JP2017518418A - グリセロールの短鎖アルキルエステルを含むジフェニルグアニジンフリーのゴム混合物 - Google Patents
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Abstract
Description
− ゴム、
− シリカベースの充填剤および/またはカーボンブラック、
− 式(I)
R1、R2、R3は、相互に独立して、水素または直鎖状もしくは分岐状のC1〜C4−アルキル残基、好ましくはメチル残基である)
で表されるグリセロールの短鎖アルキルエステル
を含むゴム混合物を提供する。
− 1種のゴム、
− 1種のシリカベースの充填剤および/またはカーボンブラック、
− 式(I)
R1、R2、R3は、相互に独立して、水素または直鎖状もしくは分岐状のC1〜C4−アルキル残基、好ましくはメチル残基である)
で表される1種のグリセロールの短鎖アルキルエステル
を混合することによる、実質的にジフェニルグアニジンを含まない、充填されたゴム混合物を製造するためのプロセスであって、その物質の温度は、少なくとも40℃、好ましくは40〜200℃の範囲、特に好ましくは80〜150℃の範囲であり、次いで、さらなる加硫用化学物質の添加後に通常の加硫を実施する、プロセスも提供する。混合プロセスの際の剪断速度は、典型的には1〜1000sec−1、好ましくは1〜100sec−1の範囲である。式(I)の短鎖アルキルエステルグリセロールは、この場合にも、80℃〜200℃の範囲の高温、好ましくは約150℃の温度で、単独で添加することもでき、またはその混合物の1種または複数の他の成分と共に任意の所望の順序で添加することもできる。
BR:ポリブタジエン
ABR:ブタジエン/アクリル酸C1〜C4−アルキルコポリマー
CR:ポリクロロプレン
IR:ポリイソプレン
SBR:スチレン/ブタジエンコポリマー(スチレン含量が1%〜60重量%、好ましくは20%〜50重量%のもの)
IIR:イソブチレン/イソプレンコポリマー
NBR:ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー(アクリロニトリル含量が5%〜60重量%、好ましくは10%〜50重量%のもの)
HNBR:部分水素化または完全水素化NBRゴム
EPDM:エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー
SIBR:スチレン/イソプレンコポリマー
ENR:エポキシ化天然ゴム
本発明の目的のためには、シリカ含有充填剤としては下記のものが使用される:
− シリカ、特に沈降シリカまたはヒュームドシリカ、たとえばケイ酸塩の溶液の沈降またはケイ素のハロゲン化物の加水分解によって製造され、5〜1000m2/g、好ましくは20〜400m2/gの比表面積(BET表面積)と、10〜400nmの一次粒径とを有するもの。それらのシリカは、任意選択的に他の金属酸化物、たとえば、Al、Mg、Ca、Ba、Zn、Zr、Tiの酸化物との混合酸化物の形態であってもよい。
− 合成ケイ酸塩、たとえばケイ酸アルミニウム、アルカリ土類金属のケイ酸塩、たとえば、ケイ酸マグネシウムもしくはケイ酸カルシウムで、20〜400m2/gのBET表面積と、10〜400nmの一次粒径とを有するもの。
− 天然のケイ酸塩、たとえばカオリンおよびその他の天然産のシリカ。
およびそれらの物質の混合物。
シリカベースの充填剤に加えるか、またはその代替物としてカーボンブラックを使用することも可能であり、ここで特に好適なカーボンブラックは、ランプブラックプロセス、ファーネスブラックプロセス、またはガスブラックプロセスによって製造され、20〜200m2/gのBET表面積を有するもの、たとえば、SAF、ISAF、IISAF、HAF、FEF、およびGPFカーボンブラックである。
− ゴム(たとえばSBRとBRとの混合物)をインターナルミキサー内に仕込み、約30秒間混合。
− ヒドロキシ基を含む酸化物系充填剤、および表面変性のためのシランの任意選択的な添加(たとえば、シリカの2/3とシランの2/3とを添加し、約60秒間混合し、その後でシリカの1/3とシランの1/3とを添加し、約60秒間混合)。
− 式(I)の添加剤の添加、および任意選択的にカーボンブラック、オイル、老化防止剤、酸化亜鉛、および抗オゾン剤ワックスの添加、および約60秒間の混合。
第一混合ステージが完了してから、その混合物を下流のロールミルで受け取り、成形してシート、ストリップまたはペレットとし、室温で24時間保存する。
第三混合ステージには、たとえばニーダー/インターナルミキサー内における、140〜170℃、好ましくは150℃でのさらなる混練ステップが含まれる。
好ましくはロール上、低温(80℃未満)での、さらなる物質、たとえば促進剤および/または硫黄架橋剤の添加。
表1において実施例1〜3、さらには参照例について列記したゴム配合から加硫物を製造した。このためには、それぞれの場合において、実施例1〜3、さらには参照例のそれぞれの構成成分を下記の多段混合プロセスで混合し、次いでそれらの混合物を170℃で完全に加硫させた。
− BUNA(登録商標)CB24およびBUNA(登録商標)VSL5025−2をインターナルミキサーに仕込み、約30秒間混合。
− VULKASIL(登録商標)Sの2/3、SI(登録商標)69の2/3、式(I)の添加剤の2/3を添加し、約60秒間混合。
− VULKASIL(登録商標)Sの1/3、SI(登録商標)69の1/3、式(I)の添加剤の1/3、およびTUDALEN 1849−TEを添加し、約60秒間混合。
CORAX(登録商標)N 339、EDENOR(登録商標)C18 98−100、VULKANOX(登録商標)4020/LG、VULKANOX(登録商標)HS/LG、ROTSIEGEL亜鉛華、およびANTILUX(登録商標)654を添加し、約60秒間混合。
第一混合ステージが完了してから、その混合物を下流のロールミルで受け取り、成形してシートとし、室温で24時間保存する。
第三の混合ステージには、ニーダー中で150℃でのさらなる混練が含まれていた。
ロール上、80℃未満の温度で、追加物質のCHANCEL90/95摩砕硫黄、VULKACIT(登録商標)CZ/C RHENOGRAN(登録商標)DPG−80の添加。
ムーニー粘度の測定:
この物性は、ASTM D1646に従い、剪断円板式粘度計の手段により測定した。粘度は、ゴム(およびゴム混合物)が、加工に抵抗する力から直接求めることができる。ムーニー剪断円板式粘度計内で襞付きのディスクが上下共に試験物質で取り囲まれていて、加熱可能なチャンバー内で約2回転/分の速度で回転される。そこで、必要となった力をトルクの形式で測定し、それぞれの粘度に対応させる。そのサンプルは一般的には、1分間にわたって100℃に予備加熱しておき、さらに4分間かけて測定を行い、温度はそこで一定に保持しておく。粘度は、それぞれの試験条件と共に記述し、一例は、ML(1+4)100℃(ムーニー粘度、大ロータ、予備加熱時間および試験時間(分)、試験温度)である。
同一の試験をさらに使用して、混合物のスコーチ性能を測定することができる。選択した温度は130℃であった。ロータを回転させて、トルク値が最小値を過ぎ、その最小値(t5)より5ムーニー単位だけ高くなるまで続ける。この数値(単位:秒)が大きい程、スコーチが遅くなり、プロセスの信頼性が高くなる。
MDR(ムービングダイレオメーター)加硫プロファイルおよびそれに伴う分析データは、ASTM D5289−95に従い、MDR 2000 Monsantoレオメーターで測定する。求めた完全加硫時間は、ゴムの95%が架橋した時間である。選択した温度は170℃であった。
本発明のゴム混合物の硬度は、表1の配合によるゴム混合物から厚み6mmのミル加工したシートを作製することによって求めた。そのミル加工したシートから直径35mmの試験片を切り出し、それらのショアーA硬度は、デジタルショアー硬度試験器(Zwick GmbH&Co.KG,Ulm)を使用して求めた。ゴム加硫物の硬度が、その剛性の第一の指標を与える。
動的試験方法を使用して、周期的に負荷を変化させる条件下でエラストマーの変形挙動の特性を求める。外部から加えられた応力が、ポリマー鎖のコンホメーションを変化させる。
以下で実施例を使用して、本発明を説明するが、本発明はそれらに限定される訳ではない。
Claims (15)
- 少なくとも1種の加硫戻り防止剤、好ましくは、1,6−ビス(N,N−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン(CAS No.:151900−44−6)、1,3−ビス((3−メチル−2,5−ジオキソピロル−1−イル)メチル)ベンゼン(CAS No.:119462−56−5)、または特に二ナトリウム塩二水和物の形態のヘキサメチレン1,6−ビス(チオスルフェート)から選択される加硫戻り防止剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載のゴム混合物。
- 0.1〜15phr、好ましくは0.1〜2phr、特に好ましくは0.2〜1phrの1,6−ビス(N,N−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン(CAS No.:151900−44−6)を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のゴム混合物。
- NR、SBR、BR、IR、SIBR、IIR、ENR、およびEPDMからなる群から、好ましくはNR、SBR、BR、IIR、およびEPDMからなる群から、特に好ましくはNR、BR、およびSBRからなる群から選択される非極性ゴムの合計含量が、少なくとも50phr、好ましくは少なくとも60phr、特に好ましくは少なくとも70phrであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 極性ゴムを含み、NBR、HNBR、HXNBR、およびXNBRの含量が、好ましくはそれぞれの場合において10phr未満、特に好ましくはそれぞれの場合において1.0phr未満、より好ましくはそれぞれの場合において0.1phr未満、最も好ましくはそれぞれの場合において0.01phr未満であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 少なくとも1種の架橋剤、好ましくは少なくとも1種のペルオキシド系または硫黄ベースの架橋剤、特に好ましくは、硫黄、ジモルホリルジスルフィド(DTDM)、2−モルホリノジチオベンゾチアゾール(MBSS)、カプロラクタムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、およびテトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)を含む群からの少なくとも1種の架橋剤、極めて特に好ましくはTBzTDを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 前記式(I)の化合物の含量が、0.1〜40phr、好ましくは0.2〜20phr、特に好ましくは0.5〜15phr、極めて特に好ましくは1〜12phr、より好ましくは2〜10phr、最も好ましくは3〜8phrであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 50〜100phrのシリカベースの充填剤、および0.2〜12phrの有機シラン、好ましくは硫黄含有有機シラン、特に好ましくはアルコキシシリル基を含む硫黄含有有機シラン、極めて特に好ましくはトリアルコキシシリル基を含む硫黄含有有機シランを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 前記式(I)の前記化合物が、キャリヤー、好ましくは天然および合成ケイ酸塩、特に中性、酸性もしくは塩基性のシリカ、酸化アルミニウム、カーボンブラック、および酸化亜鉛を含む群から選択されるキャリヤー上への吸収および/または吸着後に使用されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- セルロースおよび/またはセルロース誘導体の含量が、1phr以下、好ましくは0.5phr未満、特に好ましくは0.1phr未満、最も好ましくは0phrであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のゴム混合物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に規定のゴム混合物を製造するためのプロセスにおいて、請求項1に規定の少なくとも1種のゴム、1種のシリカベースの充填剤および/またはカーボンブラック、ならびに式(I)で表されるグリセロールの短鎖アルキルエステルが、好ましくは40〜200℃、特に好ましくは80〜150℃の温度で相互に混合されることを特徴とする、プロセス。
- ゴム加硫物を製造するためのプロセスにおいて、請求項1〜10のいずれか一項に規定のゴム混合物が、好ましくは100〜250℃の温度で加硫され、特に好ましくは130〜180℃の温度で加硫されることを特徴とする、プロセス。
- 請求項1〜10のいずれか一項に規定のゴム混合物を加硫させることによって得ることが可能な加硫物。
- 請求項13に規定の1種または複数のゴム加硫物を含むゴム製品、好ましくはタイヤ。
- 請求項1〜10のいずれか一項に規定のゴム混合物、請求項13に規定の加硫物、または請求項14に規定のゴム製品を製造するための、請求項1に規定の式(I)の化合物の使用。
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