專利名稱：橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能使轉(zhuǎn)動阻力減小的橡膠組合物。
然而，混合石油類油時，存在輪胎的轉(zhuǎn)動阻力增大、燃料效率降低等的問題。另外，近年來，地球環(huán)境問題受到重視，正在尋求替代石油類油的新型軟化劑。
為解決上述問題，研究的結(jié)果得知，作為軟化劑，使用特定的植物油脂替代石油類油，可減小轉(zhuǎn)動阻力，進(jìn)而完成本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明涉及的橡膠組合物，含有二烯類橡膠100重量份，無機(jī)填料5～150重量份，硅烷偶合劑0～30重量份以及碘價在130以下的植物油脂5～100重量份。
前述橡膠組合物中，二烯類橡膠優(yōu)選天然橡膠。
本發(fā)明的橡膠組合物包含二烯類橡膠、無機(jī)填料以及植物油脂。
作為前述二烯類橡膠，可舉苯乙烯—丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠(BR)、丁基橡膠(IIR)等的合成橡膠、天然橡膠等，它們單獨(dú)使用或2種以上混合使用均可。其中，從減小轉(zhuǎn)動阻力看，天然橡膠更適合。優(yōu)選二烯橡膠中75重量％以上，更優(yōu)選85重量％以上是天然橡膠。天然橡膠不足75重量％時，降低阻力的效果有變小的趨向。
使用前述無機(jī)填料替代以前輪胎用橡膠組合物中作為補(bǔ)強(qiáng)劑頻繁使用的碳黑，用無機(jī)填料代替碳黑，從而減小碳黑的混合量，可使轉(zhuǎn)動阻力降低。
作為無機(jī)填料，可舉例如二氧化硅、絲云母、碳酸鈣、粘土、氧化鋁、滑石粉、碳酸鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鈦等。其中，為確保橡膠的補(bǔ)強(qiáng)性，優(yōu)選二氧化硅。
使用二氧化硅時，二氧化硅的BET比表面積優(yōu)選150～250m2/g，二氧化硅的BET比表面積不足150m2/g時，補(bǔ)強(qiáng)性有劣化的趨勢，超過250m2/g時，因分散性不好而凝集，物料的性質(zhì)有降低的傾向。
以二烯類橡膠為100重量份，無機(jī)填料的混合量為5～150重量份。無機(jī)填料的混合量不足5重量份時，有不能充分確保補(bǔ)強(qiáng)性的傾向，超過150重量份時，加工性有劣化的傾向。優(yōu)選無機(jī)填料混合量的下限為30重量份，更優(yōu)選40重量份，上限優(yōu)選120重量份，更優(yōu)選100重量份。
另外，優(yōu)選全部填料中的75重量％以上，進(jìn)一步，85重量％以上是無機(jī)填料。無機(jī)填料不足75重量％時，降低阻力的效果有變小的趨向。
前述無機(jī)填料中，優(yōu)選并用硅烷偶合劑。作為硅烷偶合劑，可以是現(xiàn)有輪胎領(lǐng)域中使用的物質(zhì)，沒有特別的限制。例如，可舉二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(3-三甲氧甲硅烷丙基)四硫化物、二(2-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、2-巰基乙基三甲氧基硅烷等。它們可以各自單獨(dú)、或任意組合使用。其中，從硅烷偶合劑的補(bǔ)強(qiáng)性效果和加工性上看，優(yōu)選二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、進(jìn)一步，從加工性的觀點(diǎn)看，特別優(yōu)選二(3-三乙氧甲硅烷丙基)四硫化物。
以二烯類橡膠為100重量份，硅烷偶合劑的添加量優(yōu)選0～30重量份。
另外，硅烷偶合劑優(yōu)選對無機(jī)填料的使用量為3～20重量％。硅烷偶合劑的添加量不足3重量％時，得不到足夠的添加效果，超過20重量％時，增加成本而且得到提高的效果小。
前述植物油脂，優(yōu)選不飽和度小的植物油脂，優(yōu)選碘價(使100油脂加成時碘的克數(shù))100～130的半干性油，進(jìn)一步，碘價在100以下的不干性油、固體脂等。具體地，作為半干性油，可舉棉籽油、菜油等，作為不干性油，可舉蓖麻油和花生油等，固體脂可舉棕櫚油、椰子油等。當(dāng)?shù)鈨r超過130時，tanδ上升，硬度下降，有轉(zhuǎn)動阻力增大、操作穩(wěn)定性低下的傾向。更優(yōu)選植物油脂的碘價的上限為120。
以二烯類橡膠為100重量份，植物油脂的混合量為5～100重量份。植物油脂的混合量不足5重量份時，有得不到足夠的橡膠軟化效果的傾向，超過100重量份時，有加工性低下的傾向。優(yōu)選植物油脂的混合量的上限為80重量份。
進(jìn)一步，植物油脂優(yōu)選總油的75重量％以上，更優(yōu)選85重量％以上。植物油脂不足75重量％時，對轉(zhuǎn)動阻力降低的效果有惡化的傾向。
另外，植物油脂優(yōu)選配合使加硫后的橡膠硬度為40～90的量。橡膠硬度不足40時，有得不到必需的剛性的傾向，超過90時，有加工性劣化的傾向。
本發(fā)明的橡膠組合物，除前述二烯類橡膠、無機(jī)填料、硅烷偶合劑、植物油脂外，可以混合蠟、防老化劑、樹脂、粘合劑、硬脂酸、氧化鋅、加硫促進(jìn)劑、硫等。
本發(fā)明的橡膠組合物，混煉前述的各成分后，成形，可用于外胎面、側(cè)壁、圈套(case)、內(nèi)部襯墊、緩沖層和外胎胎唇等的輪胎部材，其中，從轉(zhuǎn)動阻力減小明顯的方面看，優(yōu)選用于外胎面。
另外，制作圈套等的情況下，作為線繩，可用常使用的合成纖維，可替代合成纖維，用從木漿制造的人造纖維、醋酸酯、從棉籽的粗棉絨制造的銅紡(cupra)等的天然纖維。其中，從滿足必需的高強(qiáng)力看，優(yōu)選人造纖維。
實(shí)施例和比較例所用藥品總結(jié)如下所示。
SBR住友化學(xué)工業(yè)(株)制SBR1502BR宇部興產(chǎn)(株)制BR150BIIR?？松梨诨瘜W(xué)(株)制C1-IIR1068天然橡膠RSS#3
碳黑(ISAF)三菱化學(xué)(株)制Diablack I碳黑(FEF)三菱化學(xué)(株)制Diablack E碳黑(GPF)三菱化學(xué)(株)制Diablack G碳黑(HAF)三菱化學(xué)(株)制Diablack HA碳黑(LM-HAF)三菱化學(xué)(株)制Diablack LH二氧化硅Degussa Hules制Ultrasil VN3偶合劑Degussa Hules制Si-69絹云母日本Forum制KM-S碳酸鈣白石工業(yè)(株)制 白艷華CC芳香油(株)日本能源制Process X-140礦物油出光興產(chǎn)(株)制Diana Process PA32植物油日清制油(株)制精制棕櫚油J(S)蠟日本Seiro(株)制Ozoace 0355防老化劑住友化學(xué)工業(yè)(株)制Antigen 6C硬化樹脂住友電木(株)制Sumlite樹脂PR12686粘合劑(COST)(株)日本能源制COST-F粘合劑(S.620)住友化學(xué)工業(yè)(株)制Sumicanol 620硬脂酸日本油脂(株)制硬脂酸椿氧化鋅三井金屬礦業(yè)(株)制氧化鋅2種硫鶴見化學(xué)(株)制粉末硫加硫促進(jìn)劑大內(nèi)新興化學(xué)工業(yè)(株)制Nocceler NS實(shí)施例1將表1所示物質(zhì)混合，形成外胎面A(輪胎重量的40％)，側(cè)壁A(輪胎重量的17％)，內(nèi)部襯墊A(輪胎重量的8％)，結(jié)合區(qū)頂部A(輪胎重量的3％)、輪胎胎唇基面頂部A(輪胎重量的5％)，緩沖層頂部A(輪胎重量的8％)和輪胎胎殼層頂部A(輪胎重量的3％)，緩沖層用鋼線(輪胎重量的8％)，在輪胎殼頂層用由1840dtex/2人造纖維構(gòu)成的線(輪胎重量的5％)。
將上述各部件以及其他部件(輪胎重量的3％)按通常的方法貼付在輪胎成型機(jī)上，形成未加硫輪胎，在加硫機(jī)上加熱加壓，得到輪胎尺寸為195/65R15 91S的輪胎。
比較例1將表1所示物質(zhì)混合，形成外胎面B、側(cè)壁B、內(nèi)部襯墊B、結(jié)合區(qū)頂部B、輪胎胎唇基面頂部B、緩沖層B和輪胎胎殼層B，將它們用同實(shí)施例1的方法，得到現(xiàn)有輪胎。但，輪胎胎殼層用1670dtex/2聚酯構(gòu)成的線。
表1

對由實(shí)施例和比較例制造的輪胎進(jìn)行以下的耐久性評價和性能量化。
①高速耐久性按JIS D4230“汽車用輪胎”的高速性能試驗(yàn)A中S規(guī)格進(jìn)行評價。
②轉(zhuǎn)動阻力系數(shù)(RRC)速度為80km/h、氣壓250kPa、載荷4.0kN的條件下，測定轉(zhuǎn)動阻力，將轉(zhuǎn)動阻力被載荷除得到的數(shù)乘以104即是轉(zhuǎn)動阻力系數(shù)。轉(zhuǎn)動阻力系數(shù)小，則發(fā)熱性就小，性能良好。
③制動試驗(yàn)于時速100km，從干柏油路面和濕柏油路面的制動停止距離求算摩擦系數(shù)。比較例1的μ指數(shù)表示是100。指數(shù)大的，性能良好。
④實(shí)車性能評價用排氣量2000cc的小汽車，測試課程在干柏油和濕柏油路面上進(jìn)行把手、硬度和駕車舒適度的評估。比較例1評分為6點(diǎn)，評分高則性能良好。評分為0.5點(diǎn)的差是經(jīng)過訓(xùn)練的測試司機(jī)勉強(qiáng)感知到的差。
結(jié)果如表2所示。從表2可知，實(shí)施例1的輪胎與比較例1的現(xiàn)有輪胎比，有滾動阻力非常小、低燃料消耗性的優(yōu)點(diǎn)，在高速耐久性和其他性能上，與比較例1的現(xiàn)有輪胎相同。
表2

按照本發(fā)明，通過用植物油脂代替石油類油，可以減小轉(zhuǎn)動阻力、謀求低燃料消耗。進(jìn)一步，減少石油類油的使用量，可解決CO2排出造成的地球暖化等的環(huán)境問題。
權(quán)利要求
1.一種橡膠組合物，含有二烯類橡膠100重量份、無機(jī)填料5～150重量份、硅烷偶合劑0～30重量份以及碘價為130以下的植物油脂5～100重量份。
2.權(quán)利要求1的橡膠組合物，其中，二烯類橡膠是天然橡膠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可削減石油類油的使用量、降低轉(zhuǎn)動阻力的橡膠組合物。組成物中含有二烯類橡膠100重量份、無機(jī)填料5～150重量份、硅烷偶合劑0～30重量份以及碘價為130以下的植物油脂5～100重量份。
文檔編號C08L9/00GK1407007SQ0214221
公開日2003年4月2日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者菊地尚彥 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社