[发明专利]复合体，其制造方法，橡胶组合物及充气轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及复合体及其制造方法，含有该复合体的橡胶组合物，以及使用该橡胶组合物的充气轮胎。

背景技术

一直以来是通过减少轮胎的滚动阻力抑制发热，来实现车辆的低油耗化。近年，随着对低油耗化的要求变大，对轮胎占有比例高的胎面自不用说，胎侧等也寻求低油耗化。而且，不仅是小汽车用的轮胎，对卡车、公共汽车用的轮胎也寻求低油耗化，由此，同时提高耐磨性也变得重要。

橡胶组合物中，可以通过使用低补强性填充剂的方法或减少填充剂量的方法等来改善低发热性，但是会降低耐磨性和破坏性能，因此，这些性能并存是困难的。

而且，通过使用二氧化硅也能实现滚动阻力的减少，但是二氧化硅自身凝聚性强，用一般的混炼法不易使其均一分散，特别是微粒二氧化硅的凝聚倾向强。进一步地，二氧化硅和硅烷偶联剂的化学反应需要大量的能量和时间，一般的混炼程度中，充分进行反应困难的同时，通过从未反应的硅烷偶联剂中产生的醇（乙醇等）而使成型品内部产生气泡也是问题。

另一方面，天然橡胶和其他合成橡胶相比加工性差，通常塑炼后使用，因此一般的生产性差。而且，也有通过塑炼切断了天然橡胶分子链，从而失去高分子量聚合物本来具有的特性（低油耗性、耐磨性、破坏性能等）的问题。

专利文献1中公示了作为改善了橡胶机械强度的母胶，在天然橡胶乳胶中由水玻璃制造的微粒二氧化硅混合调制的复合体。但是，在使硅烷偶联剂充分反应的角度考虑，还没有充分地研究，在低油耗性和耐磨性或破坏性能并立方面仍有改善的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-51955公报

发明内容

本发明的目的是为解决上述课题，提供一种橡胶成分中均一分散有小粒径的表面处理二氧化硅的复合体及其制造方法。而且，本发明的目的是提供含有具有优异的加工性的同时，低油耗性和耐磨性可以也并存的该复合物的橡胶组合物，及充气轮胎。

本发明涉及的是由水玻璃制造的平均粒径为100nm以下且二氧化硅表面实施过化学处理的表面处理二氧化硅分散液，和天然橡胶乳胶混合制备而成的配比乳胶中得到的复合体。

上述化学处理优选用具有对橡胶中的双键表现为反应性的反应性官能团的化合物来实施。在这里，上述反应性官能团优选含有硫。进一步地，上述含有硫的反应性官能团优选巯基。

橡胶中的磷含量优选200ppm以下。橡胶中的氮含量优选0.3质量%以下。上述天然橡胶乳胶优选经天然橡胶乳胶皂化处理得到的。

上述表面处理二氧化硅分散液中的表面处理二氧化硅的平均粒径优选20nm以下。

本发明还涉及上述复合体的制造方法，包含：由水玻璃制备微粒二氧化硅分散液的工序（I），在得到的微粒二氧化硅分散液的二氧化硅表面实施化学处理制备表面处理二氧化硅分散液的工序（II），将得到的表面处理二氧化硅分散液与天然橡胶乳胶混合制备配比乳胶的工序（III），及凝固得到的配比乳胶的工序（IV）。

在这里，上述微粒二氧化硅分散液是用离子交换树脂调节水玻璃水溶液的pH至9～11制造的，且该分散液中二氧化硅的平均粒径优选20nm以下。

本发明还涉及含有上述复合体的橡胶组合物。本发明还涉及使用上述橡胶组合物制作的充气轮胎。

根据本发明，由水玻璃制造的平均粒径在100nm以下且在二氧化硅表面实施了化学处理的表面处理二氧化硅分散液和天然橡胶乳胶混合制备的配比乳胶中得到的复合体，该复合体中可以均一分散小粒径的表面处理二氧化硅的同时，能使偶合反应充分进行，因此，二氧化硅和橡胶通过硅烷偶联剂可以坚固地结合。因此，可以得到加工性、低发热性、机械强度优异的复合体。而且，通过使用该复合体于胎面等轮胎构件可以提供低油耗性和耐磨性并立的充气轮胎。

具体实施方式

〈复合体〉

本发明的复合体是由表面处理二氧化硅分散液和天然橡胶乳胶混合制备的配比乳胶中得到，所述表面处理二氧化硅分散液是分散着由水玻璃制造的平均粒径为100nm以下且二氧化硅表面实施了化学处理的表面处理二氧化硅的分散液。

本发明的复合体可以通过制造方法得到，其制造方法包含：例如由水玻璃制备微粒二氧化硅分散液的工序（I），在得到的微粒二氧化硅分散液的二氧化硅表面实施化学处理制备表面处理二氧化硅分散液的工序（II），将得到的表面处理二氧化硅分散液和天然橡胶乳胶混合制备配比乳胶的工序（III），及凝固得到的配比乳胶的工序（IV）。

（工序（I））