CN107955216B - 轮胎部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轮胎部件，所述轮胎部件含有二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物，[化学式1]
Figure DDA0001321565880000011
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1以及R2可以相同，也可以不同。M+表示钠离子、钾离子或锂离子。

Description

轮胎部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎部件及其制造方法。
背景技术
以往以来，废轮胎等橡胶产品废料被再利用，例如在水泥厂等中作为燃料被再利用，但是，近年来，考虑到环境问题，将废轮胎等粉碎而以橡胶片或橡胶粉的形式直接使用的材料再利用(material recycle)受到了推荐。然而，将废轮胎等微粉碎化而成的橡胶粉混合在新橡胶中时，伴随该橡胶组合物的粘度上升的加工性变差、和将橡胶组合物硫化而得到的硫化橡胶的物性变差、例如拉伸强度等的变差成为了问题。
在下述专利文献1中，报告有以防止掺合有硫化橡胶粉末的橡胶组合物的硫化橡胶的撕裂强度下降为目的，添加特定的嵌段聚合物的技术。
另外，在下述专利文献2中，报告有通过将掺合有特定化合物的橡胶组合物作为原料，以谋求轮胎物性的提高的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平成8-134267号公报
专利文献2：日本专利公开2014-95014号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，在所述专利文献2中，关于掺合有以废轮胎等为原料而得到的橡胶粉的硫化橡胶的物性、例如提高拉伸强度等这一点，没有任何记载或暗示。
本发明是基于上述实际情况而作出的，其目的在于提供一种轮胎部件及其制造方法，所述轮胎部件含有橡胶粉，能成为拉伸强度以及撕裂强度的降低受到抑制的硫化橡胶的原料。
解决技术问题的技术手段
上述目的可以通过如下所述的本发明而达到。即，本发明涉及一种轮胎部件，其特征在于，含有二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物，
[化学式1]
Figure BDA0001321565870000021
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1以及R2可以相同，也可以不同。M+表示钠离子、钾离子或锂离子。
在本发明涉及的轮胎部件中，通过式(I)记载的化合物，二烯类橡胶成分和填充材料、以及橡胶粉和填充材料，变得易于结合，填充材料的分散性优异，而且，进一步通过填充材料，二烯类橡胶成分和橡胶粉变得易于形成结合。即，二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物这四者的分散性得到提高，与此同时，二烯类橡胶和橡胶粉的相互作用变强。其结果，本发明涉及的轮胎部件，硫化后的拉伸强度以及撕裂强度的降低受到抑制。
此外，本发明涉及一种轮胎部件的制造方法，其特征在于，包括：将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物混合的工序，
[化学式2]
Figure BDA0001321565870000031
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1以及R2可以相同，也可以不同。M+表示钠离子、钾离子或锂离子。
在上述轮胎部件的制造方法中，优选包括：将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物预混合的工序，特别优选包括：将抗老化剂、蜡、硬脂酸、硫等除外，将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物预混合的工序，
[化学式3]
Figure BDA0001321565870000032
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1以及R2可以相同，也可以不同。M+表示钠离子、钾离子或锂离子。
如上所述，本发明涉及的轮胎部件，通过二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物这四者进行结合等，彼此相互作用，从而发挥效果。因此，优选通过将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物这四者事先进行混合(预混合)，提高四者的相互作用后，此后根据需要，掺合抗老化剂、蜡、硬脂酸、硫等其他的掺合剂，从而制造轮胎部件。
具体实施方式
本发明涉及的轮胎部件含有二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物。
作为二烯类橡胶，可列举出例如，天然橡胶(NR)；异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)以及丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)等二烯类合成橡胶；溴化丁基橡胶(BR－IIR)等卤化丁基橡胶；除此之外，可列举出包括聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶以及氯磺化聚乙烯等的合成橡胶类等。其中，在本发明中，优选使用天然橡胶。
在本发明中，填充材料是指，炭黑、二氧化硅、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等通常使用于橡胶工业的无机填充材料。在上述无机填充材料中，在本发明中，特别可以适宜地使用炭黑。或者，也可以将炭黑和二氧化硅同时使用。
作为炭黑，例如，除了SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF等的在通常的橡胶工业中使用的炭黑以外，可以使用乙炔黑和科琴黑等导电性炭黑。在通常的橡胶工业中，炭黑可以是考虑到其操作性而被造粒而成的造粒炭黑，也可以是未造粒炭黑。
在本发明中，相对于100质量份的二烯类橡胶，轮胎部件中的填充材料的掺合量优选为20～100质量份，更优选为30～80质量份。
橡胶粉可以适宜地使用至少一部分被硫化而成的橡胶粉，特别是考虑到环境问题时，优选将使用过的轮胎作为原料而得到的再生橡胶粉末化而成的橡胶粉。考虑到得到的硫化橡胶的拉伸强度以及撕裂强度和轮胎部件的加工性时，橡胶粉的粒径，优选为以ASTMD5644-01为标准的目(Mesh)计为80～270Mesh，更优选为140～230Mesh。
在本发明中，轮胎部件进一步含有下述式(I)中记载的化合物。
[化学式4]
Figure BDA0001321565870000051
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1以及R2可以相同，也可以不同。M+表示钠离子、钾离子或锂离子。
另外，为了提高与填充材料、特别是与炭黑的亲和性，特别优选使用式(I)中的R1以及R2为氢原子，M+为钠离子的下述式(I’)中记载的化合物。
[化学式5]
Figure BDA0001321565870000052
考虑到硫化橡胶特性时，相对于100质量份的二烯类橡胶，式(I)中记载的化合物的掺合量优选为0.1～10质量份，更优选为0.2～8质量份。
本发明的轮胎部件，可以在不损害本发明的效果的范围内，与二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)记载的化合物一同，适当掺合使用硫类硫化剂、硫化促进剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硫化促进助剂、硫化延缓剂、抗老化剂、蜡或油等软化剂，加工助剂等的在通常的橡胶工业中使用的掺合剂。
作为硫化促进剂，可以单独或适当混合使用作为橡胶硫化用而被通常使用的、亚磺酰胺类硫化促进剂、秋兰姆类硫化促进剂、噻唑类硫化促进剂、硫脲类硫化促进剂、胍类硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐类硫化促进剂等硫化促进剂。
作为抗老化剂，可以单独或适当混合使用作为橡胶用而被通常使用的、芳香族胺类抗老化剂、胺-酮类抗老化剂、单酚类抗老化剂、双酚类抗老化剂、多酚类抗老化剂、二硫代氨基甲酸盐类抗老化剂、硫脲类抗老化剂等抗老化剂。
本发明的轮胎部件，通过使用班伯里密炼机(Banbury mixer)、捏合机、辊等在通常的橡胶工业中使用的捏合机，将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)记载的化合物、以及根据需要的硫类硫化剂、硫化促进剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硫化促进助剂、硫化延缓剂、抗老化剂、蜡或油等的软化剂、加工助剂等捏合而得到。
此外，上述各个成分的掺合方法，没有特别的限定，可以是以下任意一种方法：将除硫类硫化剂以及硫化促进剂等的硫化类成分以外的掺合成分预先捏合，形成母炼胶，添加剩余的成分进一步进行捏合的方法；将各个成分按任意的顺序添加进行捏合的方法；将所有成分同时添加进行捏合的方法等。
但是，为了充分抑制所得到的硫化橡胶的拉伸强度以及撕裂强度的降低，优选通过预先混合二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物，在将这四者充分混合并分散的状态下，混合剩余的掺合剂，从而制造轮胎部件。
实施例
以下，记载该发明的实施例，进行更具体的说明。
(橡胶组合物的制备)
相对于100质量份的二烯类橡胶，按照表1的掺合配方，掺合实施例1～6、比较例1～2的各个原料，使用通常的班伯里密炼机进行捏合，制造轮胎部件。此外，关于实施例3～6，预先将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及式(I)中记载的化合物这四者预混合，此后，混合剩余的各个原料。表1中记载的各个使用原料如下所示。
(使用原料)
天然橡胶(NR)：“RSS#3”
二氧化硅：“Nipsil AQ”(BET比表面积205m2/g，CTAB175m2/g，DBP吸收值150cm3/100g)Tosoh Silica Corporation制造
炭黑：“SEAST KH”Tokai Carbon Co.,Ltd制造
氧化锌：氧化锌1号MITSUI MINING&SMELTING Co.,Ltd制造
抗老化剂：“Nocrack 6C”OUCHI SHINKO CHEMICAL INDU STRIAL Co.,Ltd制造
硬脂酸：“LUNAC S20”Kao Corporation制造
蜡：“OZOACE0355”NIPPON SEIRO Co.,Ltd制造
硅烷偶联剂：“SI75”デグサ社制造
式(I)记载的化合物((2Z)-4-[(4-氨基苯基)氨基]-4-氧代-2-丁烯酸钠)：“CA208”Sumitomo Chemical Co.,Ltd制造
橡胶粉(A)：“PolyDyne140”Lehigh Co.,Ltd制造
橡胶粉(B)：“PolyDyne 200”Lehigh Co.,Ltd制造
硫：“粉末硫”Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd制造
硫化促进剂：“Soxr CZ”Sumitomo Chemical Co.,Ltd制造
(评价项目)
(1)拉伸性能(拉伸强度以及拉伸伸长率)
以JIS K 6251为标准实施了拉伸试验(哑铃3号型，气氛温度23℃)。用将比较例1设定为100的指数进行表示。值越大，表示抗张强度、拉伸伸长率越优异。
(2)撕裂强度
以JIS K 6252为标准进行测定，用将比较例1设定为100的指数进行表示。值越大，表示撕裂强度越优异。
Figure BDA0001321565870000081
Figure BDA0001321565870000091

Claims (3)

1.一种轮胎部件，其特征在于，含有二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物，
Figure FDA0002543356720000011
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1和R2任选相同或不同，M+表示钠离子、钾离子或锂离子，
相对于100质量份的所述二烯类橡胶，所述式(I)中记载的化合物的掺合量为0.1～10质量份；所述橡胶粉的粒径为以ASTM D5644-01为标准的目计为80-270Mesh。
2.一种轮胎部件的制造方法，其特征在于，包括：将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物混合的工序，
Figure FDA0002543356720000012
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1和R2任选相同或不同，M+表示钠离子、钾离子或锂离子；
相对于100质量份的所述二烯类橡胶，所述式(I)中记载的化合物的掺合量为0.1～10质量份；所述橡胶粉的粒径为以ASTM D5644-01为标准的目计为80-270Mesh。
3.一种轮胎部件的制造方法，其特征在于，包括：将抗老化剂、蜡、硬脂酸、硫及其他掺合剂除外，将二烯类橡胶、填充材料、橡胶粉以及下述式(I)中记载的化合物预混合的工序，
Figure FDA0002543356720000021
式(I)中，R1以及R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、烯基或炔基，R1和R2任选相同或不同，M+表示钠离子、钾离子或锂离子；
所述其他掺合剂选自硫化促进剂、硅烷偶联剂、硫化延缓剂，
相对于100质量份的所述二烯类橡胶，所述式(I)中记载的化合物的掺合量为0.1～10质量份；所述橡胶粉的粒径为以ASTM D5644-01为标准的目计为80-270Mesh。
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