无机填充材料用分散剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种无机填充材料用分散剂及其制备方法，该无机填充材料用分散剂可以使无机填充材料均匀分散在橡胶类或树脂类等的基材中，并由这样的基材得到机械强度或耐磨性等优异的模制品，更具体而言，可以调制低发热性、耐磨性和加工性优异的橡胶组合物，并可以由所述的橡胶组合物制造低燃料费性和驾驶稳定性优异的汽车用轮胎。作为无机填充材料用分散剂，使用在与橡胶类或树脂类具有亲和性的共轭二烯类聚合物中导入了与无机填充材料的相互作用优异的特定结构的改性共轭二烯类聚合物。
【专利说明】无机填充材料用分散剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机填充材料用分散剂及其制备方法，更详细而言，涉及可以将二氧化硅、碳黑、碳酸钙、碳酸镁等无机填充材料均匀分散在与其没有亲和性的橡胶类或树脂类等的基材中，并由所述基材得到机械强度或耐磨性等优异的模制品的无机填充材料用分散剂及其制备方法，进一步具体而言，涉及可以调制低发热性、耐磨性和加工性优异的橡胶组合物、并可以由所述的橡胶组合物制造低燃料费性和驾驶稳定性优异的轮胎的无机填充材料用分散剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在惰性有机溶剂中、在有机碱金属催化剂的存在下，将共轭二烯类化合物或芳族乙烯基化合物聚合得到的聚合物，被广泛用作合成橡胶或合成树脂。另外，为了改良这些合成橡胶或合成树脂的机械强度或耐磨性等，还广泛采用向其中混合二氧化硅或碳黑等无机填充材料的方法(例如参照专利文献I~4)。但是，难以使二氧化硅或碳黑等无机填充材料均匀分数于合成橡胶或合成树脂等的基材中，因此，一直以来，人们尝试着使无机填充材料均匀分散于如上所述的基材中的各种方法。其中，例如有下述方法等被提案:I)将共轭二烯类聚合物的末端用卤化烷氧基硅烷衍生物进行改性的方法(例如参照专利文献5) ；2)使共轭二烯类聚合物与氨基硅烷化合物反应来进行改性的方法(例如参照专利文献6) ；3)将共轭二烯类聚合物的末端用r_环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等进行改性的方法(例如参照专利文献7) ；4)向共轭二烯类聚合物中导入烷氧基硅烷结构的方法(例如参照专利文献8) ；5)使用提高反应性的硅烷偶联剂的方法(例如参照专利文献9)。但是，在上述现有的方法中，无法使二氧化硅或碳黑等无机填充材料充分地均匀分散在橡胶类或树脂类等的基材中，结果，存在着由这样的基材得到的模制品的机械强度或耐磨性等依然不充分的问题，更具体而言，这样的基材无法形成低发热性、耐磨性和加工性优异的橡胶组合物，因此，存在着还无法由所述的橡胶组合物制造低燃料费性和驾驶稳定性优异的模制品、例如汽车用轮胎的问题。`
[0003]现有技术文献 专利文献
专利文献1:日本特开平06-248116号公报；
专利文献2:日本特开平07-070369号公报；
专利文献3:日本特开平08-245838号公报；
专利文献4:日本特开平03-252431号公报；
专利文献5:日本特开昭62-227908号公报；
专利文献6:日本特开昭63-186748号公报；
专利文献7:日本特开平09-087426号公报；
专利文献8:日本特开2010-202769号公报；
专利文献9:日本特开平06-248116号公报。
【发明内容】
[0004]发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于:提供一种无机填充材料用分散剂及其制备方法，该无机填充材料用分散剂可以使二氧化硅或碳黑等无机填充材料均匀分散于橡胶类或树脂类等的基材中，使由这样的基材得到机械强度或耐磨性等优异的模制品，更具体而言，可以调制低发热性、耐磨性和加工性优异的橡胶组合物，以制造低燃料费性和驾驶稳定性优异的轮月台。
[0005]解决课题的方法
本发明人为了解决上述课题进行了研究，结果发现:作为无机填充材料用分散剂，向共轭二烯类聚合物中导入与无机填充材料的相互作用优异的特定结构而得到的物质正好适
入
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[0006]即，本发明涉及一种无机填充材料用分散剂，其特征在于:是一种使无机填充材料均匀分散于基材中的无机填充材料用分散剂，其由向共轭二烯类聚合物中导入选自下述化学式I所示的构成单元、下述化学式2所示的构成单元和下述化学式3所示的构成单元的一种或两种以上的构成单元而得到的改性共轭二烯类聚合物形成。
[0007][化学式I]
【权利要求】
1.无机填充材料用分散剂，其特征在于:是使无机填充材料均匀分散于基材中的无机填充材料用分散剂，该无机填充材料用分散剂由向共轭二烯类聚合物中导入选自下述化学式I所示的构成单元、下述化学式2所示的构成单元和下述化学式3所示的构成单元的一种或两种以上的构成单元而得到的改性共轭二烯类聚合物组成， [化学式I]
2.权利要求1所述的无机填充材料用分散剂，其中，改性共轭二烯类聚合物是向共轭二烯类聚合物中导入了化学式I所示的构成单元和化学式2所示的构成单元而得到的聚合物。
3.权利要求1或2所述的无机填充材料用分散剂，其中，R1~R3表示碳原子数为I~11的烃基。
4.权利要求1~3中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，R4~R9表示碳原子数为I~4的烃基。
5.权利要求1~4中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，X1~X3为Si。
6.权利要求1~5中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，共轭二烯类聚合物是将选自1，3- 丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯、1，4-戊二烯、环戊二烯、2，3- 二甲基-1,3-丁二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,3-环己二烯、1,4-环己二烯、1，3-庚二烯、1，6-庚二烯、2-甲基-1，3-庚二烯、3-甲基-1, 4-庚二烯、1，3，5-庚二烯、5-甲基-1，3，6-庚三烯、环庚三烯、1，7-辛二烯、1，3-辛二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、7，7-二甲基-2，5-辛二烯、1，2-环辛二烯、1，5-环辛二烯和1，3，5-环辛三烯的一种或两种以上的单体(共)聚合而得到的聚合物。
7.权利要求1~5中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，共轭二烯类聚合物是将选自1，3- 丁二烯、异戊二烯和2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯的一种或两种以上的单体(共)聚合而得到的聚合物。
8.权利要求1~7中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，共轭二烯类聚合物是分子中具有80摩尔％以上的1，2-键的构成单元的聚合物。
9.权利要求1~8中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，共轭二烯类聚合物是数均分子量为200~100000的聚合物。
10.权利要求1~8中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，共轭二烯类聚合物是数均分子量500~10000的聚合物。
11.权利要求1~10中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，改性共轭二烯类聚合物是数均分子量为300~200000的聚合物。
12.权利要求1~10中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，改性共轭二烯类聚合物是数均分子量为700~20000的聚合物。
13.权利要求1~12中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，基材为橡胶类。
14.权利要求13所述的无机填充材料用分散剂，其中，橡胶类为选自天然橡胶、合成异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-α -烯烃共聚合橡胶、乙烯-α -烯烃-二烯共聚合橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、卤化丁基橡胶和分子中具有卤化甲基的苯乙烯类化合物与异戊二烯的共聚物的一种或两种以上。
15.权利要求13和14所述的无机填充材料用分散剂，其中，每100质量份橡胶类，以I~40质量份的比例使用该无机填充材料用分散剂。
16.权利要求1~15中任一项所述的无机填充材料用分散剂，其中，无机填充材料为选自二氧化硅、碳黑、碳酸钙、碳酸镁和氧化铝的一种或两种以上。
17.权利要求1~15所述的无机填充材料用分散剂，其中，无机填充材料为选自二氧化硅和碳黑的材料。
18.权利要求1~17中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其特征在于:使分子中具有巯基的下述化学式4所示的化合物与共轭二烯类聚合物进行反应， [化学式4]
19.权利要求18所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使共轭二烯类聚合物与化学式4所示的化合物以共轭二烯类聚合物/化学式4所示的化合物=99/1~10/90的重量比的比例进行反应。
20.权利要求18所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使共轭二烯类聚合物与化学式4所示的化合物以共轭二烯类聚合物/化学式4所示的化合物=95/5~15/85的重量比的比例进行反应。
21.权利要求18~20中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，X4为Si。
22.权利要求18~21中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，R16表示碳原子数为I~11的烃基。`
23.权利要求18~22中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，R17和R18表示碳原子数为I~4的烃基。
24.权利要求18~23中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使化学式4所示的化合物与共轭二烯类聚合物在不存在催化剂的惰性气体环境下通过热进行反应。
25.权利要求24所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使化学式4所示的化合物与共轭二烯类聚合物在加压条件下进行反应。
26.权利要求18~25中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使化学式4所示的化合物与共轭二烯类聚合物反应,达到85%以上的反应率。
27.权利要求18~25中任一项所述的无机填充材料用分散剂的制备方法，其中，使化学式4所示的化合物与共轭二烯类聚合物反应,达到90%以上的反应率。
【文档编号】C08L21/00GK103562297SQ201280026337
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2011年6月1日
【发明者】大井勇治, 服部诚, 野田一平, 宫野晃, 松本浩成 申请人:竹本油脂株式会社