包含纤维素纳米纤维的组合物的制作方法

本公开的一个方式涉及包含纤维素纳米纤维的组合物等。

背景技术：

1、以往，在橡胶成型体中，要求机械强度、柔软性、耐磨耗性、加工性等各种特性高度平衡，例如，出于提高弹性模量、硬度、耐磨耗性等目的，通常进行使橡胶成型体中含有填料的操作。为了使这样的包含填料的橡胶成型体发挥出所期望的特性，重要的是使填料在橡胶中良好地分散。

2、例如，专利文献1中，以提高机械特性为目的，记载了一种轮胎用橡胶组合物，其特征在于，在包括改性二烯系橡胶的二烯系橡胶中混配氧化纤维素纳米纤维。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2019-147877号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、近年来，出于对环境问题的意识的提高，作为橡胶成型体中含有的填料，对于作为低比重且可再生的材料的纤维素的利用进行了各种探索。其中，纤维素纳米纤维与各种聚合物组合而构成聚合物成型体时，被赋予至该聚合物成型体的每单位用量的增强效果良好，因此作为聚合物成型体用的填料非常有前途。若能够将这样的纤维素纳米纤维用于橡胶成型体，则因其比重低且各种物性优异，由此能够提供可用于多种用途、从运输成本和废弃成本的方面出发也有利的橡胶成型体。但是，纤维素纳米纤维中，由于纤维素中的羟基的贡献，其实质上为亲水性，因此通常难以与作为疏水性高的材料的橡胶进行混合。专利文献1中记载了一种轮胎用橡胶组合物，其是使作为填料的氧化纤维素纳米纤维分散在包括改性二烯系橡胶的二烯系橡胶中而成的。但是，该技术是通过利用改性二烯系橡胶提高氧化纤维素纳米纤维相对于二烯系橡胶的亲和性而改善分散性的技术。尚未提供即使为不具有离子性基团的纤维素纳米纤维，纤维素纳米纤维也良好地分散在橡胶中而成的橡胶成型体。

3、本发明的一个方式的目的在于解决上述课题，提供纤维素纳米纤维良好地分散在橡胶中、能够形成弹性模量、耐磨耗性等优异的成型体的橡胶组合物。

4、用于解决课题的手段

5、本公开包括下述方式。

6、[1]一种橡胶组合物，其包含纤维素纳米纤维、作为液态橡胶的第1橡胶成分、以及表面活性剂。

7、[2]如上述方式1所述的橡胶组合物，其中，上述纤维素纳米纤维不具有离子性基团。

8、[3]如上述方式1或2所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶的数均分子量为1,000～80,000。

9、[4]如上述方式1～3中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶的数均分子量(mn)与重均分子量(mw)之比(mw/mn)为1.5～5。

10、[5]如上述方式1～4中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶在80℃的粘度为1,000,000mpa·s以下。

11、[6]如上述方式1～5中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶在25℃的粘度为1,000,000mpa·s以下。

12、[7]如上述方式1～6中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶在0℃的粘度为1,000,000mpa·s以下。

13、[8]如上述方式1～7中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述液态橡胶包含选自由二烯系橡胶、硅酮橡胶、聚氨酯橡胶和聚硫橡胶以及它们的氢化物组成的组中的1种以上。

14、[9]如上述方式1～8中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述纤维素纳米纤维的取代度为0。

15、[10]如上述方式1～9中任一项所述的橡胶组合物，其包含0.5质量％～10质量％的上述纤维素纳米纤维。

16、[11]如上述方式1～10中任一项所述的橡胶组合物，其中，相对于上述纤维素纳米纤维100质量份，包含10质量份～200质量份的上述表面活性剂。

17、[12]如上述方式1～11中任一项所述的橡胶组合物，其中，上述表面活性剂为非离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂。

18、[13]如上述方式12所述的橡胶组合物，其中，表面活性剂为非离子型表面活性剂。

19、[14]如上述方式13所述的橡胶组合物，其中，上述非离子型表面活性剂是具有选自由羟基、羧基、磺酸基和氨基组成的组中的亲水基团、以及烃基的化合物。

20、[15]如上述方式13或14所述的橡胶组合物，其中，上述非离子型表面活性剂选自由下述通式(1)所表示的化合物和下述通式(2)所表示的化合物组成的组中的1种以上，

21、r-(och2ch2)m-oh(1)

22、[式中，r表示碳原子数6～30的1价脂肪族基团，并且m是比r的碳原子数小的自然数]，

23、r1och2-(choh)4-ch2or2(2)

24、[式中，r1和r2各自独立地表示氢原子、碳原子数1～30的脂肪族基团、-cor3{式中，r3表示碳原子数1～30的脂肪族基团}、或者-(ch2ch2o)y-r4{式中，r4表示氢原子或碳原子数1～30的脂肪族基团，并且y为1～30的整数}]。

25、[16]如上述方式1～15中任一项所述的橡胶组合物，其中，至少上述纤维素纳米纤维的表面的一部分被上述第1橡胶成分覆盖。

26、[17]一种粉体，其由上述方式1～16中任一项所述的橡胶组合物构成。

27、[18]如上述方式17所述的粉体，其振实堆积密度为0.01g/cm3～0.30g/cm3。

28、[19]一种母料，其是上述方式17或18所述的粉体与第2橡胶成分的混炼物。

29、[20]一种母料的制造方法，其包括将上述方式17或18所述的粉体与第2橡胶成分进行混炼而得到母料的工序。

30、[21]一种橡胶复合体，其是上述方式17或18所述的粉体或上述方式19所述的母料与第3橡胶成分的混炼物。

31、[22]如上述方式21所述的橡胶复合体，其中，至少上述纤维素纳米纤维的表面的一部分被上述第1橡胶成分覆盖。

32、[23]一种橡胶复合体的制造方法，其包括通过下述操作得到橡胶复合体的工序：

33、将上述方式17或18所述的粉体与第3橡胶成分进行混炼；或者

34、利用上述方式20所述的方法形成母料，接着将上述母料与第3橡胶成分进行混炼。

35、[24]如上述方式23所述的方法，其中，在上述橡胶复合体中，至少上述纤维素纳米纤维的表面的一部分被上述第1橡胶成分覆盖。

36、[25]一种橡胶固化物，其是上述方式21或22所述的橡胶复合体的固化物。

37、[26]一种橡胶固化物的制造方法，其包括下述工序：

38、利用上述方式23或24所述的方法得到橡胶复合体的工序；以及

39、使上述橡胶复合体固化而得到橡胶固化物的工序。

40、[27]一种鞋大底，其包含上述方式25所述的橡胶固化物。

41、[28]一种轮胎，其包含上述方式25所述的橡胶固化物。

42、[29]一种防振橡胶，其包含上述方式25所述的橡胶固化物。

43、[30]一种传动带，其包含上述方式25所述的橡胶固化物。

44、发明的效果

45、根据本发明的一个方式，可提供纤维素纳米纤维良好地分散在橡胶中、能够形成弹性模量、耐磨耗性等优异的成型体的橡胶组合物。