[发明专利]橡胶用填充材料以及橡胶组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺合羟基酸及/或羟基酸盐而得到的橡胶用填充材料以及橡胶组合物。

背景技术

近年来，节省燃料消耗率、制动性优异的掺和二氧化硅的轮胎正在迅速普及。但是，若掺和二氧化硅则橡胶组合物的粘度大幅上升，因此通过添加硅烷偶联剂以缓和粘度上升。另外，众所周知硅烷偶联剂是通过与二氧化硅表面的硅烷醇产生反应而减低二氧化硅彼此的相互作用，来降低橡胶的损失正切及动态弹性率。但是，二氧化硅与硅烷偶联剂的反应速度非常缓慢，为了使之充分反应，有必要进行高温混炼工序或多次混炼工序。高温混炼中会产生橡胶的凝胶化而变得无法加工，因此不优选，在进行多次混炼工序时，虽然不产生橡胶的凝胶化问题，但工序却变得繁杂。

为解决上述问题，提出了与二氧化硅的反应性高且加工性良好的偶联剂等，但是从经济性等观点来看，在实用性方面问题很多。

作为促进二氧化硅与硅烷偶联剂的反应的技术，尝试了添加有机硅烷、硼酸等各种各样的方法。但是，这些添加物存在需要昂贵原料硅烷、或使用毒性强的硼酸等问题(参照专利文献1、2)。

专利文献3中，为了得到交联特性优异的橡胶组合物，尝试了直接对硅烷偶联剂和湿式二氧化硅进行前处理。该方法取得了一定成果，然而所使用的触媒采用对水反应性高的烷氧基钛，则在经济性或操作性的观点上稍微存在问题。

在先技术文献

专利技术

专利文献1：特开2005-2065号公报

专利文献2：特开2007-77322号公报

专利文献3：特开2006-249387号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

鉴于上述问题点，本发明的目的为提供一种能够赋予橡胶优异的动态特性的填充材料组合物、使填充材料组合物反应从而得到的填充材料、含有该填充材料的橡胶组合物及其交联物、或提供一种能够促进二氧化硅类填充材料与偶联剂反应的掺合二氧化硅的橡胶组合物及其交联物。

解决问题的技术手段

本发明者为解决上述问题点而进行锐意的研究，结果发现，二氧化硅类填充材料与硅烷偶联剂的反应中，在一分子内分别至少具有1个以上羟基和羧基的、所谓羟基酸及/或羟基酸盐特别能够促进反应，并发现，通过含有二氧化硅类填充材料、硅烷偶联剂、羟基酸及/或羟基酸盐的填充材料组合物、使填充材料组合物反应从而得到的填充材料、含有该填充材料的橡胶组合物及其交联物、或含有二烯烃类橡胶、二氧化硅类填充材料、硅烷偶联剂、羟基酸及/或羟基酸盐的组合物及其交联物，能够解决上述课题。

即，本发明的橡胶用填充材料组合物其特征在于，相对于二氧化硅类填充材料100重量份，所述橡胶用填充材料组合物含有硅烷偶联剂为2～25重量份、羟基酸及/或羟基酸盐为0.1～10重量份。

本发明的橡胶用填充材料组合物中，优选羟基酸及/或羟基酸盐是碳数为2～18的脂肪族羟基酸及/或脂肪族羟基酸盐、碳数为7～18的芳香族羟基酸及/或芳香族羟基酸盐。另外，特别优选羧基和羟基连接在相同或相邻碳原子上的羟基酸。

本发明的橡胶用填充材料组合物中，硅烷偶联剂优选是以下式[I]所表示的多硫化物系硅烷偶联剂。

[化学式1]

(R¹-O)_3-YR¹_Y-Si-R²-S_X-R²-Si-R¹_Y(O-R¹)_3-Y  [I]

(式中，R¹为碳数为1～18的一价烃基，R²为碳数为1～9的二价烃基，X为2～6，Y为0、1或2的整数。)

本发明的橡胶用填充材料组合物，相对于羟基酸中的羧基，优选含有0.5～2.0摩尔当量的碱性物质。

本发明的橡胶用填充材料组合物中，二氧化硅类填充材料优选BET比表面积为20～250m²/g的湿式二氧化硅，该湿式二氧化硅的表观粒径优选为100μm以下。另外，二氧化硅类填充材料优选含水量为4重量％以下，二氧化硅类填充材料也可以事先加热处理完成。

本发明的橡胶用填充材料组合物优选由上述橡胶用填充材料组合物的二氧化硅类填充材料和偶联剂反应而得。

本发明的橡胶组合物，相对于二烯烃类橡胶100重量份，优选含有上述填充材料5～120重量份。