橡膠組合物、氣密層原材料和充氣輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開設及橡膠組合物、氣密層原材料和充氣輪胎。
【背景技術】
[0002] 包含層狀化合物的橡膠組合物因它們改善的材料性能而已知，所述橡膠組合物通 過將構成層狀化合物的各層（具有高長寬比的納米片材）分離和將所分離的各層分散在橡 膠組合物中得到。然而，層狀化合物的各層通常由于各層之間的電荷的吸引力而不容易分 離，結果各層的橡膠組合物的分散性不良。為解決該問題，例如，專利文獻UPTL1)提議了 包含復合體和固體橡膠的橡膠組合物，其中復合體由具有帶正電基團的液體橡膠和層狀娃 酸鹽（分散在液體橡膠中）構成。PTL1報道了運樣的橡膠組合物具有優越的機械特性、耐 油性、耐疲勞性和加工性。然而，并不總是容易地制備如在PTL1中記載的將鐵離子作為帶 正電基團引入的液體橡膠。此外，即使順利地采用PTL1的技術，層狀化合物的各層之間的 溶脹，由此層狀化合物的各層的分離經常是不足的，運可經常導致不能提供期望的物理性 能。
[0003] 引專列表
[0004] 專利專獻
[0005] ?化 1 :JPH1-198645A
【發明內容】
[0006] 發巧要解決的間顆
[0007] 鑒于上述狀況制造本文公開的產品。通過改善橡膠組合物中構成層狀化合物的各 層的分離性，可W有助于提供具有優越的阻氣性的橡膠組合物、為具有優越的阻氣性的氣 密層用材料的氣密層原材料和確保優越的填充氣體保持性的充氣輪胎。
[0008] 用于解決間顆的方案
[0009] 本文公開的用于實現上述目的的產品主要特征如下。
[0010] 具體地，本文公開的橡膠組合物包含層狀化合物和具有能夠與所述層狀化合物相 互作用的官能團的改性下基系橡膠。
[0011] 發巧的效果
[0012] 根據本公開，提供的是具有優越的阻氣性的橡膠組合物、作為具有優越的阻氣性 的氣密層用材料的氣密層原材料和確保優越的填充氣體保持性的充氣輪胎。
【具體實施方式】
[0013] 下文中，通過說明實施方案來具體地描述所公開的產品。
[0014] 所公開的橡膠組合物包含層狀化合物和具有能夠與所述層狀化合物相互作用的 官能團的改性下基系橡膠。
[0015] <層狀化合物〉
[0016] 本文公開的層狀化合物的實例包括層狀粘±礦物、層狀聚娃酸鹽和憐酸錯。
[0017] 層狀粘±礦物的實例包括高嶺±礦物、蛇紋石、葉蠟石-滑石、云母、綠泥石、蒙皂 石和賠石。
[0018] 高嶺±礦物的實例包括高嶺石、地開石、珍珠陶±和埃洛石。
[0019] 蛇紋石的實例包括溫石棉、利蛇紋石和葉蛇紋石。
[0020]葉蠟石-滑石的實例包括葉臘石、滑石、蠟蛇紋石化erolite)、儀滑石 (willemseite)、脂光蛇紋石（pimelite)和鐵滑石（minnesotaite)。
[0021] 云母是特征在于完全的基體裂開化asecleavage)的菱形層狀娃酸鹽，并且其一 般化學組成由下式表示：
[0022] XYz3Z4O1。(0H、巧 2
[0023] (其中，X表示Ba、Ca、化0)、K、化、（畑4)中的之一，Y表示Al、Cr3\化2+、化3+、Li、 Mg、Mn2\ 中的之一，Z表示A1、Be、Fe、Si中的之一。）可W使用天然云母或合成云母。 云母的實例包括白云母、金云母、黑云母和氣金云母。
[0024] 綠泥石的實例包括斜綠泥石（Mg綠泥石）JeMg綠泥石，麵綠泥石（chamosite)(化 綠泥石）、儀綠泥石（nimite)、儘侶綠泥石（pennantite)、片娃侶石（donbassite)、須藤石 (sudoito)和裡綠泥石kookeite)。
[00巧]蒙皂石的實例包括蒙脫±、貝德石、囊脫石、皂石、裡蒙脫石和娃儀石。娃儀石是包 含由下式表示的物質的粘±礦物：
[002引[Sis(MgaLib)0200HeF4。]XNa+x
[0027] (其中字母a、b、c和X滿足下述關系：0<a《6,0<b《6,4<a+b<8,0《(3<4,X= 12-2a-b。）粘±礦物可W是天然材料或合成材料，或者可W是已經進行了親油化處理的粘 ±礦物。
[0028] 層狀聚娃酸鹽的實例包括麥控娃鋼石（magadiite)、水娃舍石化anemite)和水徑 娃鋼石化enyaite)。
[0029] 層狀化合物中，為改善橡膠組合物的阻氣性，優選高嶺±礦物、蛇紋石、葉蠟 石-滑石、云母、綠泥石、蒙皂石和賠石。此外，更優選蒙脫±、云母、賠石、貝德石、囊脫石、 皂石、裡蒙脫石、具有2:1結構的娃儀石。運些具有2:1結構的層狀化合物在各層之間具有 可交換的陽離子，運進一步改善層狀化合物的各層的分離性。運因此導致所公開的橡膠組 合物的阻氣性的進一步改善。運些中，考慮到層狀化合物的各層的分離性，特別優選蒙脫± 和云母。
[0030] 本文公開的層狀化合物優選用有機化處理劑來有機化。在有機化時，層狀化合物 可W增加其與橡膠組分的相容性。此外，如此有機化的層狀化合物可W增加層狀化合物的 層間距離使將在稍后描述的改性下基系橡膠容易地進入層狀化合物的各層之間的空間。運 因此進一步改善所公開的橡膠組合物的阻氣性的。運里，考慮到橡膠組合物的阻氣性的改 善，優選的有機化處理劑包含選自由錠陽離子、鱗陽離子、氧鐵陽離子和梳陽離子組成的組 的至少一種鐵陽離子。具體地，包含上述陽離子的鹽優選作為有機化處理劑。
[0031] 考慮到有機化處理劑的上述效果，用于所公開的產物的特別優選的有機化處理劑 是包含具有由下式（4)示出的結構的季錠陽離子的那些、或包含具有由下式（5)示出的結 構的季鱗陽離子中的那些。
[0032] [化學式1]
[0033]
[003引式（4)和巧）中，R7至Ri°各自獨立地表示芳基如芐基，碳數為1至30的烷基， 畑2邸畑3) 0) 基團、或畑2邸20) 基團，其中n表1至50的整數。
[0037] 包含式（4)的季錠陽離子的季錠鹽的實例包括：聚氧丙締=烷基氯化錠、聚氧丙 締=烷基漠化錠、二（聚氧丙締）二烷基氯化錠、二（聚氧丙締）二烷基漠化錠、=(聚氧 丙締）烷基氯化錠、=(聚氧丙締）烷基漠化錠。
[0038] 包含式巧）的季鱗陽離子的季鱗鹽的實例包括：芳基=正下基漠化鱗、芐基=正 下基氯化鱗、芐基=乙基氯化鱗、十二烷基=正下基漠化鱗、十二烷基=正下基氯化鱗、乙 基=正辛基漠化鱗、十六烷基=正下基漠化鱗、十六烷基=正下基氯化鱗、十六烷基=正下 基四氣棚酸鱗、甲基=正下基氯化鱗、四乙基漠化鱗、四正下基氯化鱗和正辛基=正下基漠 化鱗。
[0039] 當將層狀化合物用有機化處理劑有機化時，優選使用具有對有機溶劑的溶脹性的 層狀化合物，W便能夠使例如上述季錠陽離子容易地進入層狀化合物的各層之間的空間。 在運樣的具有溶脹性的層狀化合物的情況下，上述季錠陽離子可W更容易地進入各層之間 的空間，運因此進一步改善橡膠組合物中包含的構成層狀化合物的各層的分離性。為允許 該效果，在上述列出的層狀化合物中，優選使用具有大的平均粒徑的云母，特別是溶脹性云 母。雖然云母的平均粒徑不限定為特定的尺寸，但優選為3至30ym。
[0040] 層狀化合物可W通過例如將層狀化合物浸潰在包含鐵陽離子的水溶液中然后通 過水洗涂層狀化合物W除去過多的鐵陽離子來有機化。有機化的層狀化合物中的上述鐵陽 離子的含量不特別限定，但優選為20至60質量％。
[0041] 此外，不論層狀化合物是否有機化，層狀化合物在層狀化合物的各層之間都優選 具有12 A W上的距離（下文中稱為"層間距離"）。在層間距離為12 A W上的情況下，將 在稍后描述的改性下基系橡膠可W容易地進入層間空間。層狀化合物的層間距離不特別限 定，但是典型地為40AW下。層狀化合物的層間距離可W通過X-射線衍射來測量。
[0042] 所公開的橡膠組合物可W包含僅一種層狀化合物，或者可W包含其兩種W上的組 合。層狀化合物的含量優選為1至200質量份，更優選1至100質量份，和特別優選3至80 質量份，基于每100質量份的將在稍后描述的改性下基系橡膠。在層狀化合物的含量基于 每100質量份的改性下基系橡膠為1質量份W上的情況下，所公開的產物的效果可W充分 地得到，并且在所述含量為200質量份W下的情況下，橡膠組合物示范良好的加工性。如果