+表示钠离子、钾离子或锂离子。2.根据权利要求1所述的表面处理碳黑，其特征在于，使用含有所述通式(I)所表示的化合物的水溶液进行处理。3.根据权利要求2所述的表面处理碳黑，其特征在于，含有所述通式(I)所表示的化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：向井庸高，
申请(专利权)人：东洋橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP