Резиновая смесь и шина, изготовленная с её использованием

Резиновая смесь и шина, изготовленная с её использованием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к резиновой смеси и шине, изготовленной с ее использованием, более конкретно к резиновой смеси, которая улучшает диспергируемость диоксида кремния в резиновой смеси, и шине, изготовленной с использованием вышеуказанной резиновой смеси.

Известный уровень техники

В соответствии с социальными требованиями к энергосбережению в последние годы диоксид кремния очень часто компаундируют и используют в качестве наполнителя, что вызывает низкое тепловыделение резиновой смеси для шин с соответствующим сцеплением шины с мокрой дорожной поверхностью, с целью экономии расхода топлива автомобилей.

Используемый диоксид кремния, как правило, вызывает коагуляцию самих частиц за счет водородных связей силанольных групп, который является поверхностными функциональными группами и для улучшения диспергируемости диоксида кремния в резине время пластицирования необходимо увеличить. Кроме того, диоксид кремния имеет недостаток, заключающийся в том, что возрастает вязкость по Муни резиновой смеси из-за неудовлетворительной диспергируемости диоксида кремния в резине и в том, что ухудшается технологичность резиновой смеси, например, при экструзии. Кроме того, поскольку поверхность частиц диоксида кремния кислая, диоксид кремния адсорбирует основные вещества, используемые в качестве ускорителя вулканизации при вулканизации резиновой смеси, что препятствует проведению достаточной вулканизации, так что недостатком в этом случае является отсутствие улучшения модуля накопления упругой деформации. Соответственно, резиновые смеси с компаундированным диоксидом кремния до сих пор требуют улучшения технологичности и т.п.

До настоящего времени известен способ улучшения технологичности и т.п., резиновой смеси с диоксидом кремния, полученной с использованием эфиров глицерина и жирных кислот, например:

1) улучшены электростатические свойства резиновой смеси, которую получают смешиванием 100 мас.ч. каучука, содержащего 90 мас.ч. или более диенового каучука 30-120 мас.ч. наполнителя, содержащего 40 мас.% или более светлого наполнителя и 0,2-8 мас.ч. неионогенного поверхностно-активного вещества (см. например, патентный документ 1 и

2) резиновая смесь для протектора шины, содержащая по меньшей мере один полимер, выбранный из группы диеновых каучуков, и 5-100 мас.ч. тонкодисперсного порошка, неосажденной кремниевой кислоты, 0-80 мас.ч. газовой сажи и 5-80 мас.ч. по меньшей мере одного неароматического вещества снижающего вязкость, каждого относительно 100 мас.ч. каучука, содержащегося в резиновой смеси, в которой вышеописанное неароматическое вещество, снижающее вязкость, является по меньшей мере одним веществом, выбранным из группы, состоящей из моностеарата глицерина, моностеарата сорбитана, моноолеата сорбитана и триметилолпропана (2-этил-2-гидроксиметил-1,3-пропандиол) (см., например, патентный документ 2).

С другой стороны, известен способ улучшения диспергируемости диоксида кремния в каучуке, технологичности и т.п.резиновой смеси с диоксидом кремния, полученной с использованием соединений отличных от вышеописанных эфиров глицерина и жирных кислот, например:

3) (А) композицию получают смешиванием 15-85 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента, содержащего натуральный каучук и/или диеновый синтетический каучук и определенное соединение третичного амина, такое как диметилалкиламин и т.п., в количестве 1-15 мас.% относительно количества диоксида кремния, и пневматическую шину получают с использованием вышеуказанной композиции для протектора шины (см., например, патентный документ 3), и 4) резиновую смесь для протектора шины получают смешиванием 100 мас.ч. резиновой смеси, содержащей натуральный каучук и/или диеновый каучук со светлым наполнителем и по меньшей мере одним определенным моноалканоламидом, и шину получают с использованием вышеуказанной композиции (см., например, патентный документ 4).

В патентном документе 1 из патентных документов 1-4 описано, что моноэфир глицерина и жирной кислоты смешивают в одном из примеров, чтобы получить эффект предотвращения электризации, которая может быть вызвана смешиванием диоксида кремния, и который отличается от диоксида кремния по настоящему изобретению, но эффект снижения вязкости в нем не описан и не подразумевается. Также технология близкая к настоящему изобретению, раскрыта в вышеописанных патентных документах 2, и описано, что моноэфир глицерина и жирной кислоты смешивают, чтобы получить эффект снижения вязкости при смешивании диоксид кремния. Однако усадка (ухудшение обрабатываемости, вызванное усадкой), которая может быть вызвана за счет смешивания резиновой смеси, содержащей диоксид кремния, с моноэфиром глицерина и жирной кислоты, в нем не описана и не предполагается.

Кроме того, улучшены диспергируемость диоксида кремния в каучуке резиновой смеси, приготовленной в вышеописанных патентных документах 3 и 4, и тепловыдыеление до такой степени, которая сих пор не наблюдалась, но несколько снижена технологичность за счет усадки. Кроме того, в патентном документе 3 указана проблема, заключающаяся в том, что время подвулканизации является коротким, что вызывает пожелтение резины.

Документы известного уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: WO 95/31888 (формула изобретения, примеры и т.п.)

Патентный документ 2: JP-A Hei 9-118786 (формула изобретения, примеры и т.п.)

Патентный документ 3: WO 97/35461 (формула изобретения, примеры и т.п.)

Патентный документ 4: WO/2012/70626 (формула изобретения, примеры и т.п.)

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение проблем вышеописанных обычных технологий, и т.п., и его целью является создание резиновой смеси, которая улучшает диспергируемость диоксида кремния в резиновой смеси и повышает технологичность за счет снижения вязкости невулканизированной резины и которая подавляет пожелтение резины, усадку без снижения скорости вулканизации и улучшает термостойкость шины, изготовленной с использованием вышеуказанной резиновой смеси, а также способа снижения вязкости невулканизированной резины.

В свете проблем вышеописанных обычных технологий и т.п., интенсивные исследования повторяемые авторами настоящего изобретения привели к выводу, что резиновая композиция, которая соответствует указанной выше цели, шина, получаемая с использованием вышеуказанной резиновой смеси, и способ снижения вязкости невулканизированной резины получаются смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и определенным соединением и, таким образом, авторы настоящего изобретения завершили настоящее изобретение.

То есть настоящее изобретение заключается в следующих пунктах (1)-(19).

(1) Резиновую смесь получают смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, в которой смешиваемое количество композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента; жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; композиция эфира глицерина и жирной кислоты включает моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты; и содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 85 мас.% или менее.

(2) Резиновая смесь по (1), в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 35-85 мас.%

(3) Резиновая смесь по (1)-(2), в которой содержание диэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 10-65 мас.%

(4) Резиновая смесь по (1)-(3), в которой массовое отношение моноэфир глицерина и жирной кислоты/диэфир глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-10.

(5) Резиновая смесь по (1)-(4), в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-85% масс; и общее содержание диэфира глицерина и жирной кислоты и глицерина и триэфира глицерина и жирной кислоты составляет 15-50 мас.%

(6) Резиновая смесь по (1)-(5), в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-85 мас.% и содержание диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 15-50 мас.%

(7) Резиновая смесь по (1)-(4), в которой содержание триэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 10 мас.% или менее.

(8) Резиновая смесь по (1)-(7), в которой компаундируемое количество композиции эфира глицерина и жирной кислоты в смеси составляет 0,5-20 мас.ч. на 100 мас.ч. диоксида кремния.

(9) Резиновая смесь по (1)-(8), полученная смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, с последующим пластицированием и вулканизацией смеси.

(10) Резиновая смесь, полученная смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния, моноэфиром глицерина и жирной кислоты и диэфиром глицерина и жирной кислоты, причем жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; общее количество в смеси моноэфира глицерина и жирной кислоты и диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента; и массовое отношение в смеси моноэфир глицерина и жирной кислоты/диэфир глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-10.

(11) Резиновая смесь по (10), в которой смешивают 0,25-10 мас.ч. моноэфира глицерина и жирной кислоты на 100 мас.ч. каучукового компонента.

(12) Резиновая смесь по (10)-(11), в которой смешивают 0,25-10 мас.ч. диэфира глицерина и жирной кислоты на 100 мас.ч. каучукового компонента.

(13) Резиновая смесь по (10)-(12), полученная смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука, с диоксидом кремния, моноэфиром глицерина и жирной кислоты и диэфиром глицерина и жирной кислоты, с последующим пластицированием и вулканизацией смеси.

(14) Резиновая смесь по (1)-(13), в которой смешивают 5-200 мас.ч. диоксида кремния на 100 мас.ч. каучукового компонента.

(15) Резиновая смесь по (1)-(14), дополнительно смешанная с силановым связующим агентом.

(16) Способ приготовления резиновой смеси по (1)-(15), включающий стадию смешивания по меньшей мере одного компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и эфиром глицерина и жирной кислоты для получения смеси и последующего пластицирования и вулканизации смеси.

(17) Шина, изготовленная с использованием резиновой смеси по (1)-(15) для элемента шины.

(18) Способ снижения вязкости невулканизированной резины, приготовленной смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, в которой количество в смеси композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента; жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; композиция эфира глицерина и жирной кислоты содержит моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты; и содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 85 мас.% или менее.

(19) Способ снижения вязкости невулканизированной резины, приготовленной смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния, моноэфиром глицерина и жирной кислоты и диэфиром глицерина и жирной кислоты, в котором жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; общее количество в смеси моноэфира глицерина и жирной кислоты и диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента; и массовое соотношение моноэфир глицерина и жирной кислоты/диэфир глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-10.

В соответствии с настоящим изобретением, предложена резиновая смесь, которая улучшает диспергируемость диоксида кремния и повышает в технологичность за счет уменьшения вязкости невулканизированной резины и которая подавляет пожелтение резины, подавляет усадку без снижения скорости вулканизации и улучшает термостойкость, шина, изготовленная с использованием вышеуказанной резиновой смеси, и способ снижения вязкости невулканизированной резины.

Осуществление изобретения

Резиновая смесь в первом осуществлении в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что резиновую смесь готовят смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, в котором жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; вышеуказанная композиция включает моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты; и содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в вышеуказанной композиции составляет 85 мас.% или менее.

Резиновая композиция согласно второму осуществлению в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что резиновую смесь готовят смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния, эфиром глицерина и жирной кислоты и диэфиром глицерина и жирной кислоты, в которых жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; общее количество в смеси моноэфира глицерина и жирной кислоты и диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучукового компонента; и массовое отношение моноэфир глицерина и жирной кислоты/диэфир глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-10.

Осуществления настоящего изобретения будут описаны детально ниже и будут описаны элементы, общие для первого и второго осуществлений. Также в способе снижения вязкости невулканизированной резины в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительное осуществление такое же, что и в первом и втором осуществлениях.

Каучуковый компонент:

Каучуковый компонент, используемый для резиновой смеси по настоящему изобретению включает натуральный каучук и/или диеновый синтетический каучук. В связи с этим, натуральный каучук (NR) включает RSS, TSR#10, TSR#20 и т.п., которые обычно используются для шин, и в дополнение к ним, он включает натуральный каучук, содержащий стабилизатор вязкости, высокоочищенный натуральный каучук, обработанный ферментом натуральный каучук, обработанный омылением натуральный каучук и т.п. В качестве стабилизатора вязкости могут быть использованы, например, сульфат гидроксиламина, семикарбазид [(NH₂NHCONH)₂] или их соли, гидроксиламин, гидразидные соединения (например, гидразид пропионовой кислоты) и т.п. Высокоочищенный натуральный каучук является натуральным каучуком, полученным, например, обработкой латекса натурального каучука в центрифуге, чтобы удалить некаучуковые компоненты, такие как белок и т.п. Обработанный ферментом натуральный каучук является натуральным каучуком, полученным обработкой ферментами натурального каучука, такими как протеаза, липаза, фосфолипаза и т.п.

Обработанный омылением натуральный каучук является натуральным каучуком, полученным омылением натурального каучука щелочами (например, NaOH) и т.п. Диеновый синтетический каучук включает полиизопреновые каучуки (IR), полибутадиеновые каучуки (BR), стирол-бутадиен сополимерные каучуки (SBR), бутилкаучуки (HR), этилен-пропиленовые сополимеры и т.п. Вышеуказанные диеновые синтетические каучуки могут быть модифицированными полимерами или могут быть использованы смеси диеновых синтетических каучуков (немодифицированные полимеры) с модифицированными полимерами. Вышеуказанные каучуковые компоненты могут быть использованы по отдельности или в виде смеси двух или более их видов.

Диоксид кремния:

Диоксид кремния, который может быть использован для резиновой смеси по настоящему изобретению специально не ограничен, и могут быть использованы коммерческие продукты, используемые для резиновых смесей. Среди них могут быть использованы гидратированный силикагель (гидратированная кремниевая кислота), сухой диоксид кремния (безводная кремниевая кислота), коллоидный диоксид кремния и т.п., в частности предпочтительно используют гидратированный силикагель.

Особенно предпочтительным является диоксид кремния, имеющий удельную поверхность по БЭТ 50-300 м²/г и удельную поверхность СТАВ (удельная площадь поверхности по адсорбции бромида цетилтриметиламмония) 50-300 м²/г, и чем выше удельная поверхность по БЭТ и удельная поверхность СТАВ, тем больше снижается вязкость невулканизированной резины. В настоящем изобретении удельная поверхность по БЭТ измеряют по значению в одной точки методом БЭТ. Кроме того, удельная поверхность СТАВ (удельная площадь поверхности по адсорбции бромида цетилтриметиламмония) является величиной, измеренной в соответствии с ASTM D3765.

Количество указанного диоксида кремния в смеси предпочтительно составляет 5 мас.ч. или более, более предпочтительно 10 мас.ч. или более, более предпочтительно 20 мас.ч. или более и наиболее предпочтительно 60 мас.ч. или более на 100 мас.ч. вышеописанного каучукового компонента, с точки зрения эффекта снижения гистерезиса. С точки зрения повышения обрабатываемости, количество в смеси предпочтительно составляет 200 мас.ч. или менее, более предпочтительно 150 мас.ч. или менее и более предпочтительно 120 мас.ч. или менее, и оно находится в диапазоне предпочтительно 5-200 мас.ч., более предпочтительно 10-150 мас.ч., более предпочтительно 20-120 мас.ч. и более предпочтительно 60-120 мас.ч. В случае настоящего изобретения, эффекты настоящего изобретения могут быть достигнуты даже когда количество диоксида кремния в смеси составляет 60 мас.ч. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента.

Силановый связующий агент:

В настоящем изобретении, силановый связующий агент предпочтительно используют с точки зрения его армирующих свойств.

Силановый связующий агент, который может быть использован, специально не ограничен и включает, например, по меньшей мере один из бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфида, бис(3-триэтоксисилилпропил)трисульфида, бис(3-триэтоксисилилпропил)дисульфида, бис(2-триэтоксисилилэтил)тетрасульфида, бис(3-триметоксисилилпропил)тетрасульфида, бис(2-триметоксисилилэтил)тетрасульфида, 3-меркаптопропилтриметоксисилана, 3-меркаптопропилтриэтоксисилана, 2-меркаптоэтилтриметоксисилана, 2-меркаптоэтилтриэтоксисилана, 3-нитропропилтриметоксисилана, 3-нитропропилтриэтоксисилана, 3-хлорпропилтриметоксисилана, 3-хлорпропилтриэтоксисилана, 2-хлорэтилтриметоксисилана, 2-хлорэтилтриэтоксисилана, 3-триметоксисилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфида, 3-триэтоксисилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфида, 2-триэтоксисилилэтил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфида, 3-триметоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфида, 3-триэтоксисилилпропилбензотиазолтетрасульфида, 3-триэтоксисилилпропилметакрилатоносульфида, 3-триметоксисилилпропилметакрилатмоносульфида бис(3-диэтоксиметилсилилпропил)тетрасульфида, 3-меркаптопропилдиметоксиметилсилана, 3-нитропропилдиметоксиметилсилана, 3-хлорпропилдиметокисметилсилана, диметоксиметилсилилпропил-N,N-диметилтиокарбамоилтетрасульфида, диметоксиметилсилилпропилбензотиазолтетрасульфида и т.п.

Количество в смеси силанового связующего агента, хотя изменяется в соответствии с количеством в смеси диоксида кремния, предпочтительно составляет 1 часть масс. или более, более предпочтительно 4 части масс. или более на 100 мас.ч. диоксида кремния, с точки зрения армирующей способности, и, с другой стороны, с точки зрения сохранения свойств тепловыделения, предпочтительно 20 мас.ч. или менее, более предпочтительно 12 мас.ч. или менее. Количество в смеси силанового связующего агента предпочтительно составляет 1-20 мас.ч. на 100 мас.ч. диоксида кремния и более предпочтительно 4-12 мас.ч., с точки зрения свойств тепловыделения.

В настоящем изобретении газовые сажи могут быть использованы совместно в качестве армирующего наполнителя в дополнение к вышеописанному диоксиду кремния. Газовые сажи, которые могут быть использованы, специально не ограничены, и могут быть использованы марки, например, FEF, SRF, HAF, ISAF, SAF и т.п.

Количество в смеси указанной сажи специально не ограничено и предпочтительно составляет 0-60 мас.ч., более предпочтительно 10-50 мас.ч. на 100 мас.ч. вышеописанного каучукового компонента. Предпочтительно 60 мас.ч. или менее с точки зрения сохранения свойств тепловыделения.

Резиновая смесь первого осуществления:

Резиновая смесь по первому осуществлению настоящего изобретения характеризуется тем, что резиновую смесь получают смешиванием по меньшей мере одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, причем жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода; эфир глицерина и жирной кислоты содержит моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты; и содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты в вышеуказанной композиции составляет 85 мас.% или менее. Композиция эфира глицерина и жирной кислоты, используемая в первом осуществлении будет описана ниже.

Композиция эфира глицерина и жирной кислоты:

эфир глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты получают формированием по меньшей мере с одной из 3 ОН групп глицерина эфирной связи с жирной кислотой (имеющей 8-28 атомов углерода), и относится к моноэфиру глицерина и жирной кислоты, диэфир глицерина и жирной кислоты и триэфир глицерина и жирной кислоты соответствуют числу жирных кислот, связанных с глицерином. Композиция эфира глицерина и жирной кислоты, используемая в настоящем изобретении, содержит моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты, и в дополнение к этому, она может содержать триэфир глицерина и жирной кислоты и глицерин.

В настоящем изобретении жирная кислота в композиции эфира глицерина и жирной кислоты имеет 8 или более атомов углерода, предпочтительно 10 или более атомов углерода, более предпочтительно 12 или более атомов углерода и более предпочтительно 16 или более атомов углерода, с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины, и она имеет 28 или менее атомов углерода, предпочтительно 22 или менее атомов углерода, и более предпочтительно 18 или менее атомов углерода, с точки зрения повышения термостойкости. Жирная кислота в композиции эфира глицерина и жирной кислоты является жирной кислоты, имеющей 8-28 атомов углерода, предпочтительно 8-22 атомов углерода, более предпочтительно 10-18 атомов углерода и более предпочтительно 12-18 атомов углерода с точки зрения улучшения технологичности снижением вязкости невулканизированной резины, подавлением усадки и повышением термостойкости. Также жирная кислота может быть любой из насыщенных, ненасыщенных, линейных и разветвленных, и линейные насыщенные жирные кислоты являются особенно предпочтительными. Конкретные примеры жирной кислоты включают каприновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, изостеариновую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту и т.п. Предпочтительными являются лауриновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота являются особенно предпочтительными.

Жирные кислоты, имеющие менее 8 атомов углерода, имеют низкое сродство к полимерам и вызывают выпотевание резины. С другой стороны, жирные кислоты, имеющие 28 или более атомов углерода не отличаются от жирных кислот, имеющих 28 или менее атомов углерода по улучшению обрабатываемости и повышают стоимость, и, следовательно, они не являются предпочтительными.

В композиции эфира глицерина и жирной кислоты, используемой в настоящем изобретении, жирная кислота имеет 8-28 атомов углерода, и эфир глицерина и жирной кислоты содержит моноэфир глицерина и жирной кислоты и диэфир глицерина и жирной кислоты. В композиции содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет 85 мас.% или менее. Введение в смесь композиции эфира глицерина и жирной кислоты позволяет подавить усадку и пожелтение резины, повысить технологичность за счет уменьшения вязкости невулканизированной резины смешанной с диоксидом кремния без снижения скорости вулканизации и достижения высокой степени различных характеристик, таких как термостойкость.

В настоящем изобретении композиция эфира глицерина и жирной кислоты, в которой содержание моноэфира превышает 85 мас.% вызывает большую усадку и осложняет обрабатываемость. Кроме того, при этом в значительной степени снижается термостойкость вулканизированной резины.

Соответственно, содержание моноэфира в композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 35 мас.% или более, более предпочтительно 40 мас.% или более, более предпочтительно 45 мас.% или более и более предпочтительно 50 мас.% или более с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины и с точки зрения контроля подвулканизации, подавления усадки и повышения термостойкости составляет 85 мас.% или менее, предпочтительно 80 мас.% или менее, более предпочтительно 75 мас.% или менее, предпочтительно 35-85 мас.%, более предпочтительно 40-85 мас.%, более предпочтительно 45-85 мас.%, более предпочтительно 50-85 мас.%, более предпочтительно 50-80 мас.% и более предпочтительно 50-75 мас.%

Содержание диэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 10 мас.% или более, более предпочтительно 15 мас.% или более и более предпочтительно 20 мас.% или более, с точки зрения подавления усадки, контроля подвулканизации и улучшения термостойкости и с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины предпочтительно составляет 65 мас.% или менее, более предпочтительно 55 мас.% или менее, более предпочтительно 50 мас.% или менее, предпочтительно 10-65 мас.%, более предпочтительно 15-55 мас.%, более предпочтительно 15-50 мас.% и более предпочтительно 20-50 мас.%

Массовое отношение моноэфир глицерина и жирной кислоты/диэфир глицерина и жирной кислоты в вышеописанной композиции предпочтительно составляет 0,5 или более, более предпочтительно 0,8 или более, более предпочтительно 0,9 или более и более предпочтительно 1,0 или более, с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины и предпочтительно составляет 10 или менее, более предпочтительно 8 или менее, более предпочтительно 6 или меньше, более предпочтительно 5 или менее, более предпочтительно 4 или менее и более предпочтительно 3 или менее с точки зрения подавления усадки, контроля подвулканизации и улучшения термостойкости.

Содержание триэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 10 мас.% или менее, более предпочтительно 5 мас.% или менее и более предпочтительно 3 мас.% или менее с точки зрения предотвращения чрезмерного ухудшения физических свойств резины после вулканизации (снижение модуля накопления упругой деформации и т.п.), и оно может составлять 0,3 мас.% или более с точки зрения производительности.

Общее содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты и триэфира глицерина и жирной кислоты в композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 15-50 мас.%, более предпочтительно 17-50 мас.% с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины, подавления усадки и улучшения термостойкости.

В частности, композиция эфира глицерина и жирной кислоты, в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-85 мас.% и в которой общее содержание диэфира глицерина и жирной кислоты и триэфира глицерина и жирной кислоты составляет 15-50 мас.% является предпочтительной с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины, подавления усадки, контроля подвулканизации и улучшения термостойкости, и композиция эфира глицерина и жирной кислоты, в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-80 мас.% и в которой общее содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты и триэфира глицерина и жирной кислоты составляет 17-50 мас.% является более предпочтительной. Также композиция эфира глицерина и жирной кислоты, в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-85 мас.%, и в которой содержание диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 15-50 мас.% является предпочтительной, и композиция эфира глицерина и жирной кислоты, в которой содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет 50-80 мас.% и в которой содержание диэфира глицерина и жирной кислоты составляет 20-50 мас.% является более предпочтительной.

При получении композиции эфира глицерина и жирной кислоты, используемой в настоящем изобретении, в некоторых случаях глицерин остается в качестве непрореагировавшего исходного материала. Содержание глицерина в композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 10 мас.% или менее, более предпочтительно 5 мас.% или менее и более предпочтительно 3 мас.% или менее с точки зрения подавления снижения термостойкости, и может составлять 0,3 мас.% или более с точки зрения производительности.

Могут быть использованы два или более видов композиций эфира глицерина и жирной кислоты, которые отличаются по содержанию моноэфира глицерина и жирной кислоты и по содержанию диэфира глицерина жирной кислоты.

Композиция эфира глицерина и жирной кислоты, используемая в настоящем изобретении, может быть приготовлена способом этерификации, в котором она получается из глицерина, полученного разложением масел и жиров, и жирной кислоты, и способом переэтерификации, в котором она получается с использованием масел и жиров и глицерина в качестве сырья, и способом получения композиции эфира глицерина и жирной кислоты, в котором контролируется количество моноэфира, включает соответствующие способы 1)-3), как показано ниже:

1) Способ, в котором равновесный состав этерификации регулируется изменением отношения загрузки компонента жирной кислоты и компонента глицерина в вышеописанных способах этерификации и переэтерификации. Глицерин может быть удален дополнительной дистилляцией. При условии, что верхний предел содержания моноэфира глицерина и жирной кислоты составляет около 65 мас.% с учетом характеристик реакции.

2) Способ, в котором продукты реакции, полученные способами этерификации и переэтерификации, дополнительно фракционируют и отгоняют с помощью молекулярной дистилляции для получения моноэфира глицерина и жирной кислоты высокой чистоты (обычно 95 мас.% или более).

3) Способ, в котором моноэфир глицерина и жирной кислоты высокой чистоты, полученный вышеописанным способом 2), и моноэфир глицерина и жирной кислоты средней чистоты, полученный способом 1), смешивают в произвольном отношении для получения моноэфира глицерина и жирной кислоты относительно высокой чистоты (около 65-95 мас.%).

Эфиры глицерина и жирной кислоты с пониженной воздействием на окружающую среду могут быть использованы с применением масел и жиров и жирных кислот из вышеописанного сырья, которое получают из натуральных продуктов.

Кроме того, коммерческие продукты, в которых контролируется содержание моноэфира, могут быть использованы для композиции эфира глицерина и жирной кислоты, используемой в настоящем изобретении, и примеры коммерческих продуктов включают, например, моноглицерид стеариновой кислоты (Leodol MS-60, Excel С-95, производства Као Corporation) и т.п.

В настоящем изобретении содержание моноглицерида (содержание моноэфира глицерина и жирной кислоты) в композиции эфира глицерина и жирной кислоты представляет значение, определенное в соответствии со следующим уравнением (I), ГПХ (гель-проникающая хроматография) анализом, и оно означает отношение площадей пиков моноглицерида к сумме глицерина, моноглицерида, диглицерида (диэфир глицерина и жирной кислоты) и триглицерида (триэфир глицерина и жирной кислоты) в ГПХ анализе:

в вышеописанном уравнении (I) G представляет площадь пика ГПХ глицерина; MG площадь пика ГПХ моноглицерида; DG представляет площадь пика ГПХ диглицерида; и TG представляет площадь пика ГПХ триглицерида.

Условия проведения ГПХ показаны ниже.

Условия проведения ГПХ

ГПХ проводят с помощью следующей измерительной аппаратуры, и ТГФ (тетрагидрофуран) в качестве элюента пропускают со скоростью потока 0,6 мл/мин при термостатировании колонки при 40°C. Раствор образца 10 мкл 1 мас.%, полученного растворением образца в ТГФ вводят в колонку ГПХ.

Эталон: монодисперсный полистирол

Детектор: RI-8022 (производства Tosoh Corporation)

Измерительное оборудование: HPLC-8220 GPC (производства Tosoh Corporation) Аналитическая колонка: две колонки TSK-GEL SUPER H1000 и две колонки TSK-GEL SUPER Н2000 (производства Tosoh Corporation), которые соединены последовательно Аналогично содержание диглицерида в композиции эфира глицерина и жирной кислоты означает отношение площадей пиков диглицерида к сумме пиков глицерина, моноглицерида, диглицерида и триглицерида.

Примеры композиции эфира глицерина и жирной кислоты, в которой контролируется количество используемого моноэфира, включают, например, композицию, содержащую глицерилкаприлат, в которой жирная кислота имеет 8 атомов углерода, композицию, содержащую глицерилдеканоат, в которой жирная кислота имеет 10 атомов углерода, композицию, содержащую глицериллаурат, в которой жирная кислота имеет 12 атомов углерода, композицию, содержащую глицерилмиристат, в которой жирная кислота имеет 14 атомов углерода, композицию, содержащую глицерилпальмитат, в которой жирная кислота имеет 16 атомов углерода, композицию, содержащую глицерилстеарат, в которой жирная кислота имеет 18 атомов углерода, композицию, содержащую глицерилбегенат, в которой жирная кислота имеет 22 атомов углерода, и композицию, содержащую глицерилмонтанат, в которой жирная кислота имеет 28 атомов углерода, и среди них композиция, содержащая глицериллаурат, композиция, содержащая глицерилпальмитат, и композиция, содержащая глицерилстеарат, является предпочтительной. Вышеуказанные композиции эфира глицерина и жирных кислот, в которых контролируется количество моноэфира, необязательно выбирают в виде отдельного продукта или в виде смеси двух или более их видов и смешивают.

Количество в смеси композиции эфира глицерина и жирной кислоты, используемой в настоящем изобретении, предпочтительно составляет 0,5 части масс. или более, более предпочтительно 1 часть масс. или более, более предпочтительно 1,5 части масс. или более, более предпочтительно 2 части масс. или более и более предпочтительно 3 части масс. или более на 100 мас.ч. каучукового компонента с точки зрения уменьшения вязкости невулканизированной резины, и предпочтительно 15 мас.ч. или менее, более предпочтительно 10 мас.ч. или менее, более предпочтительно 8 мас.ч. или менее, предпочтительно 0,5-15 мас.ч., более предпочтительно 1-10 мас.ч., более предпочтительно 2-10 мас.ч., более предпочтительно 3-10 мас.ч., и более предпочтительно 3-8 мас.ч. с точки зрения предотвращения чрезмерного ухудшения физических свойств резины после вулканизации (снижение модуля накопления упругой деформации, и т.п.), контроля подвулканизации и подавления усадки. Также количество в смеси композиции эфира глицерина и жирной кислоты предпочтительно составляет 0,5 части масс. или более, более предпочтительно 1 часть масс или более, более предпочтительно 2 части масс. или более и более предпочтительно 4 части масс. или более на 100 частей масс диоксида кремния, с точки зрения уменьшения в