無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法，該無機(jī)填充材料用分散劑可以使無機(jī)填充材料均勻分散在橡膠類或樹脂類等的基材中，并由這樣的基材得到機(jī)械強(qiáng)度或耐磨性等優(yōu)異的模制品，更具體而言，可以調(diào)制低發(fā)熱性、耐磨性和加工性優(yōu)異的橡膠組合物，并可以由所述的橡膠組合物制造低燃料費(fèi)性和駕駛穩(wěn)定性優(yōu)異的汽車用輪胎。作為無機(jī)填充材料用分散劑，使用在與橡膠類或樹脂類具有親和性的共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入了與無機(jī)填充材料的相互作用優(yōu)異的特定結(jié)構(gòu)的改性共軛二烯類聚合物。
【專利說明】無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法，更詳細(xì)而言，涉及可以將二氧化硅、碳黑、碳酸鈣、碳酸鎂等無機(jī)填充材料均勻分散在與其沒有親和性的橡膠類或樹脂類等的基材中，并由所述基材得到機(jī)械強(qiáng)度或耐磨性等優(yōu)異的模制品的無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法，進(jìn)一步具體而言，涉及可以調(diào)制低發(fā)熱性、耐磨性和加工性優(yōu)異的橡膠組合物、并可以由所述的橡膠組合物制造低燃料費(fèi)性和駕駛穩(wěn)定性優(yōu)異的輪胎的無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在惰性有機(jī)溶劑中、在有機(jī)堿金屬催化劑的存在下，將共軛二烯類化合物或芳族乙烯基化合物聚合得到的聚合物，被廣泛用作合成橡膠或合成樹脂。另外，為了改良這些合成橡膠或合成樹脂的機(jī)械強(qiáng)度或耐磨性等，還廣泛采用向其中混合二氧化硅或碳黑等無機(jī)填充材料的方法(例如參照專利文獻(xiàn)I~4)。但是，難以使二氧化硅或碳黑等無機(jī)填充材料均勻分?jǐn)?shù)于合成橡膠或合成樹脂等的基材中，因此，一直以來，人們嘗試著使無機(jī)填充材料均勻分散于如上所述的基材中的各種方法。其中，例如有下述方法等被提案:I)將共軛二烯類聚合物的末端用鹵化烷氧基硅烷衍生物進(jìn)行改性的方法(例如參照專利文獻(xiàn)5) ；2)使共軛二烯類聚合物與氨基硅烷化合物反應(yīng)來進(jìn)行改性的方法(例如參照專利文獻(xiàn)6) ；3)將共軛二烯類聚合物的末端用r_環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等進(jìn)行改性的方法(例如參照專利文獻(xiàn)7) ；4)向共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)的方法(例如參照專利文獻(xiàn)8) ；5)使用提高反應(yīng)性的硅烷偶聯(lián)劑的方法(例如參照專利文獻(xiàn)9)。但是，在上述現(xiàn)有的方法中，無法使二氧化硅或碳黑等無機(jī)填充材料充分地均勻分散在橡膠類或樹脂類等的基材中，結(jié)果，存在著由這樣的基材得到的模制品的機(jī)械強(qiáng)度或耐磨性等依然不充分的問題，更具體而言，這樣的基材無法形成低發(fā)熱性、耐磨性和加工性優(yōu)異的橡膠組合物，因此，存在著還無法由所述的橡膠組合物制造低燃料費(fèi)性和駕駛穩(wěn)定性優(yōu)異的模制品、例如汽車用輪胎的問題。`
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平06-248116號公報；
專利文獻(xiàn)2:日本特開平07-070369號公報；
專利文獻(xiàn)3:日本特開平08-245838號公報；
專利文獻(xiàn)4:日本特開平03-252431號公報；
專利文獻(xiàn)5:日本特開昭62-227908號公報；
專利文獻(xiàn)6:日本特開昭63-186748號公報；
專利文獻(xiàn)7:日本特開平09-087426號公報；
專利文獻(xiàn)8:日本特開2010-202769號公報；
專利文獻(xiàn)9:日本特開平06-248116號公報。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明所要解決的課題在于:提供一種無機(jī)填充材料用分散劑及其制備方法，該無機(jī)填充材料用分散劑可以使二氧化硅或碳黑等無機(jī)填充材料均勻分散于橡膠類或樹脂類等的基材中，使由這樣的基材得到機(jī)械強(qiáng)度或耐磨性等優(yōu)異的模制品，更具體而言，可以調(diào)制低發(fā)熱性、耐磨性和加工性優(yōu)異的橡膠組合物，以制造低燃料費(fèi)性和駕駛穩(wěn)定性優(yōu)異的輪月臺。
[0005]解決課題的方法
本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):作為無機(jī)填充材料用分散劑，向共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入與無機(jī)填充材料的相互作用優(yōu)異的特定結(jié)構(gòu)而得到的物質(zhì)正好適
入
口 ο
[0006]即，本發(fā)明涉及一種無機(jī)填充材料用分散劑，其特征在于:是一種使無機(jī)填充材料均勻分散于基材中的無機(jī)填充材料用分散劑，其由向共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入選自下述化學(xué)式I所示的構(gòu)成單元、下述化學(xué)式2所示的構(gòu)成單元和下述化學(xué)式3所示的構(gòu)成單元的一種或兩種以上的構(gòu)成單元而得到的改性共軛二烯類聚合物形成。
[0007][化學(xué)式I]
【權(quán)利要求】
1.無機(jī)填充材料用分散劑，其特征在于:是使無機(jī)填充材料均勻分散于基材中的無機(jī)填充材料用分散劑，該無機(jī)填充材料用分散劑由向共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入選自下述化學(xué)式I所示的構(gòu)成單元、下述化學(xué)式2所示的構(gòu)成單元和下述化學(xué)式3所示的構(gòu)成單元的一種或兩種以上的構(gòu)成單元而得到的改性共軛二烯類聚合物組成， [化學(xué)式I]
2.權(quán)利要求1所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，改性共軛二烯類聚合物是向共軛二烯類聚合物中導(dǎo)入了化學(xué)式I所示的構(gòu)成單元和化學(xué)式2所示的構(gòu)成單元而得到的聚合物。
3.權(quán)利要求1或2所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，R1~R3表示碳原子數(shù)為I~11的烴基。
4.權(quán)利要求1~3中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，R4~R9表示碳原子數(shù)為I~4的烴基。
5.權(quán)利要求1~4中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，X1~X3為Si。
6.權(quán)利要求1~5中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，共軛二烯類聚合物是將選自1，3- 丁二烯、異戊二烯、1，3-戊二烯、1，4-戊二烯、環(huán)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-環(huán)己二烯、1,4-環(huán)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、環(huán)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-環(huán)辛二烯、1，5-環(huán)辛二烯和1，3，5-環(huán)辛三烯的一種或兩種以上的單體(共)聚合而得到的聚合物。
7.權(quán)利要求1~5中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，共軛二烯類聚合物是將選自1，3- 丁二烯、異戊二烯和2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯的一種或兩種以上的單體(共)聚合而得到的聚合物。
8.權(quán)利要求1~7中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，共軛二烯類聚合物是分子中具有80摩爾％以上的1，2-鍵的構(gòu)成單元的聚合物。
9.權(quán)利要求1~8中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，共軛二烯類聚合物是數(shù)均分子量為200~100000的聚合物。
10.權(quán)利要求1~8中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，共軛二烯類聚合物是數(shù)均分子量500~10000的聚合物。
11.權(quán)利要求1~10中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，改性共軛二烯類聚合物是數(shù)均分子量為300~200000的聚合物。
12.權(quán)利要求1~10中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，改性共軛二烯類聚合物是數(shù)均分子量為700~20000的聚合物。
13.權(quán)利要求1~12中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，基材為橡膠類。
14.權(quán)利要求13所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，橡膠類為選自天然橡膠、合成異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、乙烯-α -烯烴共聚合橡膠、乙烯-α -烯烴-二烯共聚合橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁橡膠、鹵化丁基橡膠和分子中具有鹵化甲基的苯乙烯類化合物與異戊二烯的共聚物的一種或兩種以上。
15.權(quán)利要求13和14所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，每100質(zhì)量份橡膠類，以I~40質(zhì)量份的比例使用該無機(jī)填充材料用分散劑。
16.權(quán)利要求1~15中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，無機(jī)填充材料為選自二氧化硅、碳黑、碳酸鈣、碳酸鎂和氧化鋁的一種或兩種以上。
17.權(quán)利要求1~15所述的無機(jī)填充材料用分散劑，其中，無機(jī)填充材料為選自二氧化硅和碳黑的材料。
18.權(quán)利要求1~17中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其特征在于:使分子中具有巰基的下述化學(xué)式4所示的化合物與共軛二烯類聚合物進(jìn)行反應(yīng)， [化學(xué)式4]
19.權(quán)利要求18所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使共軛二烯類聚合物與化學(xué)式4所示的化合物以共軛二烯類聚合物/化學(xué)式4所示的化合物=99/1~10/90的重量比的比例進(jìn)行反應(yīng)。
20.權(quán)利要求18所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使共軛二烯類聚合物與化學(xué)式4所示的化合物以共軛二烯類聚合物/化學(xué)式4所示的化合物=95/5~15/85的重量比的比例進(jìn)行反應(yīng)。
21.權(quán)利要求18~20中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，X4為Si。
22.權(quán)利要求18~21中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，R16表示碳原子數(shù)為I~11的烴基。`
23.權(quán)利要求18~22中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，R17和R18表示碳原子數(shù)為I~4的烴基。
24.權(quán)利要求18~23中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使化學(xué)式4所示的化合物與共軛二烯類聚合物在不存在催化劑的惰性氣體環(huán)境下通過熱進(jìn)行反應(yīng)。
25.權(quán)利要求24所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使化學(xué)式4所示的化合物與共軛二烯類聚合物在加壓條件下進(jìn)行反應(yīng)。
26.權(quán)利要求18~25中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使化學(xué)式4所示的化合物與共軛二烯類聚合物反應(yīng),達(dá)到85%以上的反應(yīng)率。
27.權(quán)利要求18~25中任一項所述的無機(jī)填充材料用分散劑的制備方法，其中，使化學(xué)式4所示的化合物與共軛二烯類聚合物反應(yīng),達(dá)到90%以上的反應(yīng)率。
【文檔編號】C08L21/00GK103562297SQ201280026337
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月1日
【發(fā)明者】大井勇治, 服部誠, 野田一平, 宮野晃, 松本浩成 申請人:竹本油脂株式會社