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共聚物、橡膠組合物及充氣輪胎的制作方法_2

文檔序號(hào):9927543閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
選為選自由月桂烯、羅勒烯、別羅勒烯及波斯菊萜所組 成的組的至少一種,更優(yōu)選為選自由月桂烯、羅勒烯及別羅勒烯所組成的組的至少一種。月 桂烯可以為a-月桂烯,也可以為月桂烯,還可以為其混合物。羅勒烯可以為a-羅勒烯,也 可以為羅勒烯(可以為反式,也可以為順式),還可以為其混合物。優(yōu)選的實(shí)施方式的含有 共輒二烯的化合物為選自由月桂烯、羅勒烯及別羅勒烯所組成的組中的至少一種。
[0033] 在該液態(tài)共聚物中,單體單元(b)的共聚比(即,單體單元(b)相對(duì)于構(gòu)成液態(tài)共聚 物的全部單體單元的含量(摩爾比))優(yōu)選為20摩爾%_80摩爾%,更優(yōu)選為50摩爾%_80摩 爾%,還可以為60摩爾%-80摩爾%。通過(guò)將單體單元(b)的共聚比設(shè)定為20摩爾%以上,可 以提高抑制低溫特性惡化的效果。另外,通過(guò)將單體單元(b)的共聚比設(shè)定為80摩爾%以 下,可以提高抑制硬度降低的效果。
[0034] 在該液態(tài)共聚物中,單體單元(a)的共聚比(即,單體單元(a)相對(duì)于構(gòu)成液態(tài)共聚 物的全部單體單元的含量(摩爾比))優(yōu)選為20摩爾%_80摩爾%,更優(yōu)選為20摩爾%_50摩 爾%,還可以為20摩爾%-40摩爾%。另外,構(gòu)成液態(tài)共聚物的單體單元基本上由單體單元 (a)及單體單元(b)組成,但在不損害效果的范圍內(nèi)也可以并用其他乙烯系化合物或二烯化 合物等單體。雖然無(wú)特別限定,但單體單元(a)及單體單元(b)的合計(jì)含量,相對(duì)于構(gòu)成液態(tài) 共聚物的全部單體單元,優(yōu)選為90摩爾%以上,更優(yōu)選為95摩爾%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100 摩爾%。
[0035]上述來(lái)自芳香族乙烯基化合物的單體單元(a)由下述通式(3)表示。另外,上述來(lái) 自含有共輒二烯的化合物的單體單元(b)例如可以由下述通式(4)_(6)中的任意一個(gè)以上 表示。因此,一個(gè)實(shí)施方式的液態(tài)共聚物含有:選自包含通式(3)表示的單體單元、及選自通 式(4)_(6)表示的單體單元的組的至少一種。
[0037] 式中,R1及R2與式(1)相同。
[0039] 式(4)_式(6)中,妒^^及妒與式⑵相同^外^⑷表示的單體單元包 含:下述通式(4A)表示的反式單體單元、和/或下述通式(4B)表示的順式單體單元。
[0041]式(4)-式(6)表示的各單體單元的含量并無(wú)特別限定,作為例子,以相對(duì)于單體單 元(b)的比率計(jì),式(4)表示的單體單元可以為1摩爾%-100摩爾%,式(5)表示的單體單元 可以為0摩爾%_99摩爾%,式(6)表示的單體單元可以為0摩爾%-99摩爾%。以相對(duì)于單體 單元(b)的比率計(jì),式(4)表示的單體單元可以為10摩爾%-90摩爾%,也可以為60摩爾%-80摩爾%,式(5)表示的單體單元可以為1摩爾%-40摩爾%,也可以為2摩爾%-15摩爾%, 式(6)表示的單體單元可以為1摩爾%-50摩爾%,也可以為10摩爾%-30摩爾%。
[0042]該液態(tài)共聚物的重均分子量(Mw)如上所述,為1,000-50,000,從提高橡膠組合物 的特性改良效果的觀點(diǎn)來(lái)看,優(yōu)選為5,000-40,000,也可以為10,000-30,000。此外,液態(tài)共 聚物的數(shù)均分子量(Mn)并無(wú)特別限定,例如可以為500-30,000,也可以為5,000-20,000。另 外,液態(tài)共聚物的分子量分布(Mw/Mn)也無(wú)特別限定,例如可以為1.01 -10.0,也可以為 1.10-5.00。
[0043]該液態(tài)共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選為-60°C_20°C。通過(guò)具有這種玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度,可以在用于橡膠組合物時(shí),提高〇°C時(shí)的tanS與60°C時(shí)的tanS的平衡提高效果。液 態(tài)共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更優(yōu)選為-40°C_10°C,也可以為-30°C_5°C。
[0044]該液態(tài)共聚物如果是使用上述芳香族乙烯基化合物與含有共輒二烯的化合物作 為單體成分進(jìn)行共聚而成的共聚物,則可以是無(wú)規(guī)共聚物,也可以是嵌段共聚物。優(yōu)選為無(wú) 規(guī)共聚物。
[0045] 該液態(tài)共聚物的制造方法并無(wú)特別限定,可以使用公知的聚合方法進(jìn)行合成。例 如可以利用自由基聚合進(jìn)行合成,所述自由基聚合使用包含偶氮化合物的引發(fā)劑。作為自 由基聚合引發(fā)劑的偶氮化合物可以列舉例如:2,2'_偶氮雙異丁腈(AIBN)、1,1'_偶氮雙(環(huán) 己烷甲腈)(ABCN)、2,2'_偶氮雙(2,4,4_三甲基戊烷)、2,2'_偶氮雙(2-甲基丙烷)、2,2'_偶 氮雙(2-甲基丁腈)、2,2'_偶氮雙(2,4_二甲基戊腈)、2,2'_偶氮雙(4-甲氧基_2,4_二甲基 戊腈)、2,2'_偶氮雙[N_(2_丙烯基)_2_甲基丙酰胺]等。
[0046] 由此得到的液態(tài)共聚物例如可以配合到橡膠組合物中而使用。即,相對(duì)于包含二 烯系橡膠的橡膠成分100質(zhì)量份,本實(shí)施方式的橡膠組合物含有1質(zhì)量份-100質(zhì)量份上述液 態(tài)共聚物。
[0047] 作為所述橡膠成分的二烯系橡膠可以列舉例如:天然橡膠(NR)、合成異戊二烯橡 膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、腈橡膠(NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、丁基 橡膠(IIR)、苯乙烯_異戊二烯共聚物橡膠、丁二烯-異戊二烯共聚物橡膠、苯乙烯-異戊二 烯-丁二烯共聚物橡膠等,這些可以任意一種單獨(dú)或者兩種以上組合使用。其中,優(yōu)選為選 自包括NR、BR及SBR的組中的至少一種。另外,可以使用:在所述分子末端或分子鏈中,利用 選自包括胺基、羥基、環(huán)氧基、烷氧基、烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、及羧基的組中的至 少一種官能基進(jìn)行改性的改性二烯系橡膠,或者也可以使用利用含錫化合物進(jìn)行改性的改 性二烯橡膠。作為一個(gè)實(shí)施方式,橡膠成分可以包含50質(zhì)量%以上的改性SBR。此外,作為橡 膠成分的二烯系橡膠是在常溫(23°C)下不具有流動(dòng)性的固態(tài)橡膠,上述液態(tài)共聚物不包括 在橡膠成分中。
[0048] 從提高濕抓地性能與滾動(dòng)阻力性能的平衡的觀點(diǎn)來(lái)看,相對(duì)于橡膠成分100質(zhì)量 份,上述液態(tài)共聚物的配合量?jī)?yōu)選為1質(zhì)量份-100質(zhì)量份,更優(yōu)選為1質(zhì)量份-50質(zhì)量份,進(jìn) 一步優(yōu)選為2質(zhì)量份-30質(zhì)量份,也可以為3質(zhì)量份-20質(zhì)量份。
[0049] 在本實(shí)施方式的橡膠組合物中,除了液態(tài)共聚物外,也可以配合補(bǔ)強(qiáng)填料、硅烷偶 合劑、油、鋅白、硬脂酸、抗老化劑、蠟、硫化劑、硫化促進(jìn)劑等在橡膠組合物中通常所使用的 各種添加劑。
[0050] 補(bǔ)強(qiáng)填料優(yōu)選使用濕式二氧化硅(水合硅酸)等二氧化硅、和/或炭黑,為了提高滾 動(dòng)阻力性能與濕抓地性能的平衡,有時(shí)使用二氧化硅,優(yōu)選單獨(dú)使用二氧化硅或?qū)⒍趸?硅與炭黑并用。優(yōu)選補(bǔ)強(qiáng)填料以二氧化硅為主要成分,即補(bǔ)強(qiáng)填料的50質(zhì)量%以上為二氧 化硅。補(bǔ)強(qiáng)填料的配合量無(wú)特別限定,例如,相對(duì)于橡膠成分100質(zhì)量份,可以為20質(zhì)量份-150質(zhì)量份,也可以為30質(zhì)量份-100質(zhì)量份。二氧化娃的配合量也無(wú)特別限定,例如,相對(duì)于 橡膠成分100質(zhì)量份,可以為20質(zhì)量份-120質(zhì)量份,也可以為30質(zhì)量份-90質(zhì)量份。
[00511在配合二氧化硅時(shí),優(yōu)選并用硅烷偶合劑。硅烷偶合劑例如可以列舉:雙(3-三乙 氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、雙(2-三乙氧基甲 硅烷基乙基)四硫化物、雙(4-三乙氧基甲硅烷基丁基)二硫化物、雙(3-三甲氧基甲硅烷基 丙基)四硫化物、雙(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)二硫醚等硫化物硅烷;3-巰基丙基三甲氧基 硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基二甲基甲氧基 硅烷、巰基乙基三乙氧基硅烷等巰基硅烷;3-辛酰硫基-1-丙基三乙氧基硅烷、3-丙酰硫基 丙基二甲氧基硅烷等保護(hù)化疏基硅烷等,所述硅烷偶合劑可以任意一種單獨(dú)或者兩種以上 組合使用。硅烷偶合劑的配合量?jī)?yōu)選為二氧化硅質(zhì)量的2質(zhì)量%-20質(zhì)量%,更優(yōu)選為4質(zhì) 量%-15質(zhì)量%。
[0052] 上述硫化劑優(yōu)選使用硫。硫化劑的配合量無(wú)特別限定,相對(duì)于橡膠成分100質(zhì)量 份,優(yōu)選為〇. 1質(zhì)量份-10質(zhì)量份,更優(yōu)選為〇. 5質(zhì)量份-5質(zhì)量份。另外,所述硫化促進(jìn)劑可以 使用例如:亞磺酰胺系、秋蘭姆系、噻唑系、及胍系等各種硫化促進(jìn)劑,可以單獨(dú)使用任意一 種或者組合兩種以上使用。硫化促進(jìn)劑的配合量無(wú)特別限定,相對(duì)于橡膠成分100質(zhì)量份, 優(yōu)選為0.1質(zhì)量份-7質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量份-5質(zhì)量份。
[0053] 本實(shí)施方式的橡膠組合物可以使用通常所用的班伯里混合機(jī)或捏合機(jī)、輥等混合 機(jī),根據(jù)通常方法進(jìn)行混煉而制作。即,例如可以在第一混合階段,對(duì)二烯系橡膠添加液態(tài) 共聚物,同時(shí)添加混合除硫化劑及硫化促進(jìn)劑外的其他添加劑,接著,在所得的混合物中, 在最后混合階段添加混合硫化劑及硫化促進(jìn)劑,從而制備橡膠組合物。
[0054] 這樣獲得的橡膠組合物可以用于輪胎用、防振橡膠用、輸送帶用等各種橡膠構(gòu)件。 有時(shí)用作輪胎用,可以應(yīng)用于客車(chē)用、貨車(chē)或巴士的大型輪胎等各種用途、各種尺寸的充氣 輪胎的胎面部、胎壁部等輪胎的各部位。即,該橡膠組合物可以根據(jù)通常方法,例如利用擠 出加工成形為給定形狀,和其他零件組合后,例如在140°C_180°C下進(jìn)行硫化成形
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