專利名稱：改性二烯橡膠、其生產(chǎn)方法和使用該橡膠的橡膠組合物及輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改性二烯橡膠、其生產(chǎn)方法、使用所述改性二烯橡膠的橡膠組合物和 使用所述橡膠組合物的輪胎。特別地，本發(fā)明涉及能夠比常規(guī)橡膠組合物更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn) 并且在低損耗性、耐磨耗性和耐斷裂性方面顯示比常規(guī)橡膠組合物更好的性能的橡膠組合 物。
背景技術(shù)：
近年來日益需要具有相對低燃料消耗的機(jī)動車并追求具有相對低滾動阻力的輪 胎。因此，作為用于輪胎胎面等的橡膠組合物，需要具有相對低tan δ (下文中將其稱為" 低損耗性")和低發(fā)熱性優(yōu)異的橡膠組合物。此外，除了良好的低損耗性之外，用于胎面的 橡膠組合物還需要具有良好的耐磨耗性和良好的耐斷裂性?？紤]到此，為了改進(jìn)橡膠組合 物的低損耗性、耐磨耗性和耐斷裂性，改進(jìn)填料如炭黑和二氧化硅與橡膠組合物的橡膠組 分之間的相容性是有效的。例如，為了增強(qiáng)填料與橡膠組合物的橡膠組分的相容性從而改進(jìn)填料的補(bǔ)強(qiáng)效 果，已開發(fā)通過末端的改性改進(jìn)相對于填料的相容性的合成橡膠和通過含官能團(tuán)單體的共 聚合改進(jìn)相對于填料的相容性的合成橡膠等。另一方面，關(guān)于天然橡膠，已公開一種技術(shù)，其中改性天然橡膠通過將含極性基 團(tuán)的單體添加至天然橡膠膠乳以使含極性基團(tuán)單體與天然橡膠膠乳的天然橡膠分子接枝 聚合，并將聚合產(chǎn)物凝固和干燥來獲得；將如此獲得的改性天然橡膠用作橡膠組合物，從而 改進(jìn)橡膠組分與填料之間的相容性以增強(qiáng)橡膠組合物的補(bǔ)強(qiáng)性，因而改進(jìn)橡膠組合物的低 損耗性、耐磨耗性和耐斷裂性(參見WO 2004/106397)。如上所述，將WO 2004/106397中公開的改性天然橡膠用作橡膠組分改進(jìn)橡膠組 分與填料之間的相容性，由此改進(jìn)橡膠組合物的低損耗性和耐磨耗性等。然而，近年來需要 橡膠組合物的低損耗性和耐磨耗性的進(jìn)一步改進(jìn)?？紤]到改性天然橡膠分子的鏈狀分子運(yùn)動，期待在分子末端具有極性基團(tuán)的改性 天然橡膠比在分子鏈內(nèi)具有極性基團(tuán)的改性天然橡膠具有更高的相對于填料的相互作用 效果。在改性合成橡膠的前述技術(shù)中，為了與上述類似的原因，通過具有改性末端的合成橡 膠實(shí)際已獲得相對高的改性效果。然而，根據(jù)WO 2004/106397中描述的技術(shù)，雖然可將極 性基團(tuán)引入天然橡膠分子的主鏈，但將極性基團(tuán)引入主鏈的位置不限于分子末端?？紤]到 此，作為通過改性天然橡膠分子主鏈末端進(jìn)一步改進(jìn)橡膠組合物的低損耗性、耐磨耗性和 耐斷裂性的技術(shù)，已公開通過使用復(fù)分解催化劑和含極性基團(tuán)的烯烴將極性基團(tuán)引入天然 橡膠分子的主鏈末端的技術(shù)(JP 2007-204637)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
在JP 2007-204637中公開的通過使用復(fù)分解催化劑和含極性基團(tuán)烯烴將極性基 團(tuán)引入天然橡膠分子主鏈末端的技術(shù)中，生產(chǎn)成本增加，這是因?yàn)橛糜谏a(chǎn)改性天然橡膠 的復(fù)分解催化劑昂貴。此外，不僅對于使用天然橡膠的橡膠組合物，而且對于使用其它二烯 橡膠的橡膠組合物，日益要求橡膠組合物的低損耗性和耐磨耗性的進(jìn)一步改進(jìn)。
因此，本發(fā)明的目的是提供如下改性二烯橡膠其能夠比常規(guī)改性二烯橡膠更經(jīng) 濟(jì)地生產(chǎn)，并且當(dāng)將其用作橡膠組合物的橡膠組分時(shí)，其能夠改進(jìn)橡膠組合物的低損耗性 和耐磨耗性。本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)前述改性二烯橡膠的方法。本發(fā)明的又一目的 是提供使用該改性二烯橡膠的橡膠組合物和使用該橡膠組合物的輪胎。用于解決問題的手段作為為實(shí)現(xiàn)上述目的而進(jìn)行的深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)通過首先將二 烯橡膠膠乳氧化，然后向其中添加含極性基團(tuán)的酰胼化合物，可將極性基團(tuán)以簡單、易行且 經(jīng)濟(jì)的方式引入二烯橡膠分子鏈末端；并且通過使用如此獲得的改性二烯橡膠作為輪胎的 橡膠組分能夠顯著改進(jìn)低損耗性和耐磨耗性，由此完成本發(fā)明。簡而言之，本發(fā)明的改性二烯橡膠的特征在于，其通過首先將二烯橡膠膠乳氧化， 然后將含極性基團(tuán)的酰胼化合物加成至所述二烯橡膠的分子鏈末端來生產(chǎn)。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的優(yōu)選實(shí)例中，二烯橡膠膠乳為天然橡膠膠乳。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的另一優(yōu)選實(shí)例中，所述含極性基團(tuán)的酰胼化合物的加 成量為0. 01至5. 0質(zhì)量％，相對于所述二烯橡膠膠乳中的橡膠組分。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，所述含極性基團(tuán)的酰胼化合物的極 性基團(tuán)為選自由以下組成的組的至少一種極性基團(tuán)氨基、亞氨基、硝酰基、銨基、酰亞胺基 (imido)、酰氨基、1，2_亞胼基、偶氮基、重氮基、羥基、羧基、羰基、環(huán)氧基、氧羰基、含氮雜環(huán) 基、含氧雜環(huán)基、含錫基團(tuán)和烷氧基甲硅烷基。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，通過凝膠滲透色譜法(GPC)測量的 以聚苯乙烯當(dāng)量換算的其重均分子量為不小于200，000。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，所述二烯橡膠膠乳的氧化典型地通 過將羰基化合物添加至所述二烯橡膠膠乳中以進(jìn)行所述膠乳的氧化來進(jìn)行。在本發(fā)明中， 所述氧化通過空氣氧化或臭氧氧化來進(jìn)行。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，所述空氣氧化在自由基生成劑存在 下進(jìn)行。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，所述羰基化合物為醛和/或酮。在本發(fā)明的改性二烯橡膠的又一優(yōu)選實(shí)例中，所述自由基生成劑選自由過氧化物 系自由基生成劑、氧化還原系自由基生成劑和偶氮系自由基生成劑組成的組。此外，在本發(fā)明的另一方面中，改性二烯橡膠在二烯橡膠的分子鏈末端具有含極 性基團(tuán)的官能團(tuán)，所述官能團(tuán)由下式(1)表示
權(quán)利要求
1.一種改性二烯橡膠，其通過首先將二烯橡膠膠乳氧化，然后將含極性基團(tuán)的酰胼化 合物加成至所述二烯橡膠的分子鏈末端來生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中所述二烯橡膠膠乳為天然橡膠膠乳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中所述含極性基團(tuán)的酰胼化合物的加成量 為0. 01至5. 0質(zhì)量％，相對于所述二烯橡膠膠乳中的橡膠組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中所述含極性基團(tuán)的酰胼化合物的極性基 團(tuán)為選自由以下組成的組的至少一種極性基團(tuán)氨基、亞氨基、硝?；?、銨基、酰亞胺基、酰 氨基、1，2_亞胼基、偶氮基、重氮基、羥基、羧基、羰基、環(huán)氧基、氧羰基、含氮雜環(huán)基、含氧雜 環(huán)基、含錫基團(tuán)和烷氧基甲硅烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中所述改性二烯橡膠的通過凝膠滲透色譜 法(GPC)測量的以聚苯乙烯當(dāng)量換算的重均分子量不小于200，000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中所述二烯橡膠膠乳的氧化通過將羰基化 合物添加至所述二烯橡膠膠乳中以進(jìn)行所述膠乳的氧化來進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性二烯橡膠，其中氧化通過空氣氧化或臭氧氧化來進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性二烯橡膠，其中所述空氣氧化在自由基生成劑存在下進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性二烯橡膠，其中所述羰基化合物為醛和/或酮。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性二烯橡膠，其中所述自由基生成劑選自由過氧化物系 自由基生成劑、氧化還原系自由基生成劑和偶氮系自由基生成劑組成的組。
11.一種改性二烯橡膠，其在二烯橡膠的分子鏈末端包括含極性基團(tuán)的官能團(tuán)，所述官 能團(tuán)由下式⑴表示
12.一種改性二烯橡膠的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟將二烯橡膠膠乳氧化；使所述氧化二烯橡膠膠乳凝固；將含極性基團(tuán)的酰胼化合物添加至如此獲得的所述氧化二烯橡膠膠乳的凝固產(chǎn)物中， 由此使所述含極性基團(tuán)的酰胼化合物與所述氧化二烯橡膠膠乳凝固產(chǎn)物的二烯橡膠分子 鏈末端進(jìn)行加成反應(yīng)；和干燥所得產(chǎn)物。
13.—種改性二烯橡膠的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟將二烯橡膠膠乳氧化；將所述氧化二烯橡膠膠乳凝固和干燥，從而獲得氧化二烯橡膠；和 將含極性基團(tuán)的酰胼化合物添加至如此獲得的所述氧化二烯橡膠中，由此使所述含極 性基團(tuán)的酰胼化合物與所述氧化二烯橡膠的二烯橡膠分子鏈末端進(jìn)行加成反應(yīng)。
14.一種改性二烯橡膠的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟 將二烯橡膠膠乳氧化；將含極性基團(tuán)的酰胼化合物添加至如此獲得的所述氧化二烯橡膠膠乳中，由此使所述 含極性基團(tuán)的酰胼化合物與在所述氧化二烯橡膠膠乳中的二烯橡膠的分子鏈末端進(jìn)行加 成反應(yīng)；和將所得產(chǎn)物凝固和干燥。
15.一種橡膠組合物，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的改性二烯橡膠。
16.一種輪胎，其包括由根據(jù)權(quán)利要求15所述的橡膠組合物制成的輪胎構(gòu)件。
全文摘要
公開一種改性二烯橡膠，其能夠以比常規(guī)二烯橡膠更低的成本來生產(chǎn)。通過使用所述改性二烯橡膠，橡膠組合物能夠具有改進(jìn)的低損耗角正切和耐磨耗性。還公開所述改性二烯橡膠的生產(chǎn)方法、使用所述改性二烯橡膠的橡膠組合物和使用所述橡膠組合物的輪胎。所述改性二烯橡膠的特征在于，其通過將二烯橡膠膠乳氧化，然后將含極性基團(tuán)的酰肼化合物加成至二烯橡膠的分子鏈末端來獲得。所述橡膠組合物使用此改性二烯橡膠，所述輪胎在輪胎構(gòu)件的任意之一中使用此橡膠組合物。
文檔編號C08C19/22GK102099380SQ200980112949
公開日2011年6月15日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者米元真希子 申請人:株式會社普利司通