改性天然橡膠、用于制備改性天然橡膠的方法、橡膠組合物以及輪胎技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供改性天然橡膠、用于制備該改性天然橡膠的方法、包含該改性天然橡膠的橡膠組合物、以及使用該橡膠組合物制備的輪胎，其中該改性天然橡膠通過(guò)如下步驟獲得：向選自于由固體天然橡膠、天然膠乳、以及天然橡膠衍生物構(gòu)成的組中的至少一種天然橡膠原料中添加混合物，然后用微波輻射天然橡膠原料與化合物的混合物以便將該化合物接枝聚合或連接到天然橡膠原料上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及改性天然橡膠、用于制備改性天然橡膠的方法、橡膠組合物、以及輪胎。更 特別地，本專利技術(shù)涉及通過(guò)改性天然橡膠獲得的能抑制天然橡膠的熱老化并能改進(jìn)橡膠制品比 如輪胎的特性的改性天然橡膠、用于制備該改性天然橡膠的方法、含有該改性天然橡膠的橡 膠組合物、以及使用該橡膠組合物制備的輪胎。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，隨著人們環(huán)境意識(shí)的提高，對(duì)降低汽車的燃料消耗的需求日益增加，這產(chǎn)生了 對(duì)制造具有較低滾動(dòng)阻力的輪胎的需求。因此，需要發(fā)展具有較低tan5 (較低的滾動(dòng)阻力) 的橡膠組合物作為用于形成胎面的橡膠組合物。此外，用于形成胎面的橡膠組合物不僅需要 具有較低的滾動(dòng)阻力，而且應(yīng)具有出色的耐磨性和抗斷裂性。與此同時(shí)，石油資源是有限的，石油資源的供給量正逐年降低。因此，可預(yù)期未來(lái)的石 油價(jià)格會(huì)急劇上升，從而限制了來(lái)自石油資源的原料的使用。此外，如果我們面臨石油資源 的枯竭，那么可以想象，制造由衍生于石油資源的組分構(gòu)成的橡膠制品比如輪胎將變得困難。 因此，近年來(lái)，日益需要開發(fā)新的技術(shù)以將非石油資源的天然橡膠用作橡膠組分。用于提高輪胎的滾動(dòng)阻力、耐磨性、以及抗斷裂性的有效方法是提高包含在橡膠組合物 中的橡膠組分與填料比如炭黑和二氧化硅的親合性。例如，在合成樹脂中，通過(guò)終端改性或與含有官能團(tuán)的單體共聚來(lái)實(shí)現(xiàn)橡膠組分對(duì)填料 的親合性的改進(jìn)。另一方面，雖然天然橡膠因其出色的物理性能而被大量使用，但難以改性 天然橡膠本身從而提高其對(duì)填料的親合性。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開No. 2003-55822 。至于用于改性天然橡膠的方法，已提出如下方法，其中將含有極性基團(tuán)的化合物添加到 固體天然橡膠中，然后向其施加機(jī)械剪切力以便將含有極性基的化合物接枝聚合 (graft-polymerize)或連接到固體天然橡膠上。然而，該方法存在問題，這是因?yàn)槭┘拥臋C(jī)械剪切力使天然橡膠產(chǎn)生熱量，從而使天然 橡膠因發(fā)熱而老化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
考慮到上述問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種通過(guò)改性天然橡膠獲得的能抑制天然橡膠 的熱老化并能改進(jìn)橡膠制品比如輪胎的特性的改性天然橡膠、用于制備該改性天然橡膠的方 法、含有該改性天然橡膠的橡膠組合物、以及使用該橡膠組合物制備的輪胎。本專利技術(shù)提供一種通過(guò)如下步驟獲得的改性天然橡膠首先向選自于由固體天然橡膠、天 然膠乳、天然橡膠衍生物構(gòu)成的組中的至少一種天然橡膠原料中添加化合物，然后用微波輻 射天然橡膠原料與化合物的混合物以將化合物接枝聚合到或連接到天然橡膠原料上。此處，優(yōu)選接枝聚合或連接到天然橡膠原料上的化合物的含量為包含在天然橡膠原料中的固體橡膠組分的0.01質(zhì)量％ 50質(zhì)量％。此外，在本專利技術(shù)的改性天然橡膠中，該化合物可以具有極性基團(tuán)。 此外，本專利技術(shù)的改性天然橡膠可以是如下橡膠，其中自由基形成劑與該化合物一起添加 到天然橡膠原料中，以便通過(guò)微波輻射將化合物接枝聚合或連接到天然橡膠原料中。本專利技術(shù)還提供一種用于制備改性天然橡膠的方法，包括如下步驟首先向選自于由固體 天然橡膠、天然膠乳、以及天然橡膠衍生物構(gòu)成的組中的至少一種天然橡膠原料中添加化合 物；然后用微波輻射天然橡膠原料與化合物的混合物，以便將化合物接枝聚合到或連接到天 然橡膠原料上。此外，在根據(jù)本專利技術(shù)的用于制備改性天然橡膠的方法中，該化合物可以具有極性基團(tuán)。 此外，在根據(jù)本專利技術(shù)的用于制備改性天然橡膠的方法中，可以在微波輻射之前將自由基形成劑與化合物一起添加到天然橡膠原料中。本專利技術(shù)還提供了包括如下改性天然橡膠中的至少一種的橡膠組合物如上所述的任何一種改性天然橡膠；和通過(guò)如上所述的用于制備改性天然橡膠的方法所制備的任何一種改性天然橡膠。此外，本專利技術(shù)還提供包括使用如上所述的橡膠組合物形成的輪胎部件的輪胎。 根據(jù)本專利技術(shù)，可以提供一種通過(guò)改性天然橡膠獲得的能抑制天然橡膠的熱老化并能改進(jìn)橡膠制品比如輪胎的特性的改性天然橡膠、用于制備該改性天然橡膠的方法、含有該改性天然橡膠的橡膠組合物、以及使用該橡膠組合物制備的輪胎。通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的如下詳細(xì)說(shuō)明，使本專利技術(shù)的上述及其他目的、特點(diǎn)、狀況和優(yōu)點(diǎn)變得更加顯而易見。附圖說(shuō)明圖1所示為根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的輪胎的左邊上半部的剖面圖。具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中，相同的標(biāo)示數(shù)字表示 相同的或類似的部分。 <天然橡膠原料>本專利技術(shù)中使用的天然橡膠原料包括選自于由固體天然橡膠、天然膠乳、以及天然橡膠衍 生物構(gòu)成的組中的至少一種。至于該固體天然橡膠，可以使用傳統(tǒng)上已知的任何一種。該固體天然橡膠的例子包括市 場(chǎng)上可買到的橡膠塊(例如TSR-IO、 TSR-20、以及TSR-CV)和橡膠片(例如鈹紋煙膠(ribbed smoked sheet, RSS)和蒼縐膠(pale crepe))。至于該天然膠乳，可以使用傳統(tǒng)上己知的任何一種。該天然膠乳的例子包括從天然橡膠 樹中獲得的新鮮膠乳和經(jīng)氨處理的膠乳(例如高氨型天然膠乳)。至于該天然橡膠衍生物，可以使用傳統(tǒng)上已知的天然橡膠或天然膠乳。該天然橡膠衍生 物的例子包括環(huán)氧化天然橡膠、環(huán)氧化天然膠乳、以及氫化天然橡膠。<化合物>在本專利技術(shù)中，例如，含有極性基團(tuán)的化合物或不含極性基團(tuán)的化合物可以用作該化合物。 應(yīng)當(dāng)注意，在其中含有極性基團(tuán)的化合物用作該化合物的情況中，可以通過(guò)微波輻射將該化 合物接枝聚合或連接到天然橡膠原料上而無(wú)需添加自由基形成劑(這將在下文中進(jìn)行說(shuō)明)。 另一方面，在其中不含極性基團(tuán)的化合物用作化合物的情況中，通過(guò)自由基形成劑的添加， 可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)微波輻射將該化合物接枝聚合或連接到天然橡膠原料上。至于含有極性基團(tuán)的化合物，可以使用傳統(tǒng)上已知的任何一種。該含有極性基團(tuán)的化合 物的例子包括2-氨基乙硫醇、半胱氨酸、組氨酸、咪唑、嘌呤、丙烯酰胺、4-乙烯基苯胺、 甲基丙酸烯、丙烯酸、(無(wú)水的)馬來(lái)酸、(無(wú)水的)衣康酸、醋酸乙烯酯、2-巰基乙醇、 以及3-巰基-l-丙醇。這些化合物可以單獨(dú)地或者兩種以上組合使用。至于不含極性基團(tuán)的化合物，可以使用傳統(tǒng)上已知的任何一種。該不含極性基團(tuán)的化合 物的例子包括苯乙烯、取代的苯乙烯、丁二烯、乙烯基硅垸、乙烯基環(huán)丙烷、以及其衍生物。 這些化合物可以單獨(dú)地或者兩種以上組合使用。極性基團(tuán)的例子包括氨基、亞氨基、銨基、亞胺基、酰胺基、偶氮基、羥基、羰基、羧 基、環(huán)氧基、硫化物基、二硫基、以及硫代羰基。優(yōu)選將如下含量的該化合物添加到天然橡膠原料中接枝聚合或連接到天然橡膠原料上 的化合物為包含在天然橡膠原料中的固體橡膠組分的0.01質(zhì)量％~50質(zhì)量％。如果接枝聚 合或連接到天然橡膠原料上的化合物的含量低于包含在天然橡膠原料中的固體橡膠組分的0.01質(zhì)量％，那么最終獲得的橡膠制品比如輪胎的特性趨于未得到充分提高。另一方面，如果接枝聚合或連接到天然橡膠原料上的化合物的含量超過(guò)包含在天然橡膠原料中的固體橡膠組分的50質(zhì)量％，那么有喪失天然橡膠固有特性之虞。 <微波>在本專利技術(shù)中，在將化合物添加到天然橡膠原料之后，進(jìn)行微波輻射。至于微波，例如， 可以使用具有l(wèi)cm lm波長(zhǎng)(頻率約300 MHz 30 GHz)的電磁波。例如，該微波輻射 可以使用傳統(tǒng)上已知的微波發(fā)生器進(jìn)行。迄今為止，微波的使用局限本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種改性天然橡膠，通過(guò)如下步驟獲得：向選自于由固體天然橡膠、天然膠乳、以及天然橡膠衍生物構(gòu)成的組中的至少一種天然橡膠原料中添加化合物，然后用微波輻射所述天然橡膠原料與所述化合物的混合物以便將所述化合物接枝聚合到或連接到所述天然橡膠原料上。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：市川直哉，服部高幸，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]