橡胶组合物制造技术

本发明专利技术提供橡胶组合物，其具有改进的低发热性并包括：包含10质量%以上的天然橡胶和/或通过乳液聚合合成的二烯系橡胶和90质量%以下的其它二烯系橡胶的橡胶组分(A)；根据ASTM?D3765-92中记载的方法测量的正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积不小于180m2/g的二氧化硅(B)；多硫化合物和/或硫酯化合物的至少一种硅烷偶联剂(C)；和硫化促进剂(D)。所述橡胶组合物的特征在于硫化后的橡胶组合物中的二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)在1,900以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】橡胶组合物
本专利技术涉及具有改进的低发热性的包含二氧化硅的橡胶组合物。
技术介绍
近年来，随着与环境问题关注的增加相关的全球二氧化碳排放规定的行动，对汽车的低燃料消耗性的需求增强。为了满足所述需求，期望减少与轮胎性能相关的滚动阻力。迄今为止，作为减少轮胎滚动阻力的手段，已研究了优化轮胎结构的方法；然而，目前，使用轮胎用低发热性橡胶组合物的技术变为了最普遍采用的方法。为了获得此类低发热性橡胶组合物，已知使用无机填料例如二氧化硅等的方法。然而，在包含配混于其中的橡胶组合物中，二氧化硅聚集(由于二氧化硅表面的羟基)，因此，为了防止聚集，使用硅烷偶联剂。因此，为了通过混入硅烷偶联剂而顺利地解决上述问题，已进行了各种试验以增加硅烷偶联剂的偶联功能活性。例如，专利文献I提出一种橡胶组合物，其包含与(iv)烯胺和(V)胍衍生物一起的作为基本组分的至少(i) 一种二烯弹性体，(ii)作为补强填料的白色填料和(iii)作为偶联剂(白色填料/二烯弹性体)的烷氧基硅烷多硫化物。专利文献2公开了一种橡胶组合物，其包含`与(iv) 二硫代磷酸锌和(V)胍衍生物一起的作为基本组分的至少(i) 一种二烯弹性体、(ii)作为补强填料的白色填料和(iii)作为偶联剂(白色填料/二烯弹性体)的烷氧基硅烷多硫化物。专利文献3描述了一种橡胶组合物，其包含与(iv)醛亚胺(R-CH=N-R)和(V)胍衍生物组合的作为基本组分的至少(i) 二烯弹性体、(ii)作为补强填料的无机填料和(iii)作为(无机填料/ 二烯弹性体)偶联剂的烷氧基硅烷多硫化物(PSAS)。另外，专利文献4提出与(iv) I, 2- 二氢吡啶和(V)胍衍生物组合的基本上包含至少(i) 二烯弹性体、(ii)作为补强填料的无机填料和(iii)作为偶联剂的烷氧基硅烷多硫化物的橡胶组合物。专利文献5提及考虑混炼条件而增加硅烷偶联剂的偶联功能活性的技术。专利文献6公开了以下专利技术，其中将平均粒径为IOiim以下的二氧化硅和特定硅烷偶联剂添加至橡胶组合物，从而抑制二氧化硅的聚集。专利文献7提出一种技术，其中将正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积优选为60-250X 102m2/kg的二氧化硅和包含儿茶素的茶叶提取物添加至橡胶组合物，从而防止大的二氧化硅聚集体存在于所述橡胶组合物中。此外，专利文献8和专利文献9记载了一种橡胶组合物，其具有在通过暗视野法观察样品切割面的分散评价方法中，基于全部观察面积，圆当量直径为IOym以上的填料聚集体所占的面积比为2.0%以下的橡胶组合物中包含的填料的分散状态。然而，存在进一步提高包含二氧化硅的橡胶组合物的低发热性的技术的需求。引文列表专利文献专利文献1:JP-T2002-521515专利文献2:JP-T2002_521516专利文献3: JP-T2003-530443专利文献4: JP-T2003-523472专利文献5:W02008/123306[0021 ]专利文献 6: JP-A2009-256576专利文献7:JP-A2010_031260专利文献8: JP-A2010-248422专利文献9: JP-A2010-248423
技术实现思路
专利技术要解决的问题在这种情况下， 本专利技术的目的为提供改进了低发热性的橡胶组合物。用于解决问题的方案本专利技术人已关注了橡胶组合物中二氧化硅的分散状态，并试图通过各种测量方法评价二氧化硅的分散状态。结果，已发现，低发热性可通过使根据特定的测量方法的聚集的聚集体的平均面积为特定值以下，借助减少橡胶组合物的滞后性(特别是tan S )来增强，因而完成了本专利技术。因此，本专利技术涉及橡胶组合物，其包括:包含10质量％以上的选自通过乳液聚合合成的二烯系橡胶和天然橡胶的至少一种橡胶和90质量％以下的其它二烯系橡胶的橡胶组分(A);根据ASTM D3765-92中记载的方法测量的正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积不小于180m2/g的二氧化硅(B);选自多硫化合物和硫酯化合物的至少一种硅烷偶联剂(C);和硫化促进剂(D)，硫化后的橡胶组合物中的二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)在1，900以下，所述聚集的聚集体的平均面积的测量方法:将硫化后的橡胶组合物样品的上表面用聚焦离子束沿相对于样品的上表面的角度为38°的方向切割；然后将通过切割形成的样品的平滑面用扫描电镜在5kV的加速电压下沿垂直于平滑面的方向摄像；通过Otsu法将所得图像转换成样品的橡胶部分和作为填料的二氧化硅部分的二值化图像；基于所得二值化图像获得二氧化硅部分的聚集的聚集体面积；并由二氧化硅部分的总表面积和聚集的聚集体的数目来计算以每单位面积(3umX3um)的数量平均值(算术平均数)计的二氧化硅部分的聚集的聚集体的平均面积，条件是在计算中，与图像的边缘相接触的颗粒不计数，20像素以下的颗粒假定为噪声而不计数。专利技术的效果根据本专利技术，可提供低发热性改进的橡胶组合物。【附图说明】图1为示出通过根据本专利技术的聚集的聚集体的平均面积的测量方法对本专利技术的橡胶组合物中二氧化硅的聚集的聚集体摄像所获得的FIB-SEM图像的实例的图像。图2为图1所示图像的二值化图像的实例的图像。图3为示出通过与图1相同的方法对二氧化硅的聚集的聚集体摄像所获得的FIB-SEM图像的参考例的图像。图4为示出图3所示图像的二值化图像的实例的图像。【具体实施方式】以下将详细描述本专利技术。本专利技术的橡胶组合物包括:包含10质量％以上的选自通过乳液聚合合成的二烯系橡胶和天然橡胶的至少一种橡胶和90质量％以下的其它二烯系橡胶的橡胶组分(A);根据ASTM D3765-92中记载的方法测量的正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积不小于180m2/g的二氧化硅(B);选自多硫化合物和硫酯化合物的至少一种硅烷偶联剂(C)；和硫化促进剂(D)，硫化后的橡胶组合物中的二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)在1，900以下。为了进一步增强橡胶组合物的低发热性，二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)优选1，800以下，更优选1，700以下。二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)优选300以上，更优选300至1，900，进一步优选300至1，800，并特别优选300至1，700。聚集的聚集体的平均面积的测量方法如下。将硫化后的所述橡胶组合物样品的上表面用聚焦离子束沿相对于所述样品的上表面的角度为38°的方向切割，然后将通过切割形成的所述样品的平滑面用扫描电镜在5kV的加速电压下沿垂直于所述平滑面的方向摄像。通过Otsu法将所得图像转换成样品的橡胶部分和作为填料的二氧化硅部分的二值化图像，基于所得二值化图像获得所述二氧化硅部分的聚集的聚集体面积，并由所述二氧化硅部分的总表面积和聚集的聚集体的数目计算以每单位面积的数量平均值(算术平均数)计的聚集的聚集体的平均面积。在计算中，与图像的边缘接触的颗粒不计数，20像素以下的颗粒假定为噪声而不计数。`在本专利技术中聚集的聚集体的平均面积的测量中，优选使用FIB-Sffl，其为聚焦离子束加工观察装置(FIB)和扫描电镜(SEM)的集成装置。扫描电镜(SEM)优选使用超低加速电压扫描电镜。FIB-SEM的实例包括“N0VA200”，商品名本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，其包括：包含10质量%以上的选自通过乳液聚合合成的二烯系橡胶和天然橡胶的至少一种橡胶和90质量%以下的其它二烯系橡胶的橡胶组分(A)；根据ASTM?D3765?92中记载的方法测量的正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积不小于180m2/g的二氧化硅(B)；选自多硫化合物和硫酯化合物的至少一种硅烷偶联剂(C)；和硫化促进剂(D)，硫化后的所述橡胶组合物中的所述二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)在1,900以下，所述聚集的聚集体的平均面积的测量方法：将硫化后的所述橡胶组合物样品的上表面用聚焦离子束沿相对于所述样品的上表面的角度为38°的方向切割；然后将通过切割形成的所述样品的平滑面用扫描电镜在5kV的加速电压下沿垂直于所述平滑面的方向摄像；通过Otsu法将所得图像转换成所述样品的橡胶部分和作为填料的二氧化硅部分的二值化图像；基于所得二值化图像获得所述二氧化硅部分的聚集的聚集体面积；并由所述二氧化硅部分的总表面积和聚集的聚集体的数目来计算以每单位面积(3μm×3μm)的数量平均值(算术平均数)计的所述二氧化硅部分的聚集的聚集体的平均面积，条件是在所述计算中，与所述图像的边缘相接触的颗粒不计数，20像素以下的颗粒假定为噪声而不计数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.28 JP 2011-1023351.一种橡胶组合物，其包括:包含10质量％以上的选自通过乳液聚合合成的二烯系橡胶和天然橡胶的至少一种橡胶和90质量％以下的其它二烯系橡胶的橡胶组分(A);根据ASTM D3765-92中记载的方法测量的正十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附比表面积不小于180m2/g的二氧化硅⑶；选自多硫化合物和硫酯化合物的至少一种硅烷偶联剂(C);和硫化促进剂(D)，硫化后的所述橡胶组合物中的所述二氧化硅的聚集的聚集体的平均面积(nm2)在 1,900 以下， 所述聚集的聚集体的平均面积的测量方法: 将硫化后的所述橡胶组合物样品的上表面用聚焦离子束沿相对于所述样品的上表面的角度为38°的方向切割；然后将通过切割形成的所述样品的平滑面用扫描电镜在5kV的加速电压下沿垂直于所述平滑面的方向摄像；通过Otsu法将所得图像转换成所述样品的橡胶部分和作为填料的二氧化硅部分的二值化图像；基于所得二值化图像获得所述二氧化硅部分的聚集的聚集体面积；并由所述二氧化硅部分的总表面积和聚集的聚集体的数目来计算以每单位面积的数量平均值(算术平均数)计的所述二氧化硅部分的聚集的聚集体的平均面积，条件是在所述计算中，与所述图像的边缘相接触的颗粒不计数，20像素以下的颗粒假定为噪声而不计...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀江晓，五十岚贵亮，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：
国别省市：