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橡胶组合物以及轮胎

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25



技术领域

本发明涉及橡胶组合物以及轮胎。

背景技术

作为橡胶用增塑剂或软化剂,广泛使用矿物油等。但是,从将来的化石资源枯竭、环境负担等的观点出发,研究了作为替代品的植物油的使用(参见专利文献1),在包含这样的植物油的橡胶组合物中,期望低燃耗性、耐渗出性、LCA性能(减少CO

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】JP特开第2003-63206号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

本发明的目的在于解决上述问题,提供一种低燃耗性以及耐渗出性的综合性能优异、 LCA性能(减少CO

[解决问题的技术手段]

本发明涉及一种包含满足以下条件(1)~(4)的植物油的橡胶组合物。

(1)温度23℃下为液态。

(2)由GPC法得到的重均分子量大于800。

(3)用THF稀释3倍后的稀释后植物油的用分光光度计测定的波长450nm以及600nm的吸光度满足下述式。

波长450nm的吸光度-波长600nm的吸光度≥0.05

(4)将温度为23~30℃的植物油100g通过20目的平织金属网前后的重量满足下述式。

(通过平织金属网后的重量/通过平织金属网前的重量)×100≥99.0

具体实施方式

本发明是包含满足所述条件(1)~(4)的植物油的橡胶组合物。所述橡胶组合物的低燃耗性以及耐渗出性的综合性能优异,且LCA性能(减少CO

虽然获得这种作用效果的机理未必清楚,但推断是由以下作用机理来发挥的。

认为,满足所述(1)~(4)条件的植物油,通过羰基与双键共轭,而产生与炭黑等填充剂的相互作用,另外,通过这样双键减少,从而植物油具有低Tg化、低tanδ的趋势,因此低燃耗性得到改善。认为,相对于Mw200~700g/mol的矿物油,Mw大于800g/mol的植物油由于具有更高的分子量,因而在橡胶中的流动性变低,耐渗出性得到进一步地改善。进一步,通过使用生物质材料的植物油,从碳中和的观点出发,与矿物油相比,能够降低废弃时的CO

诸如这样,本发明中,通过设定成具有满足所述条件(1)~(4)的植物油的构成,可以解决改善低燃耗性以及耐渗出性的综合性能、LCA性能(减少CO

(植物油)

所述橡胶组合物中,从LCA(生命周期评价(Life Cycle Assessment))的观点出发,优选使用植物油(来自植物的甘油脂肪酸三酯)。在此,甘油脂肪酸三酯为脂肪酸和甘油的酯体,也被称为甘油三酯、三-O-酰基甘油。

所述橡胶组合物所使用的所述植物油在温度23℃下为液态(条件(1))。由于是在23℃下为液态的材料,因此可作为橡胶组合物的增塑剂发挥作用。本说明书中,增塑剂是指对橡胶成分赋予可塑性的材料。

所述植物油通过GPC法测定的重均分子量(Mw)大于800(条件(2))。即,所述植物油基于由凝胶渗透色谱法(Gel permeation chromatography(GPC))所测定的测定值、通过标准聚苯乙烯换算求得的Mw具有大于800的值。

所述植物油通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量(Mw)大于800,优选为850以上、更优选为900以上、进一步优选为950以上、特别优选为1000以上。上限没有特别限定,优选为10000以下、更优选为5000以下、进一步优选为4000以下、特别优选为3000以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

此外,本说明书中,Mw可以基于通过GPC(东曹株式会社制造的GPC-8000系列、检测器:差示折射计、色谱柱:东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M) 测定的测定值、通过标准聚苯乙烯换算求得。

所述植物油,从得到更良好的效果的观点出发,在通过GPC法得到的分子量分布曲线中,分子量为800以上的成分所占的峰面积(分子量分布曲线中分子量800以上的成分所占的比例)优选为90%以上。所述峰面积更优选为95%以上、进一步优选为97%以上、特别优选为98%以上,可为100%。

所述植物油以THF(四氢呋喃)稀释3倍后的稀释后植物油的用分光光度计测定的波长450nm以及600nm的吸光度(将所述植物油用THF稀释3倍后的稀释后的植物油,通过分光光度计测定稀释后植物油的吸光度时,波长450nm以及600nm的吸光度)满足下述式(条件(3))。

波长450nm的吸光度-波长600nm的吸光度≥0.05

波长450nm的吸光度-波长600nm的吸光度优选为0.10以上、更优选为0.20以上、进一步优选为0.30以上、特别优选为0.35以上。上限优选为0.90以下、更优选为0.80以下、进一步优选为0.70以下、特别优选为0.60以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述用分光光度计测定的波长450nm的吸光度优选为0.10以上、更优选为0.20以上、进一步优选为0.30以上、特别优选为0.40以上。上限优选为0.90以下、更优选为0.80以下、进一步优选为0.70以下、特别优选为0.60以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

此外,本说明书中,植物油的吸光度,例如,可以用紫外可见分光光度计测定。具体是,能够以实施例所述的方法测定。

关于所述植物油,将温度为23~30℃的植物油100g通过20目的平织金属网前的重量 (g)和通过20目的平织金属网后的重量(g)满足下述式(条件(4))。

(通过平织金属网后的重量/通过平织金属网前的重量)×100≥99.0

(通过平织金属网后的重量/通过平织金属网前的重量)×100优选为99.3%以上、更优选为99.5%以上、进一步优选为99.7%以上、特别优选为99.8%以上,可为100%。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

此外,平织金属网是指,纵线(经线)和横线(纬线)保持一定间隔地一根压一根交叉织成的金属网。

从得到更良好的效果的观点出发,所述植物油优选使用废弃食用油(废弃食用植物油)。

获得这种作用效果的机理未必清楚,但推断是通过以下作用机理来发挥的。

认为,废弃食用油中,通过羰基与双键共轭,由此产生与炭黑等填充剂的相互作用,另外,通过这样地双键减少,从而植物油具有低Tg化、低tanδ的趋势,因此低燃耗性得到改善。另外,通过使用废弃食用油,还能减少原材料的制造、运输时的CO

废弃食用油可以使用将作为烹调油使用的植物油整体用于加热烹调等而品质变差之物等。废弃食用油可包含来自烹调食品的油脂、其分解物或改性物等。

具体地,可以例举将大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、木棉油、芝麻油、玉米油、米油、花生油、红花油、橄榄油、亚麻籽油、桐油、蓖麻油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油等以及这些的混合物用于加热烹调等而品质变差之物等。

这些废弃食用油通常是使用由脂肪酸和甘油的酯形成的植物性油而废弃之物。在此,脂肪酸的碳原子数优选为6~24的范围,还可在各分子内包含0~3处不饱和键。作为脂肪酸的具体例,可以例示己酸、辛酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸(二十四烷酸;lignoceric acid)等饱和脂肪酸;4-葵烯酸(obtusilic acid)、乌药酸(4-十二碳烯酸;linderic acid)、粗租酸(tsuzuic acid)、肉豆蔻油酸(myristoleic acid)、棕榈油酸、岩芹酸(petroselinic acid)、油酸(oleic acid)、反油酸(elaidic acid)、反型异油酸(vaccenic acid)、芥酸、山梨酸、亚油酸(linoleic acid)、亚麻酸C18:2((9E,12E)-9,12-十八碳二烯酸;linoelaidic acid)、γ-亚麻酸(γ-linolenic acid)、亚麻酸(linolenicacid)、花生四烯酸(arachidonic acid)等不饱和脂肪酸、以及它们的混合物等。

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,所述植物油的含量优选为1质量份以上、更优选为3质量份以上、进一步优选为5质量份以上、特别优选为7质量份以上。上限优选为100质量份以下、更优选为90质量份以下、进一步优选为80质量份以下、特别优选为70质量份以下、最优选为50质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

(橡胶成分)

所述橡胶组合物中,作为可使用的橡胶成分,例如,可以例举异戊二烯系橡胶、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚橡胶(SIBR)等其他二烯系橡胶等。其中,优选异戊二烯系橡胶、BR、SBR。

各橡胶成分可为非改性橡胶,或者可为改性橡胶。

作为改性橡胶,可以例举具有可与二氧化硅、炭黑等填充剂相互作用的官能团的橡胶等。具体可以例举,橡胶的至少一侧的末端用具有由上述官能团的化合物(改性剂)改性的末端改性橡胶(末端具有上述官能团的末端改性橡胶)、主链具有上述官能团的主链改性橡胶、主链以及末端具有上述官能团的主链末端改性橡胶(例如,主链具有上述官能团、至少一侧的末端用上述改性剂改性的主链末端改性橡胶)、被分子中具有2个以上环氧基的多官能化合物改性(偶联)、引入了羟基、环氧基的末端改性橡胶等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

作为上述官能团,例如,可以例举包含选自氮原子、氧原子以及硅原子中的至少1种原子的官能团等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

作为上述官能团,例如,可以例举氨基、酰胺基、甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、异氰酸酯基、亚氨基、咪唑基、脲基、醚基、羰基、氧羰基、巯基、硫醚基(sulfide group)、二硫醚基(disulfide group)、磺酰基、亚磺酰基、硫代羰基、铵基、酰亚胺基、亚肼基(hydrazogroup)、偶氮基、重氮基、羧基、腈基、吡啶基、烷氧基、羟基、氧基、环氧基等。此外,这些官能团可具有取代基。其中,从得到更好效果的理由出发,优选氨基(优选为氨基所具有的氢原子被碳数1~6的烷基取代的氨基)、烷氧基(优选碳数1~6的烷氧基)、烷氧基甲硅烷基(优选碳数1~6的烷氧基甲硅烷基)。

作为异戊二烯系橡胶,可以例举天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、改质NR、改性NR、改性IR等。作为NR,能够使用SIR20、RSS#3、TSR20等轮胎工业中的常规品,作为IR,能够使用IR2200等轮胎工业中的常规品。作为改质NR,可以例举脱蛋白天然橡胶(DPNR)、高纯度天然橡胶(UPNR)等,作为改性NR,可以例举环氧化天然橡胶(ENR)、氢化天然橡胶(HNR)、接枝化天然橡胶等,作为改性IR,可以例举环氧化异戊二烯橡胶、氢化异戊二烯橡胶、接枝化异戊二烯橡胶等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

所述橡胶组合物含有异戊二烯系橡胶时,橡胶成分100质量%中的异戊二烯系橡胶的含量优选为30质量%以上、更优选为40质量%以上、进一步优选为45质量%以上。该含量上限没有特别限定,优选为90质量%以下、更优选为75质量%以下、进一步优选为60 质量%以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

作为BR,没有特别限定,例如,可以例举高顺式含量的BR、含有1,2-间规聚丁二烯结晶的BR(含SPB的BR)、使用稀土类元素系催化剂合成的丁二烯橡胶(稀土类系BR)、通过锡化合物改性的锡改性丁二烯橡胶(锡改性BR)等轮胎工业中的常规品。BR,作为市售品,例如可以使用宇部兴产株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、日本Zeon 株式会社等的产品。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

BR可使用非改性BR、改性BR中的任一种。

作为改性BR,可以例举具有上述官能团的BR等。

从冰上性能的观点出发,BR的顺式含量优选为80质量%以上、更优选为85质量%以上、进一步优选为90质量%以上、特别优选为95质量%以上。此外,本说明书中,顺式含量(顺式-1,4-结合量)是根据通过红外吸收光谱分析、NMR分析所测定的信号强度算出的值。

所述橡胶组合物含有BR时,橡胶成分100质量%中,BR的含量优选为10质量%以上、更优选为30质量%以上、进一步优选为40质量%以上。上限优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下、进一步优选为60质量%以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

作为SBR,没有特别限定,例如,可以使用乳液聚合丁苯橡胶(E-SBR)、溶液聚合丁苯橡胶(S-SBR)等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

SBR的苯乙烯含量优选为5.0质量%以上、更优选为10.0质量%以上、进一步优选为 15.0质量%以上、特别优选为20.0质量%以上。另外,该苯乙烯含量的上限优选为60.0质量%以下、更优选为50.0质量%以下、进一步优选为40.0质量%以下、特别优选为30.0质量%以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

此外,本说明书中,SBR的苯乙烯含量通过

SBR的乙烯基含量优选为5.0质量%以上、更优选为10.0质量%以上、进一步优选为 12.0质量%以上、特别优选为14.0质量%以上。上述乙烯基含量优选为50.0质量%以下、更优选为30.0质量%以下、进一步优选为20.0质量%以下、特别优选为18.0质量%以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

此外,乙烯基含量(1,2-结合丁二烯单元量)能够通过红外吸收光谱分析法测定。

作为SBR,例如,可以使用住友化学株式会社、JSR株式会社、旭化成株式会社、日本Zeon株式会社等制造销售的SBR。

SBR可为非改性SBR,或者可为改性SBR。

作为改性SBR,可以例举具有上述官能团的SBR等。

所述橡胶组合物含有SBR时,橡胶成分100质量%中的SBR的含量优选为3质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为7质量%以上,另外,优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

(充填材料)

所述橡胶组合物优选含有充填材料。

作为充填材料没有特别限定,可以使用橡胶领域公知的材料,例如,可以例举炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石、氧化铝、粘土、氢氧化铝、氧化铝、云母等无机填料等。其中,优选炭黑、二氧化硅。

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,充填材料的含量(充填材料的总含量)优选为5质量份以上、更优选为20质量份以上、进一步优选为30质量份以上、特别优选为40质量份以上。该含量的上限优选为150质量份以下、更优选为120质量份以下、进一步优选为100质量份以下、特别优选为90质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

作为所述橡胶组合物中能够使用的炭黑,没有特别限定,可以例举N134、N110、N220、 N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等。作为市售品,可以使用旭碳株式会社、卡伯特日本株式会社、东海碳素株式会社(TOKAI CARBON CO.,LTD.)、三菱化学株式会社、狮王株式会社、日铁碳株式会社、哥伦比亚炭黑(Columbia Carbon)公司等的产品。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

炭黑的氮吸附比表面积(N

此外,炭黑的氮吸附比表面积根据JIS K6217-2:2001求得。

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,炭黑的含量优选为5质量份以上、更优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上、特别优选为20质量份以上。上限优选为100质量份以下、更优选为70质量份以下、进一步优选为50质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

作为二氧化硅,没有特别限定,例如,可以例举,干式法二氧化硅(无水硅酸)、湿式法二氧化硅(含水硅酸)等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。其中,基于硅烷醇基多这一理由,优选湿式法二氧化硅。

作为二氧化硅,例如,可以使用德固赛公司、罗地亚公司、东曹·二氧化硅株式会社、索尔维日本株式会社、株式会社德山等的产品。

二氧化硅的氮吸附比表面积(N

此外,二氧化硅的N

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,二氧化硅的含量优选为5质量份以上、更优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上、特别优选为20质量份以上。上限优选为100质量份以下、更优选为70质量份以下、进一步优选为50质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

(硅烷偶联剂)

所述橡胶组合物优选含有硅烷偶联剂。

作为硅烷偶联剂,没有特别限定,例如,可以例举,双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)三硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双 (2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(4-三甲氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、2-三乙氧基甲硅烷基乙基 -N,N-二甲基硫代氨基甲酰基四硫化物、甲基丙烯酸-3-三乙氧基甲硅烷基丙酯单硫化物等硫化物系;3-巯基丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、Momentive公司制造的 NXT、NXT-Z等巯基系;乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基系;3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基系;γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等环氧丙氧基系;3-硝基丙基三甲氧基硅烷、3-硝基丙基三乙氧基硅烷等硝基系;3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷等氯(基)系等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。其中,从得到更良好的效果这一理由出发,优选硫化物系、巯基系。

作为硅烷偶联剂,例如,可以使用德固赛公司、Momentive公司、信越有机硅株式会社、东京化成工业株式会社、Azmax株式会社、东丽道康宁株式会社等的制品。

相对于所述二氧化硅100质量份,硅烷偶联剂的含量优选为3质量份以上、更优选为 5质量份以上,另外,优选为25质量份以下、更优选为20质量份以下、进一步优选为15 质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

(其他增塑剂)

所述橡胶组合物中,除了含有所述植物油之外,还可包含其他增塑剂。

作为其他增塑剂,例如,可以例举除所述植物油以外的液体增塑剂(23℃下为液态的增塑剂)、树脂(23℃下为固态的树脂)等。

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,增塑剂的含量(增塑剂的总量)优选为1质量份以上、更优选为3质量份以上、进一步优选为5质量份以上、特别优选为7 质量份以上。上限优选为100质量份以下、更优选为90质量份以下、进一步优选为80质量份以下、特别优选为70质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

作为除所述植物油以外的液体增塑剂(23℃下为液态的增塑剂)没有特别限定,可以例举操作油、液态聚合物(液态树脂、液态二烯系聚合物、液态法呢烯系聚合物等)、除所述植物油之外的植物油等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

所述橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,液体增塑剂的含量(液体增塑剂的总量)优选为1质量份以上、更优选为3质量份以上、进一步优选为5质量份以上、特别优选为7质量份以上。上限优选为100质量份以下、更优选为90质量份以下、进一步优选为80质量份以下、特别优选为70质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。此外,液体增塑剂的含量中,也包含充油橡胶中所含的油的量。

作为操作油,例如,可以使用链烷烃(paraffin)系操作油、芳香系操作油、环烷烃(naphthene)系操作油等。作为市售品,可以使用出光兴产株式会社、三共油化工业株式会社、引能仕(ENEOS)株式会社、Olisoy公司、H&R公司、丰国制油株式会社、昭和壳牌石油株式会社、富士兴产株式会社、日清奥利奥集团株式会社等的产品。

作为液态树脂,可以例举液态的萜烯系树脂(包括萜[烯]酚树脂、芳香族改性萜烯树脂)、松香树脂、苯乙烯系树脂、C5系树脂、C9系树脂、C5/C9系树脂、双环戊二烯(DCPD) 树脂、苯并呋喃-茚树脂(包括苯并呋喃、茚单体树脂)、酚系树脂、烯烃系树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂等。另外,也可使用它们的氢化物。

作为液态二烯系聚合物,可以例举23℃下为液态的液态苯乙烯丁二烯共聚物(液态 SBR)、液态丁二烯聚合物(液态BR)、液态异戊二烯聚合物(液态IR)、液态苯乙烯异戊二烯共聚物(液态SIR)、液态苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(液态SBS嵌段聚合物)、液态苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物(液态SIS嵌段聚合物)、液态法尼烯聚合物、液态法尼烯丁二烯共聚物等。它们的末端、主链可被极性基团改性。另外,也可使用它们的氢化物。

作为可以用于橡胶组合物的上述树脂(23℃下为固态的树脂),例如,可以例举23℃下为固态的芳香族乙烯基聚合物、苯并呋喃茚树脂、苯并呋喃树脂、茚树脂、酚系树脂、松香树脂、石油树脂、萜烯系树脂、丙烯酸系树脂等。另外,树脂可被氢化。这些可单独使用,或者可组合2种以上进行使用。其中,优选芳香族乙烯基聚合物、石油树脂、萜烯系树脂。

橡胶组合物中,相对于橡胶成分100质量份,上述树脂的含量优选为5质量份以上、更优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上、特别优选为20质量份以上。上限优选为60质量份以下、更优选为40质量份以下、进一步优选为30质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

上述树脂的软化点优选为50℃以上、更优选为55℃以上、进一步优选为60℃以上。上限优选为160℃以下、更优选为150℃以下、进一步优选为145℃以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。此外,上述树脂的软化点是用环球式软化点测量装置测定JIS K6220-1:2001中规定的软化点、球落下时的温度。

上述芳香族乙烯基聚合物是作为结构单元含有芳香族乙烯基单体的聚合物。例如,可以例举,聚合α-甲基苯乙烯和/或苯乙烯所得的树脂,具体可以例举,苯乙烯的均聚物(苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯的均聚物(α-甲基苯乙烯树脂)、α-甲基苯乙烯与苯乙烯的共聚物、苯乙烯与其他单体的共聚物等。

上述苯并呋喃-茚树脂是作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分,含有苯并呋喃以及茚的树脂。作为苯并呋喃、茚之外的骨架中所含的单体成分,可以例举,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基茚、乙烯基甲苯等。

上述苯并呋喃树脂是作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分,含有苯并呋喃的树脂。

上述茚树脂是作为构成树脂骨架(主链)的主要单体成分,含有茚的树脂。

作为上述酚系树脂,例如,可以使用通过用酸或碱催化剂使甲醛、乙醛、糠醛等醛类与酚类反应而得到的聚合物等公知的树脂。其中,优选通过用酸催化剂使其反应而得到的树脂(线型酚醛树脂(novolac type phenolic resin)等)。

作为上述松香树脂,可以例举以天然松香、聚合松香、改性松香、它们的酯化合物、它们的氢化物为代表的松香系树脂等。

作为上述石油树脂,可以例举C5系树脂、C9系树脂、C5/C9系树脂、双环戊二烯(DCPD) 树脂、它们的氢化物等。其中,优选DCPD树脂、氢化DCPD树脂。

上述萜烯系树脂是含有萜烯作为结构单元的聚合物。例如,可以例举聚合萜烯化合物而得到的聚萜烯树脂、聚合萜烯化合物与芳香族化合物所得到的芳香族改性萜烯树脂等。作为芳香族改性萜烯树脂,可以使用以萜烯化合物以及酚系化合物为原料的萜[烯]酚树脂,以萜烯化合物以及苯乙烯系化合物为原料的萜烯苯乙烯树脂,以萜烯化合物、酚系化合物以及苯乙烯系化合物为原料的萜烯酚苯乙烯树脂。此外,作为萜烯化合物,可以例举α-蒎烯、β-蒎烯等,作为酚系化合物,可以例举苯酚、双酚A等,作为芳香族化合物,可以例举苯乙烯系化合物(苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)。

上述丙烯酸系树脂是作为结构单元含有丙烯酸系单体的聚合物。例如,可以例举具有羧基、通过共聚芳香族乙烯基单体成分与丙烯酸系单体成分所得到的苯乙烯丙烯酸树脂等苯乙烯丙烯酸系树脂等。其中,优选使用无溶剂型含羧基的苯乙烯丙烯酸系树脂。

作为增塑剂,例如,可以使用丸善石油化学株式会社、住友电木株式会社、安原化学株式会社、东曹株式会社、Rutgers Chemicals公司、BASF公司、亚利桑那化学公司、日涂化学株式会社、株式会社日本触媒、ENEOS株式会社、荒川化学工业株式会社、田冈化学工业株式会社等的产品。

(其他材料)

所述橡胶组合物优选含有硫。

作为硫,可以例举橡胶工业中通常使用的粉末硫、沉淀硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫、可溶性硫等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

作为硫,例如,可以使用鹤见化学工业株式会社、轻井沢硫黄株式会社、四国化成工业株式会社、Flexsys公司、日本乾溜工业株式会社、细井化学工业株式会社等的产品。

相对于橡胶成分100质量份,硫的含量优选为0.1质量份以上、更优选为0.5质量份以上、进一步优选为0.8质量份以上。另外,上述含量优选为10质量份以下、更优选为7 质量份以下、进一步优选为5质量份以下、特别优选为3质量份以下、最优选为2质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物优选含有硫化促进剂。

作为硫化促进剂,可以例举,2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物等噻唑系硫化促进剂;四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBzTD)、四(2- 乙基己基)秋兰姆二硫化物(TOT-N)等秋兰姆系硫化促进剂;N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-氧联亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N’- 二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系硫化促进剂;二苯基胍、二邻甲苯基胍、邻甲苯基双胍等胍系硫化促进剂。这些可单独使用,或者可并用两种以上。其中,优选次磺酰胺系硫化促进剂。

作为硫化促进剂,例如,可以使用川口化学株式会社、大内新兴化学株式会社、朗盛公司等的产品。

相对于橡胶成分100质量份,硫化促进剂的含量优选为0.5质量份以上、更优选为1质量份以上、另外,优选为10质量份以下、更优选为5质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物优选含有硬脂酸。

作为硬脂酸,可以使用现有公知物,例如,可以使用日油株式会社、花王株式会社、富士胶片和光纯药株式会社、千叶脂肪酸株式会社等的产品。

相对于橡胶成分100质量份,硬脂酸的含量优选为0.5质量份以上、更优选为1质量份以上。另外,上述含量优选为5质量份以下、更优选为3质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物可含有氧化锌。

作为氧化锌,可以使用现有公知物,例如,三井金属矿业株式会社、东邦锌业株式会社(Toho Zinc Co.,Ltd.)、白水科技(Hakusui Tech)株式会社、正同化学工业株式会社、堺化学工业株式会社等的产品。。

相对于橡胶成分100质量份,氧化锌的含量优选为0.5质量份以上、更优选为1质量份以上,另外,优选为10质量份以下、更优选为5质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物可包含防老剂。

作为防老剂,例如,可以例举,苯基-α-萘胺等萘胺系防老剂;辛基化二苯胺、4,4′-双(α,α′-二甲基苄基)二苯胺等二苯胺系防老剂;N-异丙基-N′-苯基-对苯二胺、N- (1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺、N,N′-二-2-萘基-对苯二胺等对苯二胺系防老剂; 2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的聚合物等喹啉系防老剂;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚等单酚系防老剂;四-[亚甲基-3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等双酚、三酚、多酚系防老剂等。这些可单独使用,或者可组合两种以上使用。其中,优选对苯二胺系防老剂、喹啉系防老剂,更优选对苯二胺系防老剂。

作为防老剂,例如,可以使用精工化学株式会社、住友化学株式会社、大内新兴化学工业株式会社、Flexsys公司等的产品。

相对于橡胶成分100质量份,防老剂的含量优选为0.5质量份以上、更优选为1质量份以上、另外,优选为10质量份以下、更优选为5质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物可包含蜡。

作为蜡没有特别限定,可以例举石蜡、微晶蜡等石油系蜡;植物系蜡、动物系蜡等天然系蜡;乙烯、丙烯等的聚合物等合成蜡等。这些可单独使用,或者可并用两种以上。

作为蜡,例如,可以使用大内新兴化学工业株式会社、日本精蜡株式会社、精工化学株式会社等的产品。

相对于橡胶成分100质量份,蜡的含量优选为0.5质量份以上、更优选为1质量份以上。另外,上述含量优选为10质量份以下、更优选为7质量份以下。在上述范围内时,有能得到更良好的效果的趋势。

所述橡胶组合物中,除了所述成分之外,还可以混合轮胎工业中通常使用的添加剂,可以例示,除硫以外的硫化剂(例如,有机交联剂、有机过氧化物)等。相对于橡胶成分100质量份,这些各成分的含量优选为0.1质量份以上、优选为200质量份以下。

所述橡胶组合物可以通过例如下述方法等制造:将所述各成分用开炼机(openroll)、班伯里密炼机等橡胶混炼装置进行混炼,然后进行硫化的方法。

作为混炼条件,混炼除交联剂(硫化剂)以及硫化促进剂之外的添加剂的基础捏炼工序中,混炼温度通常为100~180℃、优选为120~170℃。混炼硫化剂、硫化促进剂的最终捏炼工序中,混炼温度通常为120℃以下、优选为80~110℃。另外,混炼有硫化剂、硫化促进剂的组合物通常施以加压硫化等的硫化处理。作为硫化温度,通常140~190℃、优选为150~185℃。

所述橡胶组合物例如可用于轮胎部件(用作轮胎用橡胶组合物)。作为轮胎部件,没有特别限定,可以例举胎面(胎面行驶面(cap tread)、胎面基部(base tread))、胎侧壁、胎圈三角胶、搭接部三角胶(clinch apex)、内衬层、底胎面(under tread)、缓冲层贴胶(breaker topping)、帘布层贴胶(ply topping)等任意的轮胎的各部件。其中,优选胎侧壁、内衬层、胎面行驶面,特别优选为胎侧壁、内衬层。

本发明的轮胎使用上述橡胶组合物通过通常的方法制造。即,可以通过下述方法来制造轮胎:在未硫化阶段将根据需要混合有各种添加剂的橡胶组合物挤出加工成轮胎的各部件的形状,在轮胎成型机上通过通常的方法成型,与其他轮胎部件贴合在一起,形成未硫化轮胎,然后在硫化机中加热加压,制造轮胎。

作为所述轮胎,没有特别限定,例如,可以例举充气轮胎、实心轮胎(solid tire)、无气轮胎(airless tire)等。其中,优选充气轮胎。

所述轮胎可以用作乘用车用轮胎、大型乘用车用轮胎、大型SUV用轮胎、重载荷用轮胎(货车·客车用轮胎等)、两轮车用轮胎、赛车用轮胎、冬季轮胎(无钉防滑轮胎(studless tire)、雪地轮胎、低温路面用轮胎、镶钉轮胎(stud tire))、四季轮胎(allseason tire)、缺气保用轮胎、航空机用轮胎、矿用轮胎等。

【实施例】

基于实施例对本发明进行具体的说明,但是,本发明不仅限于实施例。

以下,对实施例和比较例中使用的各种化学品进行汇总说明。

NR:RSS#3

BR:宇部兴产株式会社制造的聚丁二烯橡胶UBEPOL BR150B(顺式含量:97质量%、ML

炭黑:三菱化学株式会社制造的SeastN550(N

二氧化硅:赢创德固赛公司制造的ULTRASIL VN3(N

硅烷偶联剂:赢创德固赛公司制造的Si69(双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物)

蜡:日本精蜡株式会社制造的Ozoace 0355

防老剂:大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC 6C(N-(1,3-二甲基丁基)-N-苯基-对苯二胺)

植物油1~8:具有表1所述特性的废弃食用油

矿物油:出光兴产株式会社制造的PS-32

植物油9:具有表1所述特性的植物油(新品)

硬脂酸:日油株式会社制造的硬脂酸“桐”

氧化锌:三井金属矿业株式会社制造的氧化锌2号

硫:鹤见化学工业株式会社制造的粉末硫

硫化促进剂:大内新兴化学工业株式会社制造的Nocceler NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺)

【表1】

此外,植物油的分子量、吸光度由以下方法测定。另外,通过20目的平织金属网前后的重量是指,将温度为23~30℃的植物油100g通过20目的平织金属网前后的重量。

<分子量分析>

植物油的重均分子量Mw是基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制造的GPC-8000系列、检测器:差示折射计、色谱柱:东曹株式会社制造的TSKGEL SUPERMULTIPOREHZ-M)得到的测定值,作为过标准聚苯乙烯换算值而求得的。另外,使用通过GPC得到的分子量分布曲线,求出分子量为800以上的成分所占的峰面积。

<吸光度测定>

使用分光光度计(Thermo SCIENTIFIC公司制造),测定对于植物油100μL用THF200μL稀释3倍后的样品(稀释后植物油)的450nm以及600nm的吸光度,算出波长 450nm的吸光度-波长600nm的吸光度的值。

<硫化橡胶组合物、试验用轮胎的制造>

根据表2中所示的混合配方,使用1.7L的班伯里密炼机,将除硫以及硫化促进剂之外的化学品进行混炼。然后,使用开炼机,向所得的混炼物中加入硫以及硫化促进剂,进行捏合,得到未硫化橡胶组合物。然后,将所得未硫化橡胶组合物用2mm厚的模具在170℃下加压硫化15分钟,得到硫化橡胶组合物(硫化橡胶片)。

另外,将所得未硫化橡胶组合物成形为胎侧壁形状,其他轮胎部件贴合在一起,在170℃下硫化15分钟,制成试验用轮胎。

将硫化橡胶组合物、试验用轮胎根据下述进行评价,结果在表2中表示。将比较例1作为表2的基准比较例。

<粘弹性试验(低燃耗性)>

使用株式会社岩本制作所制造的粘弹性光谱仪VES,在温度70℃、初始应变10%、动态应变2%以及频率10Hz的条件下测定硫化橡胶板片(vulcanized rubber slab sheet)的损耗角正切(tanδ),将基准比较例的滚动阻力指数作为100,根据下述算式,指数表示滚动阻力。滚动阻力指数越大,表示滚动阻力越降低,低燃耗性越优异。

(滚动阻力指数)=(基准比较例的tanδ)/(各配方的tanδ)×100

<耐渗出性>

将试验用轮胎安装于车辆,行驶8000km后,测定试验用轮胎的胎侧壁部的橡胶的丙酮提取量,通过以基准比较例为100时的指数表示(行驶前的丙酮提取量-行驶后的丙酮提取量)的倒数(耐渗出性指数)。指数越大,表示渗出越受到抑制,耐渗出性越优异。

<LCA性能>

根据以下3阶段的基准评价LCA性能。

○:能够大幅减少CO

△:能够减少CO

×:CO

【表2】

根据表1,包含满足所述条件(1)~(4)的植物油的实施例的橡胶组合物的低燃耗性以及耐渗出性的综合性能(以低燃耗性、耐渗出性的2个的指数的总和表示)优异,LCA 性能也良好。

本发明(1):一种橡胶组合物,其包含满足以下条件(1)~(4)的植物油。

(1)温度23℃下为液态。

(2)由GPC法得到的重均分子量大于800。

(3)用THF稀释3倍后的稀释后植物油的用分光光度计测定的波长450nm以及600nm的吸光度满足下述式。

波长450nm的吸光度-波长600nm的吸光度≥0.05

(4)将温度为23~30℃的植物油100g通过20目的平织金属网前后的重量满足下述式。

(通过平织金属网后的重量/通过平织金属网前的重量)×100≥99.0

本发明(2):根据本发明(1)所述的橡胶组合物,其中,所述植物油由GPC法得到的分子量分布曲线的分子量800以上的峰面积为95%以上。

本发明(3):根据本发明(1)或(2)所述的橡胶组合物,其中,所述植物油为废弃食用油。

本发明(4):根据本发明(1)~(3)中任一项所述的橡胶组合物,其中,相对于橡胶成分100质量份,所述植物油的含量为1~100质量份。

本发明(5):根据本发明(1)~(4)中任一项所述的橡胶组合物,其中,所述橡胶组合物为胎侧壁用橡胶组合物和/或内衬层用橡胶组合物。

本发明(6):一种轮胎,其使用本发明(1)~(5)中任一项所述的橡胶组合物。

相关技术
  • 橡胶组合物、轮胎和橡胶组合物的制备方法
  • 橡胶组合物、制造橡胶组合物的方法和轮胎
  • 胎侧用橡胶组合物及具有使用该组合物的胎侧的轮胎、以及胎搭接部用橡胶组合物及具有使用胎搭接部用橡胶组合物的胎搭接部的轮胎
  • 胎侧用橡胶组合物及具有使用该组合物的胎侧的轮胎、以及胎搭接部用橡胶组合物及具有使用胎搭接部用橡胶组合物的胎搭接部的轮胎
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