Шина
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к конструкции боковины автомобильной пневматической шины. Гребни шины, создающие турбулентный поток, проходят от внутренней стороны окружности до внешней стороны окружности, сформированы с промежутками в направлении окружности шины на поверхности боковины шины. У указанного гребня, создающего турбулентный поток, имеется краевой участок, представленный на поперечном сечении в радиальном направлении. Угол передней стенки, который образован между гребнями, создающими турбулентный поток, на которые набегает поток воздуха, и поверхностью шины, составляет 70-110°. В качестве усиливающего боковину каучука в структуре указанной боковины используется резиновая смесь, полученная компаундированном 100 частей масс каучуковых компонентов, содержащих 10% масс. или более модифицированного полимера на основе сопряженного диена, который получен проведением реакции модификации между концевой группой полимера сопряженного диена и алкоксисилановым соединением с первичной аминогруппой или предшественником, способным давать первичную аминогруппу при гидролизе. Технический результат - повышение долговечности шины, а также повышение длительности пробега на шине в спущенном состоянии и сопротивления качению во время нормального движения шины. 23 з.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к шине, в частности шине, которая способна к снижению температуры боковины шины, с усиливающим слоем боковины, который легко повреждается, и которая обладает превосходной способностью шины выполнять свои функции в спущенном состоянии.
Уровень техники
Увеличение температуры пневматической шины не является предпочтительным с точки зрения долговечности, потому что увеличение температуры ускоряет изменения во времени, такие как изменение физических свойств материала, или отвечает за, например, разрушение протектора во время высокоскоростного движения. В частности, снижение температуры шины для улучшения долговечности было большой проблемой для радиальной шины для бездорожья (ORR), которая предназначена для использования с большой нагрузкой, радиальной (TBR) шины грузовика/автобуса, или шины, способной к пробегу в спущенном состоянии (так называемой «самонесущей» или «беспрокольной шины» (Run-flat)), при езде при проколе (во время движения с внутренним давлением 0 кПа). Например, при езде на шине, способной к пробегу в спущенном состоянии, с серповидным усиливающим каучуком, при движении при проколе деформация шины в радиальном направлении концентрируется на усиливающем каучуке, и температура части, на которой концентрируется деформация, достигает чрезвычайно высокого значения, что значительно влияет на ее долговечность.
В качестве средства снижения температуры пневматической шины раскрыта технология, включающая предложение усиливающего элемента для снижения и подавления деформации каждого составляющего элемента (в частности, например, слой каркаса, размещенный в боковине или борте) пневматической шины для максимального предотвращения повышения температуры из-за деформации шины (см., например, патентную литературу 1).
Однако в вышеуказанной обычной пневматической шине создание усиливающего элемента может привести к появлению непредусмотренного нового недостатка, такого как увеличение веса шины или отделение усиливающего элемента. В результате возникает следующая проблема. Характеристики при обычном движении, такие как устойчивость при маневрировании или комфортность езды, ухудшаются. В частности, при езде на шине, способной к пробегу в спущенном состоянии, возникают следующие проблемы. Вертикальная эластичность (эластичность в вертикальном направлении шины) во время движения с нормальным внутренним давлением увеличивается, что ухудшает характеристики при обычном движении. Соответственно требуется подход, который не ухудшает характеристики при обычном движении.
Размещение большого количества гребней на защитном ободе спущенной пневматической шины, снабженной защитным ободом, было известно как другое средство снижения температуры пневматической шины. Технология ускорения теплоизлучения вышеуказанной пневматической шины включает увеличение площади поверхности шины для ускорения теплоизлучения. Однако просто увеличение площади поверхности шины не может привести к эффективному теплоизлучению потому, что на внешней стороне пневматической шины размещен каучуковый материал с низкой теплопроводностью.
В другом варианте было предложено использование различных резиновых смесей, каждая из которых содержала модифицированный сополимер сопряженный диен - ароматический винил, присадку для улучшения термостойкости и т.п. в усиливающем слое боковины и бортовом наполнителе (см. патентную литературу 2).
Кроме того, было предложено использование резиновой смеси, содержащей определенный полимер на основе сопряженного диена и смолу на основе фенола в усиливающем слое боковины и бортовом наполнителе (см. патентную литературу 3). Каждый из этих литературных источников направлен на увеличение модуля упругости резиновой смеси, используемой в усиливающем слое боковины и бортовом наполнителе и подавление снижения модуля упругости при высоких температурах. Хотя существенное улучшение долговечности при пробеге на шине, способной к пробегу в спущенном состоянии, достигается любым указанным литературным источником, сопротивление качению при нормальном движении значительно ухудшается.
В этой связи ранее было разработано большое количество технологий, относящихся к модифицированному каучуку для резиновой смеси, используя диоксид кремния или технический углерод в качестве наполнителя, чтобы было возможно получить резиновую смесь с низким тепловыделением. Среди них был предложен в качестве эффективного способа, в частности, способ, включающий модифицирование полимера на основе диена с активными для полимеризации концевыми группами, который получается анионной полимеризацией с литиевым соединением, с производным алкоксисилана, содержащим функциональную группу, которая взаимодействует с наполнителем (см., например, патентную литературу 4 или 5).
Кроме того, был раскрыт следующий способ изготовления модифицированного полимера (см. патентную литературу 6). Проводят такую реакцию модификации, в которой гидрокарбилоксисилановое соединение приводят во взаимодействие с металлоорганическим активным центром полимера с активным центром в его молекуле, и вещество, ускоряющее конденсацию, добавляют к реакционной системе во время и/или после завершения реакции. Резиновая смесь с использованием модифицированного полимера, приготовленная вышеуказанным способом, показывает существенное улучшение эффекта низкого уровня потерь с наполнителем на основе диоксида кремния. Однако нельзя сказать, что композиция проявляет достаточный эффект низкого уровня потерь с наполнителем в виде технического углерода.
Поэтому существует потребность в резиновой смеси, способной к одновременному улучшению долговечности во время пробега со спущенной шиной и сопротивления качению во время нормального движения, подходящей для усиливающего слоя боковины или бортового наполнителя и с превосходным низким тепловыделением.
Список цитируемой литературы
Патентная литература [Патентная литература 1] JP 2006-76431 А
[Патентная литература 2] WO 02/02356
[Патентная литература 3] JP 2004-74960 A
[Патентная литература 4] JP 06-53763 В
[Патентная литература 5] JP 06-57767 В
[Патентная литература 6] WO 03/087171
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Исходя из вышесказанного настоящее изобретение выполнено для решения вышеуказанных проблем и целью настоящего изобретения является создание такой шины, долговечность которой может быть улучшена так, что может быть достигнуто снижение температуры боковины шины эффективным теплоизлучением и долговечность при пробеге со спущенной шиной и сопротивление качению при нормальном движении могут быть одновременно улучшены за счет используемой резиновой смеси.
Решение проблемы
Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования для достижения цели и в результате установили, что цель настоящего изобретения достигается: созданием на поверхности боковины шины определенных гребней, создающих турбулентный поток, которые проходят от внутренней стороны окружности до внешней стороны окружности, с промежутками в кольцевом направлении шины; и использованием в шине резиновой смеси, содержащей модифицированный полимер на основе сопряженного диена, который превосходно взаимодействует с техническим углеродом, имеющим определенную удельную площадь поверхности, определенную по адсорбции азота, причем указанная смесь получена модификацией концевых групп полимера на основе сопряженного диена, полученного полимеризацией в органическом растворителе, определенным модификатором. Настоящее изобретение было сделано на основе такого исследования.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает пневматическую шину, включающую гребни, создающие турбулентный поток, проходящие от внутренней стороны окружности до внешней стороны окружности, находящиеся на поверхности боковины шины с промежутками в направлении окружности шины, причем каждый гребень, создающий турбулентный поток, имеет краевой участок в проекции поперечного сечения в радиальном направлении, и поверхность их передних стенок, на которые попадает поток воздуха, каждая передняя стенка образует угол 70-110° относительно поверхности шины; и резиновую смесь, полученную компаундированием 100 частей масс. каучуковых компонентов, содержащих 10% масс. или более модифицированного полимера на основе сопряженного диена, который получен введением первичной аминогруппы или предшественника, способного давать первичную аминогруппу при гидролизе, в концевую группу полимера на основе сопряженного диена реакцией модификации между концевой группой и алкоксисилановым соединением с первичной аминогруппой или предшественником, способным давать первичную аминогруппу при гидролизе, и добавлением вещества ускоряющего конденсацию в реакционную систему модификации во время и/или после завершения реакции модификации, с 10-100 частями масс. технического углерода с удельной площадью поверхности, определенной адсорбцией азота, 20-90 м2/г, использованную в усиливающем боковину каучуке, входящем в структуру боковины шины.
Положительные эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению могут быть достигнуты следующие эффекты:
(1) осуществляется эффективное теплоизлучение созданием на боковой поверхности гребней, создающих турбулентный поток, и в результате надежно достигается снижение температуры боковины шины и улучшение долговечности;
(2) также может быть создана такая шина, в которой подавляется тепловыделение усиливающим слоем боковины при использовании резиновой смеси с низким сопротивлением качения в усиливающим боковину каучуке, температура шины может быть дополнительно снижена комбинацией использования вышеуказанных гребней, создающих турбулентный поток, и долговечность во время пробега со спущенной шиной и низкое сопротивление качению при нормальном движении могут быть улучшены одновременно.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является частичным разрезом шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, согласно осуществлению настоящего изобретения.
Фиг.2 является поперечным сечением основной части шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, согласно осуществлению настоящего изобретения.
Фиг.3 является частичным видом сбоку шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, согласно осуществлению настоящего изобретения.
Фиг.4 является перспективным видом, представляющим режим, в котором турбулентный поток создается гребнем, создающим турбулентный поток.
Фиг.5 является видом сбоку, представляющим режим, в котором турбулентный поток создается гребнем, создающим турбулентный поток.
Фиг.6 является видом сбоку, детально иллюстрирующим турбулентный поток.
Фиг.7 является сечением гребня, создающего турбулентный поток, согласно первому модифицированному примеру.
Фиг.8 является сечением гребня, создающего турбулентный поток, согласно второму модифицированному примеру.
Фиг.9 является сечением гребня, создающего турбулентный поток, согласно третьему модифицированному примеру.
Фиг.10 является сечением гребня, создающего турбулентный поток, согласно четвертому модифицированному примеру.
Фиг.11 является графиком, представляющим показатель улучшения коэффициента теплопередачи относительно h/R1/2, когда p/h равняется 12.
Осуществление изобретения
Далее осуществление настоящего изобретения описывается со ссылками на фигуры. Фиг.1-6 каждая иллюстрирует осуществление настоящего изобретения. Фиг.1 является частичным разрезом шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, фиг.2 является поперечным сечением основной части шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, фиг.3 является частичным видом сбоку шины, способной к пробегу в спущенном состоянии, фиг.4 является проекцией, представляющей режим, в котором турбулентный поток создается гребнем, создающим турбулентный поток, фиг.5 является видом сбоку, представляющим режим, в котором турбулентный поток создается гребнем, создающим турбулентный поток и фиг.6 является видом сбоку, детально представляющим турбулентный поток.
(Схема конструкции шины работоспособной в спущенном состоянии (run-flat))
Как показано на фиг.1 и 2, шина 1 работоспособная в спущенном состоянии включает протектор 2, который контактирует с дорожной поверхностью, боковину 3 на каждой из обеих сторон шины, и борт 4, расположенный вдоль края каждой из боковин 3 шины.
Борт 4 шины включает сердечник 6А борта шины и бортовой наполнитель 6В, выполненные так, чтобы проходить вдоль края основания борта боковины 3. Бортовую проволоку или подобное, в частности, используют в качестве сердечника 6А борта.
Установленные с внутренней стороны протектора 2 пара боковин 3, и пара бортов 4 представляют собой слой 7 каркаса, служащий основой шины. Усиливающий боковину слой 8 для усиления боковины 3 расположен внутри (по ширине шины) слоя 7 каркаса, размещенного в боковине 3 шины. Усиливающий боковину слой 8 серповидной формы сформирован из резиновой смеси по ширине шины. Шина настоящего изобретения может вызывать любые эффекты, как описано выше, при использовании в усиливающем боковину слое 8 резиновой смеси настоящего изобретения, содержащей модифицированный полимер на основе сопряженного диена, который превосходно взаимодействует с техническим углеродом и имеет низкое сопротивление качению.
С внутренней стороны протектора 2 и снаружи слоя 7 каркаса в радиальном направлении шины расположены несколько слоев брекера (усиливающие слои стального брекера 9А и 9В и в направлении окружности усиливающий слой 9С). Внешняя поверхность 3а поверхности каждой боковины 3 шины снабжена гребнями 10, создающими турбулентный поток, которые проходят от внутренней стороны окружности до внешней стороны окружности через равные интервалы в направлении окружности шины.
Следует отметить, что строение каждого гребня, создающего турбулентный поток и т.п., подробно описано после дальнейшего описания модифицированного полимера на основе сопряженного диена.
(Модифицированный полимер на основе сопряженного диена)
Модифицированный полимер на основе сопряженного диена, компаундируемый в резиновую смесь, которая будет использована в усиливающем боковину слое 8 шины настоящего изобретения, обладает следующими характеристиками.
Полимер получают: введением первичной аминогруппы или предшественника, способного давать первичную аминогруппу при гидролизе, в концевую группу полимера на основе сопряженного диена реакцией модификации между концевой группой и алкоксисилановым соединением с первичной аминогруппой или предшественником, способным давать первичную аминогруппу при гидролизе; и добавлением вещества, ускоряющего конденсацию, к реакционной системе модификации во время и/или после завершения реакции модификации. Первичная аминогруппа получается, как описано далее. Предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе, вводят в состоянии до гидролиза (то есть защищенном состоянии) в концевую группу реакцией модификации и подвергают, например, обработке десольватации или обработке водой, включающей использование пара, например перегонку с паром после завершения реакции модификации, или целенаправленным гидролизом для создания первичной аминогруппы. Следует отметить, что, даже когда предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе, присутствует в модифицированном полимере на основе сопряженного диена негидролизованным, предшественник, способный давать первичную аминогруппу, может не быть гидролизованным на стадии перед перемешиванием модифицированного полимера на основе сопряженного диена по следующей причине. Защитная группа, которой первичная аминогруппа защищена во время перемешивания, удаляется так, что может быть получена первичная аминогруппа.
Хотя модифицированный полимер на основе сопряженного диена, модифицированный алкоксисилановым соединением, не содержащим первичных аминогрупп в значительной степени, взаимодействует с диоксидом кремния, полимер обладает низкими усиливающими свойствами на техническом углероде, потому что полимер в незначительной степени взаимодействует с ним. С другой стороны, модифицированный полимер на основе сопряженного диена, модифицированный алкоксисилановым соединением с первичной аминогруппой, обладает высокими усиливающими свойствами на техническом углероде, потому что первичная аминогруппа и технический углерод в значительно степени взаимодействуют друг с другом.
Кроме того, молекулы модифицированного полимера на основе сопряженного диена, модифицированного алкоксисилановым соединением, обычно реагируют друг с другом для увеличения молекулярной массы, что повышает вязкость невулканизированной резиновой смеси, что ухудшает ее эксплуатационные характеристики. Напротив, такой модифицированный полимер на основе сопряженного диена, модифицированный алкоксисилановым соединением с первичной аминогруппой согласно настоящему изобретению, к которому добавлено вещество для ускорения конденсации в реакционную систему во время и/или после завершения реакции модификации, и реакция конденсации осуществляется в присутствии пара или воды, не увеличивает вязкость невулканизированной резиновой смеси до ухудшения ее технологических характеристик, потому что предотвращено чрезмерное увеличение молекулярной массы модифицированного полимера на основе сопряженного диена.
Резиновая смесь согласно настоящему изобретению должна содержать 10% масс. или более модифицированного полимера на основе сопряженного диена на 100 частей масс. каучуковых компонентов. При содержании модифицированного полимера на основе сопряженного диена на 100 частей масс. каучуковых компонентов 10% масс. или более проявляются свойства низкого тепловыделения резиновой смеси и, следовательно, улучшены долговечность при пробеге на шине, способной к пробегу в спущенном состоянии, и сопротивление качению во время нормального движения. Для дополнительного улучшения низкого тепловыделения резиновой смеси содержание модифицированного полимера на основе сопряженного диена более предпочтительно составляет 52% масс. или более, особенно предпочтительно 55% масс. или более на 100 частей масс. каучуковых компонентов.
Полимер на основе сопряженного диена согласно настоящему изобретению получают полимеризацией одного сопряженного диенового соединения или сополимеризацией сопряженного диенового соединения и ароматического винильного соединения. Способ получения полимера особенно не ограничен и может быть использован любой из способа полимеризации в растворе, способа полимеризации в паровой фазе и способа полимеризации в массе. Из них особенно предпочтителен способ полимеризации в растворе. Кроме того, полимеризация может быть и периодической, и непрерывной. Из них желательной является периодическая, чтобы распределение молекулярной массы могло быть узким.
Кроме того, температура стеклования полимера на основе сопряженного диена предпочтительно составляет -30°С или менее.
Сопряженное диеновое соединение включает, например, 1,3-бутадиен, изопрен, 1,3-пентадиен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 2-фенил-1,3-бутадиен, 1,3-гексадиен и т.п. Они могут быть использованы отдельно или в комбинации двух или более их видов. Из них 1,3-бутадиен является особенно предпочтительным.
Кроме того, ароматическое винильное соединение, используемое при сополимеризации с сополимером сопряженного диена, включает, например, стирол, α-метилстирол, 1-винилнафталин, 3-винилтолуол, этилвинилбензол, дивинилбензол, 4-циклогексилстирол и 2,4,6-триметилстирол. Они могут быть использованы отдельно или в комбинации двух или более их видов. Из них особенно предпочтительным является стирол.
Далее описана реакционная система полимеризации. Чтобы ввести первичную аминогруппу или предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе реакцией между концевой группой живого полимера на основе сопряженного диена таким образом, что реакция полимеризации не закончена (которая далее может называться как "активная концевая группа"), и модификатором, используемый полимер, предпочтительно таков, что, по меньшей мере, 10% его полимерной цепи обладают живыми свойствами или псевдоживыми свойствами. Реакция полимеризации с такими живыми свойствами является, например, реакцией, в которой одно сопряженное диеновое соединение или сопряженное диеновое соединение и ароматическое винильное соединение подвергают анионной полимеризации в органическом растворителе с соединением щелочного металла в качестве инициатора, или реакцией, в которой одно сопряженное диеновое соединение, или сопряженное диеновое соединение и ароматическое винильное соединение подвергают координационной анионной полимеризации с катализатором, содержащим соединение редкоземельного элемента подгруппы лантана.
Литиевое соединение предпочтительно используют в качестве соединения щелочного металла, применяемого в качестве инициатора анионной полимеризации, описанной выше. Отсутствуют определенные ограничения на литиевое соединение и предпочтительно используются гидрокарбиллитиевые и амидные литиевые соединения. При использовании гидрокарбиллития получается полимер на основе сопряженного диена с гидрокарбильной группой в инициирующей полимеризацию концевой группе и активным участком полимеризации в другой концевой группе. Кроме того, при использовании амидного литиевого соединения получается полимер на основе сопряженного диена с азотсодержащей группой в инициирующей полимеризацию концевой группе и активным участком полимеризации в другой концевой группе.
Гидрокарбилитий предпочтительно является соединением с гидрокарбильной группой с 2-20 атомами углерода. Его примеры включают этиллитий, n-пропиллитий, изопропиллитий, n-бутиллитий, втор-бутиллитий, трет-октиллитий, n-дециллитий, фениллитий, 2-нафтиллитий, 2-бутилфениллитий, 4-фенилбутиллитий, циклогексиллитий, циклопентиллитий и продукт реакции диизопропилбензола с бутиллитием. Из них особенно подходящим является n-бутиллитий.
С другой стороны, амидные соединения лития включают, например, литий гексаметиленимид, литий пирролидид, литий пиперидид, литий гептаметиленимид, литий додекаметиленимид, литий диметиламид, литий диэтиламид, литий дипропиламид, литий дибутиламид, литий дигексиламид, литий дигептиламид, литий диоктиламид, литий ди-2-этилгексиламид, литий дидециламид, литий-N-метилпиперазид, литий этилпропиламид, литий этилбутиламид, литий метилбутиламид, литий этилбензиламид, литий метилфенэтиламид, N-литиоморфолин, N-метил-N'-литиогомопиперазин, N-этил-N'-литиогомопиперазин и N-бутил-N'-литиогомопиперазин. Из них предпочтительными являются циклические литиевые амиды, такие как литий гексаметиленимид, литий пирролидид, литий пиперидид, литий гептаметиленимид, и литий додекаметиленимид, и литий гексаметиленимид и литий пирролидид являются особенно предпочтительными.
В предпочтительном осуществлении амидное литиевое соединение получают заранее в присутствии такого растворителя (SOL), как раскрыт в JP 06-206920 А, или в отсутствие любого растворителя, как раскрыто в JP 06-199922 А, и затем соединение может быть использовано как инициатор полимеризации. Альтернативно, как раскрыто в JP 06-199921 А, амидное литиевое соединение получают в системе полимеризации (на месте) без предварительной подготовки, и соединение может быть использовано как инициатор полимеризации. Кроме того, количество используемого инициатора полимеризации предпочтительно выбрано в диапазоне 0,2-20 ммоль на 100 г мономера.
Отсутствуют определенные ограничения на способ получения полимера на основе сопряженного диена анионной полимеризацией с использованием литиевого соединения, служащего инициатором полимеризации, и могут быть использованы любые обычные известные способы. В частности, в органическом растворителе, инертном в реакции, например растворителе на основе углеводорода, включая алифатические, ацикличные и ароматические углеводородные соединения, сопряженное диеновое соединение или смесь сопряженного диенового соединения и ароматического винильного соединения подвергают анионной полимеризации в присутствии литиевого соединения, служащего инициатором полимеризации и рандомизатора, используемого при необходимости, получая таким образом искомый полимер на основе сопряженного диена с активной концевой группой.
Кроме того, в случае когда используют литиевое соединение как инициатор полимеризации, не только, полимер на основе сопряженного диена с активной концевой группой, но также и сополимер сопряженного диенового соединения с активной концевой группой и ароматического винильного соединения может быть получен с более высокой эффективностью, чем в случае, когда используется вышеописанный катализатор, содержащий редкоземельный элемент подгруппы лантана.
Растворитель на основе углеводорода предпочтительно является углеводородом с 3-8 атомами углерода. Его примеры включают пропан, n-бутан, изобутан, n-пентан, изопентан, n-гексан, циклогексан, пентан, 1-бутен, изобутен, транс-2-бутен, цис-2-бутен, 1-пентен, 2-пентен, 1-гексен, 2-гексен, бензол, толуол, ксилол, этилбензол, метилциклопентан и метилциклогексан. Они могут быть использованы отдельно или в комбинации их двух или более видов.
Кроме того, концентрация мономера в растворителе предпочтительно составляет 5-50% масс., более предпочтительно 10-30% масс. Следует отметить, что, когда сополимеризацию выполняют с сопряженным диеновым соединением и ароматическим винильным соединением, содержание ароматического винильного соединения в смеси загруженных мономеров находится предпочтительно в диапазоне около 55% масс. или менее.
Кроме того, рандомизатор, который может быть при необходимости использован, представляет собой соединение, которое способно регулировать микроструктуру полимера на основе сопряженного диена, например, увеличивая количество 1,2-связей бутадиена в сополимере стирол-бутадиен или 3,4-связей в изопреновом полимере, или регулировать распределение состава блоков мономера в сополимере сопряженное диеновое соединение - ароматическое винильное соединение, например, разупорядочивая блоки бутадиена и блоки стирола в сополимере стирол-бутадиен. Отсутствуют определенные ограничения на тип рандомизатора, и соответственно может быть использовано любое известное соединение, обычно применяемое как рандомизатор. Определенные примеры рандомизатора включают эфиры и третичные амины, такие как диметоксибензол, тетрагидрофуран, диметоксиэтан, дибутиловый эфир диэтиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, олигомеры оксоланилпропана [в частности, те, которые включают 2,2-бис(2-тетрагидрофурил)-пропан], триэтиламин, пиридин, N-метилморфолин, N,N,N',N'-тетраметилендиамин, и 1,2-пиперидиноэтан. Кроме того, также могут быть использованы соли калия, такие как t-амилат калия и t-бутоксид калия, и соли натрия, такие как t-амилат натрия.
Такие рандомизаторы могут быть использованы по одному или в виде комбинации из двух или более их видов. Используемое количество рандомизатора предпочтительно выбирают в диапазоне от 0,01 до 1000 моль-эквивалентов на моль литиевого соединения.
Температура реакции полимеризации предпочтительно выбрана в диапазоне 0-150°С, более предпочтительно 20-130°С. Реакция полимеризации может быть выполнена при заданном давлении, но обычно ее выполняют под таким давлением, чтобы мономер фактически был жидкой фазой. Таким образом, при необходимости может быть использовано более высокое давление, хотя в зависимости от полимеризуемых индивидуальных веществ и используемых растворителя полимеризации и температуры полимеризации. Такое давление может быть получено соответствующим способом, например созданием давления в реакторе при помощи газа, инертного в реакции полимеризации.
В настоящем изобретении модификатор, который будет описан далее, предпочтительно добавляют к полученному таким образом полимеру с активной концевой группой, в стехиометрическом количестве или количестве, превышающем количество относительно активной концевой группы полимера так, чтобы модификатор мог быть введен во взаимодействие с активной концевой группой, связанной с полимером.
Алкоксисилановое соединение, содержащее предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе, используется как модификатор для эффективного введения первичной аминогруппы в активную концевую группу.
Примеры такого соединения могут включать N,N-бис(триметилсилил)аминопропилметилдиметоксисилан, 1-триметилсилил-2,2-диметокси-1-аза-2-силациклопентан, N,N-бис(триметилсилил)аминопропилтриметоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминопропилтриэтоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминопропилметилдиэтоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминоэтилтриметоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминоэтилтриэтоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминоэтилметилдиметоксисилан, и N,N-бис(триметилсилил)аминоэтилметилдиэтоксисилан. Из них, N,N-бис(триметилсилил) аминопропилметилдиметоксисилан, N,N-бис(триметилсилил)аминопропилметилдиэтоксисилан или 1 -триметилсилил-2,2-диметокси-1-аза-2-силациклопентан являются предпочтительными.
Один вид таких модификаторов может быть использован отдельно, или два или более их видов могут быть использованы в комбинации. Кроме того, модификатор может быть продуктом частичной конденсации.
В вышеуказанном случае продуктом частичной конденсации является соединение, полученное превращением части (не полностью) SiOR в модификаторе в связь SiOSi конденсацией.
В реакции модификации с модификатором используемое количество модификатора предпочтительно составляет 0,5-200 ммоль/кг (полимера на основе сопряженного диена). Используемое количество более предпочтительно составляет 1-100 ммоль/кг (полимера на основе сопряженного диена), особенно предпочтительно 2-50 ммоль/кг (полимера на основе сопряженного диена). Единица величины количества "полимера на основе сопряженного диена" означает массу полимера, не содержащего добавки, такого как ингибитор старения, добавленный во время или после получения. Регулированием используемого количества модификатора, находящегося в пределах диапазона, может быть достигнута превосходная диспергируемость наполнителей и могут быть улучшены характеристики сопротивления разрушению и низкое тепловыделение после вулканизации.
Следует отметить, что отсутствуют определенные ограничения способа добавления модификатора, и одноразовое добавление, добавление по частям, непрерывное добавление или подобное может быть использовано. Из них предпочтительным является одноразовое добавление.
Кроме того, модификатор может быть связан с любой концевой группой, инициирующей полимеризацию, любой концевой группой, обрывающей цепь, или кроме них, основной цепью полимера и боковой цепью полимера. С точки зрения улучшения свойств низкого тепловыделения, предотвращения потерь энергии за счет концевой группы полимера модификатор предпочтительно вводят в концевую группу, инициирующую полимеризацию или концевую группу, обрывающую цепь.
В настоящем изобретении определенное вещество, ускоряющее конденсацию, предпочтительно используется для ускорения реакции конденсации, в которую включено алкоксисилановое соединение, имеющее предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе, который используется в качестве модификатора.
Соединение, содержащее третичную аминогруппу, или органическое соединение, содержащее один или более элементов, каждый принадлежащий любой из групп 3, 4, 5, 12, 13, 14 и 15 периодической таблицы (длиннопериодная форма), может быть использовано в качестве вещества, ускоряющего конденсацию. Кроме того, вещество, ускоряющее конденсацию предпочтительно является алкоксидом, карбоксилатом, триалкилсилоксаном или ацетилацетонатной комплексной солью, содержащей, по меньшей мере, один вид металла, выбранного из группы, состоящей из титана (Ti), циркония (Zr), висмута (Bi), алюминия (Al) и олова (Sn).
Вещество, ускоряющее конденсацию, используемое в вышеуказанном случае, может быть добавлено к реакционной системе до реакции модификации. Однако вещество предпочтительно добавляют к реакционной системе модификации во время и/или после завершения реакции модификации. Когда вещество добавлено до реакции модификации, в некоторых случаях вещество реагирует непосредственно с активной концевой группой, что не позволяет ввести гидрокарбилоксигруппу, имеющую предшественник, способный давать первичную аминогруппу при гидролизе, в активную концевую группу.
Время, в которое обычно добавляют вещество, ускоряющее конденсацию, составляет от 5 минут до 5 часов после инициирования реакции модификации, предпочтительно от 15 минут до 1 часа после инициирования реакции модификации.
Определенные примеры предпочтительно используемого вещества ускоряющего конденсацию, включают алкоксид, карбоксилат, и ацетилацетонатную комплексную соль титана (Ti).
Определенные примеры вещества, ускоряющего конденсацию, включают тетракис(2-этил-1,3-гександиолато)титан, тетракис(2-метил-1,3 -гександиолато)титан, тетракис(2-пропил-1,3-гександиолато)титан, тетракис(2-бутил-1,3-гександиолато)титан, тетракис(1,3-гександиолато)титан, тетракис(1,3-пентандиолато)титан, тетракис(2-метил-1,3-пентандиолато)титан, тетракис(2-этил-1,3-пентандиолато)титан, тетракис(2-пропил-1,3-пентандиолато)титан, тетракис (2-бутил-1,3-пентандиолато)титан, тетракис(1,3-гептандиолато)титан, тетракис(2-метил-1,3-гептандиолато)титан, тетракис(2-этил-1,3-гептандиолато)титан, тетракис(2-пропил-1,3-гептандиолато)титан, тетракис(2-бутил-1,3-гептандиолато)титан, тетракис(2-этилгексокси)титан, тетраметоксититан, тетраэтоксититан, тетра-n-пропоксититан, тетраизопропоксититан, тетра-n-бутоксититан, олигомер тетра-n-бутоксититана, тетраизобутоксититан, тетра-втор-бутоксититан, тетра-трет-бутоксититан, бис(олеато)бис(2-этилгексаноато) титан, титан дипропоксибис(триэтаноламинат), титан дибутоксибис(триэтаноламинат), титан трибутоксистерат, титантрипропоксистерат, титантрипропоксиацетилацетонат, титан дипропоксибис(ацетилацетонат), титан трипропокси(этилацетоацетат), титан пропоксиацетилацетонатбис(этилацетоацетат), титан трибутоксиацетилацетонат, титан дибутоксибис(ацетилацетонат), титан трибутоксиэтилацетоацетат, титан бутоксиацетилацетонатбис(этилацетоацетат), титан тетракис(ацетилацетонат), титан диацетилацетонатбис(этилацетоацетат), бис(2-этилгексаноато)оксид титана, бис(лаурато)оксид титана, бис(нафтеноато)оксид титана, бис(стеарато)оксид титана, бис(олеато)оксид титана, бис(линолато)оксид титана, тетракис(2-этилгексаноато)титан, тетракис(лаурато)титан, тетракис(нафтеноато)титан, тетракис(стеарато)титан, тетракис(олеато)титан, тетракис(линолато)титан, титан ди-n-бутоксид(бис-2,4-пентадионат), бис(стеарат)оксид титана, бис(тетраметилгептанионат)оксид титана, бис(пентадионат)оксид титана и титан тетра(лактат). Из них предпочтительньши являются тетракис(2-этил-1,3-гександиолато)титан, тетракис(2-этилгексокси)титан и титан ди-n-бутоксид(бис-2,4-пентадионат).
Кроме того, примеры вещества ускоряющего конденсацию включают трис(2-этилгексаноато)висмут, трис(лаурато)висмут, трис(нафтеноато)висмут, трис(стеарато)висмут, трис(олеато)висмут, трис(линолато)висмут, тетраэтоксицирконий, тетра-n-пропоксицирконий, тетра-изопропоксицирконий, тетра-n-бутоксицирконий, тетра-втор-бутоксицирконий, тетра-трет-бутоксицирконий, тетра(2-этилгексил)цирконий, цирконий трибутоксистерат, цирконий трибутоксиацетилацетонат, цирконий дибутоксибис(ацетилацетонат), цирконийтрибутоксиэтилацетоацетат, цирконий бутоксиацетилацетонатобис(этилацетоацетат), цирконий тетракис(ацетилацетонат), цирконий диацетилацетонатобис(этилацетоацетат), бис(2-этилгексаноато)оксид циркония, бис(лаурато)оксид циркония, бис(нафтеноато)оксид циркония, бис(стеарато)оксид циркония, бис(олеато)оксид циркония, бис(линолато)оксид циркония, тетракис(2-этилгексаноато)ци