橡胶组合物的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及橡胶组合物的制造方法，所述橡胶组合物可用作低发热性能及耐撕裂 性能优异的硫化橡胶的原料。
【背景技术】
[0002] 迄今，在橡胶业界已知，为了提高制造含有炭黑等填充材料的橡胶组合物时的加 工性和填充材料的分散性，使用橡胶湿法母炼胶。此为将填充材料与分散溶剂预先按一定 比例混合，利用机械力，使填充材料分散在分散溶剂中，将所得的含有填充材料的浆料溶液 及橡胶胶乳溶液W液相混合，然后添加酸等凝固剂使其凝固并回收干燥而得。使用橡胶湿 法母炼胶的情形与使用将填充材料与橡胶W固相混合而得的橡胶干法母炼胶的情形相比， 可W获得填充材料的分散性优异、加工性或强化性等橡胶物性优异的橡胶组合物。通过W 此种橡胶组合物作为原料，可W制造例如滚动阻力降低、耐疲劳性优异的充气轮胎等橡胶 制品。
[0003] 然而，对用于橡胶用途的硫化橡胶而言，从提高耐久性的角度出发，耐撕裂性能等 的提高是必不可少的，因此，有必要提高作为强化性填充材料的炭黑与橡胶的相互作用，而 提高橡胶中炭黑的分散性。
[0004] 作为提高橡胶组合物中的强化性填充剂的分散性的技术，下述专利文献1中，记载 了在成为原料的橡胶组合物中配合酷阱化合物和强化性填充材料的技术。
[0005] 下述专利文献2中，记载了如下技术:一种制造含有橡胶成分、填充材料和橡胶制 剂的母炼胶的方法，其对由第一混炼机捏合的包含橡胶成分和填充材料的母炼胶使用第二 混炼机进一步混合橡胶制剂。
[0006] 下述专利文献3中，记载了如下技术:投入硫化剂前的橡胶混炼步骤中，相对于由 天然橡胶和二締系合成橡胶中的至少1种形成的橡胶成分100质量份，同时投入酷阱化合物 0.1~5质量份和锋白0.2~5质量份，且将最高溫度设为130~170°C而进行混炼。
[0007] 下述专利文献4中，记载了如下技术:相对于选自天然橡胶和二締系合成橡胶中的 至少一种橡胶100质量份，配合填充材料20-150质量份和酷阱化合物0.05-20质量份。
[000引现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:特开平7-57828号公报
[0011] 专利文献2:特开2010-65126号公报
[0012] 专利文献3:特开2001-172435号公报
[0013] 专利文献4:特开平4-136048号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的课题
[0015] 然而，本发明人潜屯、研究的结果表明，在上述现有技术中存在W下问题。具体而 言，上述专利文献I中所述的技术中，橡胶组合物的加工性有恶化的倾向，且强化性填充材 料的分散性的提高不够充分。另外，上述专利文献2中所述的技术中虽然存在配合酷阱化合 物的记载，但由于将抗老化剂和酷阱化合物同时投入，填充材料的分散性有恶化的倾向。此 夕h上述专利文献3和4中所述的技术中，由于配合特定的酷阱化合物存在技术上的意义，对 于根据其与抗老化剂的关系，在哪个阶段配合酷阱化合物也并未记载或提出建议。
[0016] 本发明鉴于上述实际情况而成，其目的在于提供一种能提高硫化橡胶的低发热性 能和耐撕裂性能的橡胶组合物的制造方法。此外，本发明设及使用橡胶组合物而得的充气 轮胎。
[0017] 解决课题的方法
[0018] 为解决上述课题，本发明具备W下构成。即，本发明设及橡胶组合物的制造方法， 其中使用密闭式混合机，将含有炭黑的橡胶湿法母炼胶、酷阱化合物、抗老化剂和硫混合、 分散，其特征在于，向所述密闭式混合机内投入所述酷阱化合物的时机，不是与所述抗老化 剂同时，而是与所述硫同时。
[0019] 上述橡胶组合物的制造方法中，将含有炭黑的橡胶湿法母炼胶在密闭式混合机内 混炼时，橡胶湿法母炼胶中的二締系橡胶生成聚合物自由基。在此阶段若存在酷阱化合物， 则酷阱化合物由于聚合物自由基的影响而与二締系橡胶反应，并进一步与炭黑反应。总而 言之，W酷阱化合物作为媒介，高效地生成二締系橡胶中的聚合物和炭黑之间的键，其结果 为炭黑的分散性非常良好，可提高所得的硫化橡胶的低发热性能。
[0020] 然而，在橡胶湿法母炼胶中的二締系橡胶中产生的聚合物自由基与酷阱化合物反 应时，若存在抗老化剂，则相对于在二締系橡胶中产生的聚合物自由基，酷阱化合物和抗老 化剂发生竞争性反应。因此，酷阱化合物和二締系橡胶反应不充分，二締系橡胶中的聚合物 和炭黑的键形成变得不充分。其结果为炭黑的分散性恶化，所得的硫化橡胶的低发热性能 没有提高。相对地，本发明中，为提高橡胶组合物中的炭黑的分散性，将向密闭式混合机内 投入酷阱化合物的时机设定为不是与抗老化剂同时，而是与硫同时。由此，本发明中，橡胶 组合物中的炭黑的分散性提高，硫化橡胶的低发热性能和耐撕裂性能提高。
[0021] 上述橡胶组合物的制造方法中，所述橡胶湿法母炼胶至少将所述炭黑、分散溶剂 及橡胶胶乳溶液用作原料，经由W下步骤而得:步骤(a)，至少将所述炭黑分散于所述分散 溶剂中W制造含有炭黑的浆料溶液;步骤(e)，将所述含有炭黑的浆料溶液和所述橡胶胶乳 溶液混合W制造含有炭黑的橡胶胶乳溶液；W及步骤（丫），将所述含有炭黑的橡胶胶乳溶 液进行凝固、干燥;其中所述步骤(a)优选为将所述炭黑分散于所述分散溶剂中时，通过添 加所述橡胶胶乳溶液的至少一部分，而制造含有附着有橡胶胶乳粒子的所述炭黑的浆料溶 液的步骤(a-(a))，所述步骤(0)优选为将含有附着有橡胶胶乳粒子的所述炭黑的浆料溶液 与剩余的所述橡胶胶乳溶液混合，W制造含有附着有橡胶胶乳粒子的所述炭黑的橡胶胶乳 溶液的步骤(e-(a))。
[0022] 根据上述制造方法，在将炭黑分散于分散溶剂中时，通过添加橡胶胶乳溶液的至 少一部分，而制造含有附着有橡胶胶乳粒子的炭黑的浆料溶液(步骤(cO-(a))。由此，在炭 黑的表面的一部分或全部上生成极薄的胶乳相，在步骤(e-(a))中与剩余的橡胶胶乳溶液 混合时，能防止炭黑的再凝集。其结果为，炭黑均一地分散，可制造炭黑随时间的分散稳定 性优异的橡胶湿法母炼胶。由于所述橡胶湿法母炼胶的炭黑均一地分散，且抑制随时间的 分散材料的再凝集，W含有该橡胶湿法母炼胶的橡胶组合物为原料而得的硫化橡胶的低发 热性能及耐撕裂性能显著提高。
[0023] 此外，上述制造方法与仅将炭黑分散于分散溶剂中而制造浆料溶液的情形相比， 浆料溶液中的炭黑的分散性优异，且能防止炭黑的再凝集，因此也能发挥浆料溶液的保存 稳定性上也优异的效果。
[0024] 上述橡胶组合物的制造方法中，优选具有如下步骤:步骤（I)，通过至少将所述橡 胶湿法母炼胶及所述抗老化剂进行混炼而混合后，将含有所述橡胶湿法母炼胶和所述抗老 化剂的混合物从所述密闭式混合机排出；步骤(II)，在所述密闭式混合机内，通过再次将所 述混合物进行混炼，使所述混合物中的所述炭黑的再凝集块破碎；W及步骤(III )，在所述 步骤(II)后，将所述酷阱化合物和所述硫向所述密闭式混合机内同时投入，通过将所述混 合物、所述酷阱化合物及所述硫进行混炼而混合。
[0025] 上述制造方法中，具有W下步骤(1):通过至少将橡胶湿法母炼胶和抗老化剂进行 混炼而混合后，将含有橡胶湿法母炼胶和抗老化剂的混合物从密闭式混合机排出。由于通 过步骤(1)，橡胶组合物中的炭黑的分散性提高，在后面实施的步骤(III)中，能使酷阱化合 物相对于炭黑表面全体均一地反应。此外，上述制造方法中，在橡胶组合物中混合酷阱化合 物时，为尽可能保持橡胶溫度较低，在步骤(1)中，将至少含有橡胶湿法母炼胶和抗老化剂 的混合物暂且从密闭式混合机排出。此时，排出的橡胶组合物随着冷却，橡胶组合物中的炭 黑有再凝集的倾向。因此，即使在运种炭黑的分散性差的运种状态下混合酷阱化合物，也无 法得到橡胶组合物中配合酷阱化合物产生的炭黑分散性提高的效果。
[0026] 另一方面，上述制造方法中，步骤（I)后，通过在密闭式混合机内再次混炼混合物， 使混合物中的炭黑的再凝集块破碎(步骤（II))，步骤（II)后，向密闭式混合机内投入酷阱 化合物和硫，通过将混合物和酷阱化合物进行混炼而混合(步骤(III))。由此，能在将橡胶 组合物中的炭黑的再凝集块破碎而提高分散性的状态下，使酷阱化合物和炭黑反应，因此 最终作为硫化橡胶时也可提高炭黑的分散性。其结果是，由上述制造方法得到的橡胶组合 物的硫化橡胶中，炭黑的分散性提高，低发热性能及耐撕裂性能提高。此外，由于橡胶组合 物中的炭黑的分散性提高，因此可抑制橡胶组合物的粘度上升。结果是，使用具备上述构成 的制造方法，橡