[发明专利]改性天然橡胶及其生产方法、使用该改性天然橡胶的橡胶组合物和轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及改性天然橡胶及其生产方法、使用该改性天然橡胶的橡胶组合物和轮胎，更具体地涉及以与常规技术相比更低成本可生产，并且在低损耗系数、耐磨耗性和耐断裂性(fracture resistance)方面优良的橡胶组合物。

背景技术

近来，强烈要求降低汽车的燃料消耗，因此需要具有低的滚动阻力的轮胎。出于此目的，需要具有低tanδ(下文中称作低损耗系数)和在低生热性方面优良的橡胶组合物作为在轮胎的胎面等中使用的橡胶组合物。另外，用于胎面的橡胶组合物除了低损耗系数之外还需要在耐磨耗性和断裂特性方面优良。为了改进橡胶组合物的低损耗系数、耐磨耗性和断裂特性，有效的是改进橡胶组合物中填料如炭黑或二氧化硅等与橡胶组分之间的亲和性。

例如，为了通过改进橡胶组合物中填料与橡胶组分之间的亲和性来改进填料的补强效果，开发出其中对于填料的亲和性通过末端改性来改进的合成橡胶、其中对于填料的亲和性通过与具有官能团的单体共聚来改进的合成橡胶等。

另一方面，关于天然橡胶，例如已知其中通过将乙烯基类单体添加至天然橡胶胶乳来进行接枝聚合的技术(见JP-A-H05-287121、JP-A-H06-329702、JP-A-H09-25468、JP-A-2000-319339、JP-A-2002-138266、JP-A-2002-348559)。

将通过此技术获得的接枝天然橡胶作为粘合剂等投入实际应用。另外，WO2004/106397公开如下技术：其中通过将具有极性基团的单体添加至天然橡胶胶乳，使具有极性基团的单体与天然橡胶胶乳中的天然橡胶分子接枝聚合、然后凝固和干燥改性天然橡胶胶乳来形成的改性天然橡胶用作橡胶组分，以改进橡胶组分与填料之间的亲和性，由此改进橡胶组合物的补强，然后改进橡胶组合物的低损耗系数、耐磨耗性和断裂特性。

发明内容

本发明要解决的问题

在上述其中将具有极性基团的单体添加至天然橡胶胶乳并接枝聚合的方法中，必要的是使用高纯度胶乳以实现高的接枝效率，从而额外必要的是进行胶乳的浓缩过程如离心分离等，另外还必要的是进行改性反应，因此生产成本高。

因此，本发明的目的是提供改性天然橡胶，和该改性天然橡胶的生产方法，所述改性天然橡胶以与常规技术相比更低成本可生产、使用改性天然橡胶作为橡胶组合物中的橡胶组分能够改进橡胶组合物的低损耗系数、耐磨耗性和断裂特性。本发明的另一目的是提供使用上述改性天然橡胶的橡胶组合物和使用上述改性天然橡胶的轮胎。

解决问题的手段

本发明人为了实现以上目的已进行多种研究，并发现：通过将具有极性基团的酰肼化合物投料至以低成本可获得的固体天然橡胶原料中和使它们直接反应，能够将该极性基团容易地引入天然橡胶原料中天然橡胶分子的主链上，结果实现本发明。

即，根据本发明的改性天然橡胶通过以下来形成：将具有极性基团的酰肼化合物投料至选自由天然橡胶、凝固天然橡胶胶乳和天然橡胶杯凝胶(natural rubber cup lump)组成的组的至少一种天然橡胶原料中，使具有极性基团的酰肼化合物加成至天然橡胶原料中的天然橡胶分子。

在根据本发明的改性天然橡胶的优选实施方案中，具有极性基团的酰肼化合物的加成量为0.01-5.0质量％，基于天然橡胶原料中的固体橡胶组分。

在根据本发明的改性天然橡胶的另一优选实施方案中，具有极性基团的酰肼化合物的极性基团为选自由如下组成的组的至少一种：氨基、亚氨基、腈基、铵基、酰亚胺基、酰胺基、亚肼基(hydrazo group)、偶氮基、重氮基、羟基、羧基、羰基、环氧基、氧羰基(oxycarbonyl group)、含氮杂环基团、含氧杂环基团、含锡基团和烷氧基甲硅烷基。

另外，根据本发明的改性天然橡胶的生产方法的特征在于包括以下步骤：将具有极性基团的酰肼化合物投料至选自由天然橡胶、凝固天然橡胶胶乳和天然橡胶杯凝胶组成的组的至少一种天然橡胶原料中，使具有极性基团的酰肼化合物加成至天然橡胶原料中的天然橡胶分子。

在根据本发明的改性天然橡胶的生产方法的优选实施方案中，将具有极性基团的酰肼化合物投料的步骤通过混炼机、挤出机或捏和机来进行。

另外，根据本发明的橡胶组合物的特征在于使用改性天然橡胶，根据本发明的轮胎的特征在于将橡胶组合物在任意轮胎构件中使用。

本发明的效果