JP3986129B2 - Process for producing modified carbon black-containing rubber composition for rubber reinforcement - Google Patents

Process for producing modified carbon black-containing rubber composition for rubber reinforcement Download PDF

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JP3986129B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム補強用の変性カーボンブラック(以下、単に「変性カーボン」と記載することがある)を含むゴムマスターバッチ組成物の製造方法に関し、更に詳しくはジエン系ゴムと表面に水分散シリカを付着させたゴム補強用変性カーボンブラックとを含むゴムマスターバッチ組成物の製造方法に関する。このゴム補強用変性カーボンブラック含有ゴム組成物はタイヤのキャップトレッドやサイドトレッドなどのタイヤ材料をはじめとしてベルトコンベア、産業用ゴムロール、ホースなどの各種ゴム製品用として使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
タイヤ業界などのゴム業界においては、ゴム補強用として使用されているカーボンブラックを予じめ湿式カーボンブラックマスターバッチ法を用いてゴムと混合して、カーボンブラックのゴムへの混練工程の簡素化やゴム中へのカーボンブラックの分散性の改良が行われて来た(例えば特開昭59−49247号公報及び特開昭63−43937号公報参照)。ところで、近年、優れたシランカップリング剤の出現によりシリカをカーボンブラックの代わりに配合することが行われている。シリカは、カーボンブラックに比べて、高温(60℃付近)でのtanδが低く、低温(0℃付近)でのtanδが高いという特性を持つため、例えばタイヤトレッド用ゴム組成物に用いた場合、低転がり抵抗でかつグリップ力の高いタイヤが製造できるという利点がある。しかしながら、シリカは、カーボンブラックに比べて耐摩耗性に劣り、また電気伝導度が低いために、例えばタイヤ用に使用すると走行中にタイヤが帯電し、ラジオなどの電子機器にノイズを発生させたり、場合によっては誤動作を生じるなどの種々の問題があった。
【0003】
顔料などの表面にシリカなどを被覆して分散性を改良したり、耐候性を向上させたりすることは、例えば特公昭50−14254号公報や特公平7−30269号公報などに提案されているが、いずれもゴム補強用としてカーボンブラックの表面にシリカを付着せしめることについては言及していない。更に特開平8−277347号公報には、ゴム補強用としてカーボンブラックの表面にシリカを付着せしめることが記載されているが、工業的に効率よく生産することに関しては言及されていない。
【0004】
シリカをゴム組成物に配合するに際しては、シリカは混練中の分散が進行しづらく混練加工に多くの労力を必要とするため、カーボンブラックのようなマスターバッチ化が望まれている。ところが、シリカはその凝集pH(約4〜7)がゴムラテックスの凝集pH域(約2.5〜3)と異なる等の理由により、従来、満足な湿式シリカマスターバッチができなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ耐摩耗性及び加工性が良好で、低電気伝導度に起因する問題がなく、しかも簡便かつ廉価に製造することができるゴム補強用シリカ変性カーボンブラックのゴムマスターバッチ組成物の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、(a)ジエン系ゴム成分のラテックス100重量部(固形分として)と(b)水分散シリカを添加して変性造粒した変性カーボンブラック10〜250重量部とを混合し、次にこの混合物を凝固剤で凝固せしめることを特徴とする変性カーボンブラック含有ゴム組成物の製造方法が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前記したように、シリカのもつ優れたtanδ温度依存性を備えかつ耐摩耗性が良好で、しかも低電気伝導度に起因する問題のない、全く新規なゴム補強用変性カーボンブラックをジエン系ゴムラテックスと共に凝固させることにより、湿式法でシリカ含有ゴムマスターバッチ組成物を得ることに成功した。
【0009】
本発明において使用するゴム補強用シリカ変性カーボンブラックの製造用原料物質として使用されるゴム補強用カーボンブラックとしては、従来からタイヤ用その他のゴム補強用カーボンとして汎用されている任意のカーボンブラックを用いることができる。好ましいカーボンブラックはオイルファーネス法によって製造されたGPF〜SAFグレードのゴム補強用カーボンブラックで、ゴム組成物の用途により、使い分け、または2種類以上をブレンド使用することができる。
【0010】
本発明に従ったゴム補強用変性カーボンブラックは、例えば以下のようにして製造することができる。即ちゴム補強用カーボンブラックと水分散シリカを混合し、スラリー状にする。カーボンブラックの分散性をよくするために、適当な分散剤(例えばメタノール、各種界面活性剤)を添加してもよい。これを、例えば水分散シリカ粒子が独立に存在できない領域のpH(7付近)とすることにより、シリカがカーボンブラックのまわりに付着した変性カーボンブラックが得られる。このようにして得られたスラリーをゴムラテックスと混合する。なお、カーボンブラック表面に付着させるシリカの量には特に限定はないが、好ましくは、シリカ変性カーボンブラック重量当り0.1〜25重量%である。シリカ付着量が多すぎるとゴムラテックスとの凝固が困難となる傾向がある。また、水分散シリカをカーボンブラックに添加した後、造粒工程で造粒したカーボンブラックを常法によりスラリー化し、これとジエン系ゴム成分のラテックスを混合して混合物を得ることができる。
【0011】
このようにして得られたゴムラテックス変性カーボンブラックスラリー混合物は、常法により凝固させることによっても本発明のゴム補強用変性カーボンブラック含有ゴム組成物を製造することができる。凝固剤としては、例えば、硫酸、ギ酸などの酸、食塩などの電解質、高分子凝集剤などの一般的な凝固剤を用いることができ(これらを併用しても良い)、その添加量も従前通りである。
【0012】
本発明に用いる水分散シリカとしては常法に従って、珪酸金属塩と酸とを混合反応させて製造したものを使用できる。水分散シリカの形態(ゾルであってもゲルであってもかまわない)および水分散シリカ中のシリカ濃度にはとくに限定はないが、ゾル状シリカであるほうが好ましく、ゾルの安定な50,000ppm 以下が適当である。一方、水分散シリカとして市販のものを使用することもできる。市販の水分散シリカは一般的にはイオン交換膜法で製造されたもので上記の方法で製造されたものに比較して不純物であるナトリウム塩などをほとんど含まないこと、高シリカ含有量でもゾル状態が保たれていることなどが特徴であり、本発明のゴム組成物を製造するために好適に使用できる。シリカ粒子の好ましい直径は1〜100nmであり、そのナトリウムイオン含有量がNa2 O換算で1.0重量%以下である。
【0013】
水分散シリカゾルはシリカの一次粒子または低次のストラクチャーを有するシリカが水中に分散した状態のもので通常塩基性状態で安定化されている。本発明では処理カーボンブラックの製造に際し、例えば酸の添加でシリカゾルがゲル化する中性条件に調整した後、カーボンブラックに混合するかまたはカーボンブラックと水分散シリカを混合後、酸の添加で中性条件に調整することによってカーボンブラックとシリカを複合化させることができる。また、単に水分散シリカとカーボンブラックとを混合し、乾燥することによってもその乾燥過程でシリカのゲル化が起こるとともに、カーボンブラックとの複合化が起こる(少なくとも一部のシリカがカーボンブラック表面に接着する)。上述の様な方法で、カーボンブラックとシリカを複合化させる工程は造粒工程であっても、カーボンブラックをスラリー化した後であってもかまわない。
【0014】
本発明の特徴は前記の水分散シリカをカーボンブラックに付着させるシリカの源としているところにあり、特開平8−277347号公報で本発明者らが開示したゴム補強用変性カーボンブラックをより工業的に効率よく製造できるところにある。
【0015】
本発明によれば、ゴム補強用変性カーボンブラックをジエン系ゴムなどの架橋可能な成分に配合して耐摩耗性、グリップ性能、転がり抵抗などに優れたゴム組成物を得ることができる。そのような架橋可能なゴムとしては例えば、天然ゴム(NR)、各種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどを用いることができ、これらは単独又はブレンドとして用いることができ、ブレンドを用いる場合にはそのブレンド比には特に制限はない。
【0016】
本発明において使用するゴム補強用変性カーボンブラック含有組成物は、ゴム成分100重量部に対しゴム補強用変性カーボンブラックを10〜250重量部、更に好ましくは15〜200重量部配合する。この配合量が少な過ぎると種々のゴム製品として使用する際に、ゴム補強用変性カーボンを通常必要とされる量(10部以上)配合できない。逆に多過ぎると硬度が高くなり過ぎ加工性が低下する等、マスターバッチとしての実用性が乏しくなるおそれがあるので好ましくない。前記ゴム組成物には前記水分散シリカ変性カーボンブラックの他に通常ゴム組成物に配合される任意のカーボンブラック又は/及びシリカを併用することができる。
【0017】
前記ゴム組成物には、前記ゴム、水分散シリカを表面に付着させたカーボンブラックなどに加えて、ゴム工業で通常使用される任意の配合剤、例えば硫黄、有機過酸化物、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、充填剤、可塑剤、シランカップリング剤等を必要に応じて、通常の配合量の範囲で適宜配合することができる。
【0018】
本発明のゴム補強用変性カーボンブラック含有ゴム組成物は通常の湿式カーボンブラックマスターバッチ法と同じ方法で製造することができる。前述のような方法で表面にシリカを付着させたカーボンブラックのスラリーを製造し、これとジエン系ゴムラテックス(例えばSBRラテックス)を適当な比率で混合する。次いで、これらに従来からカーボンブラックマスターバッチの製造等に一般的に使用されている凝固剤(例えば、高分子凝集剤、NaClなど)を加え凝固させる。凝固したゴム組成物を水相と分別し、例えば熱風乾燥により水分を除去し目的のゴムマスターバッチ組成物を得る。なお上記工程中にて老化防止剤プロセス油やシランカップリング剤などの添加剤を必要に応じて添加することができる。
【0019】
本発明に使用されるゴム補強用変性カーボンブラックは、前述の如く、例えばカーボンブラックスラリー中に水分散シリカをカーボンブラック表面に付着させることによって製造されるため、この変性カーボンブラックはスラリー状で存在する。従ってこのスラリーを直接ゴムラテックスと混合することによっても本発明のゴム組成物を製造することができる。これによってシリカのゴムとの混練加工の労力を省略できると共に、ゴム中へのゴム補強用変性カーボンブラックの分散が良好となることに加えて、ゴム補強用変性カーボンブラックをスラリーから回収し乾燥する工程がはぶけ、製造費の削減に更に寄与できる。
【0020】
本発明の好ましい態様では前記湿式混合の際に、従来からゴムの配合に一般的に使用されるアロマ系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルなどのプロセスオイル及び/又は合成可塑剤、液状ゴムなどの液状物をジエン系ゴム100重量部当り10〜200重量部配合することができる。
【0021】
【実施例】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【0022】
実施例1〜7及び比較例1〜2
ゴム補強用変性カーボンブラックの調製(実施例1用)
ゴム補強用カーボンブラック(N339)100gを使用し、これに水分散シリカ2リットルを加え混合スラリー化した。水分散シリカとしては、水酸化ナトリウムでpH10に調整した水に、JIS1号珪酸ナトリウム水溶液と、それを中和する量の希硫酸を所定量加え、最終的にSiO2 量として0.5重量%になるようなゾル状水分散シリカを得た。
【0023】
上で得たカーボンブラックの水分散シリカスラリーを90℃に加熱し、またpHを7に調製し、所望の変性カーボンブラックを含むスラリー状物質(固形分含量5.2重量%)を得た。
【0024】
ゴム補強用変性カーボンブラックの調製(実施例2〜7)
市販品の水分散シリカ(表III を参照)を用いて、次のようにしてゴム補強用変性カーボンブラックを製造した。造粒していないカーボンブラック(N339)に表III に示す市販水分散シリカを適当に水で薄め、カーボンの重量と等しく、かつ、それぞれのシリカ含有量がカーボンブラックとシリカの合計量の1重量%となる様に混合した後、通常のカーボンブラック造粒装置(有刺スクリュー型)で約80℃で造粒した。これを約105℃で乾燥し、表IIに示すゴム補強用変性カーボンブラックを得た。
【0025】
変性カーボンブラック含有ゴム組成物の調製(実施例1〜7)
次に上で得た変性カーボンブラックをスラリー(濃度12.5重量%)とし、その200gとSBR1502ラテックス(濃度41重量%)125gを混合し、これに凝固剤として食塩水(濃度3重量%)1,000gを添加して温度50℃で0.5時間攪拌したのち、80℃で24時間乾燥し、ゴム補強用シリカ変性カーボンブラック含有ゴム組成物(マスターバッチ1〜7)を得た。
【0026】
ゴム補強用変性カーボンブラックのシリカ含量の測定
変性カーボンブラック試料を電気炉中で600℃で灰化し、その灰分をフッ化処理しその減量をシリカ分として付着、もとの変性カーボンに対する重量分率シリカ量10重量%及び1重量%を確認した。
【0027】
以下の配合に従って各種ゴム組成物を常法に従ってバンバリーミキサー及びロール機で混練して調製した(加硫条件:160℃×30分)。結果を表Iに示す。
【0028】
配合表
────────────────────────
ジエン系ゴム(SBR1502):100重量部*1
補強性充填剤(表I参照) 50重量部*1
シランカップリング剤*2: 3重量部*3
亜鉛華(JIS3号): 3重量部
ステアリン酸: 2重量部
老化防止剤*4: 2重量部
粉末硫黄: 2重量部
加硫促進剤*5: 1重量部
────────────────────────
*1)ウェットマスターバッチ
*2)Si 69 (Degussa社製)
*3)補強性充填剤がカーボンブラックの場合使用せず。
*4)Santoflex 13 (Monsant 社製)
*5)Santocure NS (Monsant 社製)
【0029】
【表1】

Figure 0003986129
【0030】
【表2】
Figure 0003986129
【0031】
【表3】
Figure 0003986129
【0032】
【表4】
Figure 0003986129
【0033】
【発明の効果】
表Iの結果から明らかなように、本発明に係るゴム補強用水分散シリカ変性カーボンブラック含有ゴム組成物の製造方法は、通常のカーボンマスターバッチと同じ方法で、しかも簡便かつ廉価に製造することができ、得られる組成物もカーボンブラックに比較し、高温域(60℃)でのtanδが低く、かつ耐摩耗性も低下しない。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a rubber masterbatch composition containing modified carbon black for rubber reinforcement (hereinafter sometimes simply referred to as “modified carbon”), and more specifically, a diene rubber and water-dispersed silica on the surface. The present invention relates to a method for producing a rubber masterbatch composition comprising a modified carbon black for reinforcing rubber to which is attached. This rubber-modified rubber-containing rubber composition for reinforcing rubber can be used for various rubber products such as belt conveyors, industrial rubber rolls, hoses, as well as tire materials such as tire cap treads and side treads.
[0002]
[Prior art]
In the rubber industry such as the tire industry, carbon black used for rubber reinforcement is preliminarily mixed with rubber using the wet carbon black masterbatch method to simplify the kneading process of carbon black into rubber. Improvements have been made in the dispersibility of carbon black in rubber (see, for example, JP 59-49247 A and JP 63-43937 A). By the way, in recent years, silica has been blended in place of carbon black due to the appearance of an excellent silane coupling agent. Silica has a characteristic that tan δ at a high temperature (around 60 ° C.) is low and tan δ at a low temperature (around 0 ° C.) is high compared to carbon black. For example, when used in a rubber composition for a tire tread, There is an advantage that a tire having low rolling resistance and high grip force can be manufactured. However, silica is inferior to carbon black in abrasion resistance and has low electrical conductivity. For example, when used for tires, the tires are charged during running, and noise is generated in electronic devices such as radios. In some cases, there are various problems such as malfunction.
[0003]
For example, Japanese Patent Publication No. 50-14254 and Japanese Patent Publication No. 7-30269 propose to improve the dispersibility and improve the weather resistance by coating the surface of a pigment or the like with silica. However, none mentions attaching silica to the surface of carbon black for reinforcing rubber. Furthermore, JP-A-8-277347 describes that silica is adhered to the surface of carbon black for reinforcing rubber, but does not mention industrially efficient production.
[0004]
When silica is blended into a rubber composition, since silica is difficult to disperse during kneading and requires a lot of labor for kneading, a master batch such as carbon black is desired. However, a satisfactory wet silica masterbatch has not been achieved so far because silica has a coagulation pH (about 4 to 7) different from the coagulation pH range of rubber latex (about 2.5 to 3).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is to provide an excellent tan δ temperature dependency of silica, good wear resistance and workability, no problems due to low electrical conductivity, and simple and inexpensive production. Another object of the present invention is to provide a method for producing a rubber masterbatch composition of silica-modified carbon black for reinforcing rubber.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, (a) 100 parts by weight of latex of diene rubber component (as solid content) and (b) 10 to 250 parts by weight of modified carbon black modified and granulated by adding water-dispersed silica are mixed. Then, a method for producing a modified carbon black-containing rubber composition is provided, wherein the mixture is coagulated with a coagulant.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the inventors of the present invention have a completely new modified carbon for rubber reinforcement that has excellent tan δ temperature dependency of silica, has good wear resistance, and has no problems due to low electrical conductivity. By coagulating black with a diene rubber latex, a silica-containing rubber masterbatch composition was successfully obtained by a wet method.
[0009]
As a carbon black for rubber reinforcement used as a raw material for producing a silica-modified carbon black for rubber reinforcement used in the present invention, any carbon black conventionally used as a rubber reinforcing carbon for tires or the like is used. be able to. A preferred carbon black is a GPF to SAF grade rubber reinforcing carbon black produced by an oil furnace method, which can be used depending on the application of the rubber composition, or two or more kinds can be used in a blend.
[0010]
The modified carbon black for reinforcing rubber according to the present invention can be produced, for example, as follows. That is, carbon black for rubber reinforcement and water-dispersed silica are mixed to form a slurry. In order to improve the dispersibility of carbon black, an appropriate dispersant (for example, methanol, various surfactants) may be added. By setting this to, for example, a pH (near 7) in a region where water-dispersed silica particles cannot exist independently, modified carbon black in which silica is attached around carbon black can be obtained. The slurry thus obtained is mixed with rubber latex. The amount of silica attached to the carbon black surface is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 25% by weight based on the weight of the silica-modified carbon black. If the amount of silica attached is too large, coagulation with rubber latex tends to be difficult. Further, after adding water-dispersed silica to carbon black, the carbon black granulated in the granulation step is slurried by a conventional method, and this can be mixed with a latex of a diene rubber component to obtain a mixture.
[0011]
The rubber latex-modified carbon black slurry mixture thus obtained can also be solidified by a conventional method to produce the rubber reinforcing modified carbon black-containing rubber composition of the present invention. As the coagulant, for example, an acid such as sulfuric acid and formic acid, an electrolyte such as sodium chloride, and a general coagulant such as a polymer flocculant can be used (they may be used in combination), and the addition amount is also conventional. Street.
[0012]
As the water-dispersed silica used in the present invention, those produced by mixing and reacting a silicate metal salt and an acid according to a conventional method can be used. The form of the water-dispersed silica (which may be sol or gel) and the concentration of silica in the water-dispersed silica are not particularly limited, but sol-like silica is preferred, and the sol is stable at 50,000 ppm. The following are appropriate. On the other hand, commercially available silica can also be used as the water-dispersed silica. Commercially available water-dispersed silica is generally produced by the ion exchange membrane method, and contains almost no impurities such as sodium salt as compared with the one produced by the above-mentioned method. It is characterized in that the state is maintained, and can be suitably used for producing the rubber composition of the present invention. The preferred diameter of the silica particles is 1 to 100 nm, and the sodium ion content is 1.0% by weight or less in terms of Na 2 O.
[0013]
The water-dispersed silica sol is a state in which silica having a primary particle or a low-order structure is dispersed in water, and is usually stabilized in a basic state. In the present invention, in the production of the treated carbon black, for example, after adjusting to neutral conditions where the silica sol is gelled by addition of acid, the mixture is mixed with carbon black or mixed with carbon black and water-dispersed silica, and then added with acid. Carbon black and silica can be combined by adjusting to the sex condition. In addition, by simply mixing water-dispersed silica and carbon black and drying, silica gelation occurs during the drying process and complexation with carbon black occurs (at least a portion of the silica on the carbon black surface). Glue). The step of combining carbon black and silica by the method as described above may be a granulation step or after slurrying the carbon black.
[0014]
The feature of the present invention is that the above-mentioned water-dispersed silica is used as a silica source for adhering to carbon black. The rubber reinforcing modified carbon black disclosed by the present inventors in Japanese Patent Laid-Open No. 8-277347 is more industrial. Can be manufactured efficiently.
[0015]
According to the present invention, a rubber composition excellent in wear resistance, grip performance, rolling resistance and the like can be obtained by blending a modified carbon black for reinforcing rubber with a crosslinkable component such as a diene rubber. Examples of such crosslinkable rubber include natural rubber (NR), various butadiene rubbers (BR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), and acrylo. Nitrilobutadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, styrene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, isoprene-butadiene copolymer rubber Chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, silicone rubber, fluorine rubber, urethane rubber and the like can be used alone or as a blend. Especially the ratio No.
[0016]
The rubber-reinforcing modified carbon black-containing composition used in the present invention contains 10 to 250 parts by weight, more preferably 15 to 200 parts by weight, of rubber-reinforcing modified carbon black per 100 parts by weight of the rubber component. If this blending amount is too small, it is impossible to blend the amount (10 parts or more) usually required for the rubber reinforcing modified carbon when used as various rubber products. On the other hand, if the amount is too large, the hardness becomes too high and the workability is lowered. In addition to the water-dispersed silica-modified carbon black, any carbon black or / and silica that is usually blended in the rubber composition can be used in combination with the rubber composition.
[0017]
In addition to the rubber, carbon black having water-dispersed silica attached to the surface, the rubber composition includes any compounding agent normally used in the rubber industry, such as sulfur, organic peroxide, softener, aging An inhibitor, a vulcanization accelerator, a filler, a plasticizer, a silane coupling agent, and the like can be appropriately blended within a range of a normal blending amount as necessary.
[0018]
The modified rubber black-containing rubber composition for rubber reinforcement according to the present invention can be produced by the same method as a normal wet carbon black masterbatch method. A slurry of carbon black with silica attached to the surface is prepared by the method as described above, and this is mixed with a diene rubber latex (for example, SBR latex) at an appropriate ratio. Subsequently, a coagulant (for example, a polymer flocculant, NaCl, etc.) conventionally used in the production of a carbon black master batch or the like is added to these and coagulated. The solidified rubber composition is separated from the aqueous phase, and moisture is removed by, for example, hot air drying to obtain a desired rubber master batch composition. In addition, an additive such as an antiaging agent process oil or a silane coupling agent can be added as necessary during the above steps.
[0019]
As described above, the modified carbon black for reinforcing rubber used in the present invention is produced, for example, by adhering water-dispersed silica to the surface of the carbon black in the carbon black slurry. To do. Therefore, the rubber composition of the present invention can also be produced by directly mixing this slurry with rubber latex. This eliminates the labor of kneading the silica with the rubber and improves the dispersion of the rubber reinforcing modified carbon black in the rubber. In addition, the rubber reinforcing modified carbon black is recovered from the slurry and dried. The process can be reduced and the manufacturing cost can be further reduced.
[0020]
In a preferred embodiment of the present invention, during the wet mixing, process oils such as aroma oils, paraffin oils, naphthenic oils, and / or synthetic plasticizers that have been conventionally used for rubber compounding, liquid rubbers, etc. 10 to 200 parts by weight of the liquid product per 100 parts by weight of the diene rubber can be blended.
[0021]
【Example】
Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these examples.
[0022]
Examples 1-7 and Comparative Examples 1-2
Preparation of modified carbon black for rubber reinforcement (for Example 1)
100 g of rubber reinforcing carbon black (N339) was used, and 2 liters of water-dispersed silica was added to form a mixed slurry. As water-dispersed silica, JIS No. 1 sodium silicate aqueous solution and dilute sulfuric acid in an amount to neutralize it are added to water adjusted to pH 10 with sodium hydroxide, and finally 0.5 wt% as SiO 2 amount. A sol-like water-dispersed silica was obtained.
[0023]
The water-dispersed silica slurry of carbon black obtained above was heated to 90 ° C., and the pH was adjusted to 7, to obtain a slurry-like substance (solid content 5.2% by weight) containing the desired modified carbon black.
[0024]
Preparation of modified carbon black for rubber reinforcement (Examples 2 to 7)
Using commercially available water-dispersed silica (see Table III), modified carbon black for rubber reinforcement was produced as follows. Commercially available water-dispersed silica shown in Table III is appropriately diluted with non-granulated carbon black (N339) with water to equal the weight of carbon, and each silica content is 1 weight of the total amount of carbon black and silica. %, And granulated at about 80 ° C. with a normal carbon black granulator (barbed screw type). This was dried at about 105 ° C. to obtain modified carbon black for rubber reinforcement shown in Table II.
[0025]
Preparation of modified carbon black-containing rubber composition (Examples 1 to 7)
Next, the modified carbon black obtained above is made into a slurry (concentration 12.5 wt%), 200 g of the modified carbon black and 125 g of SBR1502 latex (concentration 41 wt%) are mixed, and this is mixed with saline (concentration 3 wt%) as a coagulant. 1,000 g was added and stirred at a temperature of 50 ° C. for 0.5 hour, followed by drying at 80 ° C. for 24 hours to obtain rubber-reinforced silica-modified carbon black-containing rubber compositions (master batches 1 to 7).
[0026]
Measurement of silica content of rubber-modified carbon black Modified carbon black sample was ashed in an electric furnace at 600 ° C, the ash was fluorinated, and the weight loss was deposited as silica. The silica content was 10% by weight and 1% by weight.
[0027]
According to the following composition, various rubber compositions were prepared by kneading with a Banbury mixer and a roll machine according to a conventional method (vulcanization conditions: 160 ° C. × 30 minutes). The results are shown in Table I.
[0028]
Recipe ────────────────────────
Diene rubber (SBR1502): 100 parts by weight * 1
Reinforcing filler (see Table I) 50 parts by weight * 1
Silane coupling agent * 2 : 3 parts by weight * 3
Zinc flower (JIS 3): 3 parts by weight Stearic acid: 2 parts by weight anti-aging agent * 4 : 2 parts by weight powdered sulfur: 2 parts by weight vulcanization accelerator * 5 : 1 part by weight ───────── ───────────────
* 1) Wet masterbatch * 2) Si 69 (Degussa)
* 3) Not used when the reinforcing filler is carbon black.
* 4) Santoflex 13 (Monsant)
* 5) Santocure NS (Monsant)
[0029]
[Table 1]
Figure 0003986129
[0030]
[Table 2]
Figure 0003986129
[0031]
[Table 3]
Figure 0003986129
[0032]
[Table 4]
Figure 0003986129
[0033]
【The invention's effect】
As is apparent from the results in Table I, the method for producing a water-reinforcing silica-modified carbon black-containing rubber composition for reinforcing rubber according to the present invention is the same method as a normal carbon masterbatch, and can be produced simply and inexpensively. In comparison with carbon black, the resulting composition has a low tan δ at high temperature (60 ° C.) and does not deteriorate the wear resistance.

Claims (4)

(a)ジエン系ゴム成分のラテックス100重量部(固形分として)と(b)水分散シリカを添加して変性造粒した変性カーボンブラック10〜250重量部とを混合し、次にこの混合物を凝固剤で凝固せしめることを特徴とするカーボンブラック含有ゴム組成物の製造方法。 (A) 100 parts by weight of a latex of a diene rubber component (as a solid content) and (b) 10 to 250 parts by weight of modified carbon black modified and granulated by adding water-dispersed silica are mixed. A method for producing a carbon black-containing rubber composition, characterized by coagulating with a coagulant. 水分散シリカが直径が1nm〜100nmのシリカ粒子を含有し、そのナトリウムイオン含有量がNa2 O換算で1.0重量%以下である請求項1に記載の製造方法。The production method according to claim 1 , wherein the water-dispersed silica contains silica particles having a diameter of 1 nm to 100 nm, and the sodium ion content is 1.0% by weight or less in terms of Na 2 O. 芳香族プロセス油及び/又は高粘度油5〜150重量部を混合物中に更に含ませる請求項1又は2に記載の製造方法。The manufacturing method of Claim 1 or 2 which further contains 5-150 weight part of aromatic process oil and / or high-viscosity oil in a mixture. シリカ含有量が変性カーボンブラックの0.1〜25重量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the silica content is 0.1 to 25% by weight of the modified carbon black.
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