用于车胎胎面的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，公开了一种用于车胎胎面的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用，该组合物中含有橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂、白炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂、硫化剂和任选含有炭黑，其中，所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。本发明专利技术提供的组合物制备得到的硫化橡胶在用于轮胎胎面的橡胶时具有提高强度、降低生热、提高抗湿滑性的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于车胎胎面的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及橡胶领域，具体地，涉及一种用于车胎胎面的橡胶组合物、一种制备硫化橡胶的方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶和硫化橡胶在车胎胎面中的应用。
技术介绍
橡胶配方的动态滞后损失性能对轮胎性能的影响尤为重要，滞后损失使胶料在动态形变过程中能量消耗增加，生热增加，弹性下降，滚动阻力上升。生热也会导致橡胶的强度和耐磨性下降，造成轮胎的早期损害，生热还会增加轮胎的滚动阻力，增加燃油消耗和二氧化碳的排放量。CN102382338A公开了一种异戊橡胶共混物，包括异戊橡胶、反式-1,4-聚异戊二烯、增强填料、原位接枝改性助剂、配合橡胶和第一添加剂。CN103881161A公开了一种含有反式聚异戊二烯的橡胶组合物，橡胶总量以100质量份计，其中合成反式聚异戊二烯与合成顺式聚异戊二烯的总量为5-60质量份、天然橡胶40-95质量份、白炭黑5-90质量份、炭黑5-990质量份；母胶工艺包括：将合成反式聚异戊二烯或者与合成顺式聚异戊二烯橡胶组合物与白炭黑、偶联剂混炼为白炭黑木胶；将天然橡胶与炭黑混炼为炭黑母胶；终炼胶工艺：将所述炭黑母胶、白炭黑木胶、防老剂、活性剂、促进剂、硫化剂混炼制成橡胶组合物。CN103703072A公开了一种胎面用橡胶组合物，其含有溶聚丁苯橡胶、炭黑、二氧化硅和聚乙二醇，100质量％的橡胶成分中所述溶聚丁苯橡胶的含量为60质量％以上，相对于所述橡胶成分100质量份，所述炭黑的含量为10质量份以下，所述二氧化硅的含量为50质量份以上，所述聚乙二醇的含量为0.1-3.5质量份。CN103087365A公开了一种用于抗湿滑耐磨平衡轮胎胎面的橡胶组合物，该橡胶组合物包含了二烯烃弹性体、无机补强填料、偶联剂和增塑剂。但是上述已有技术提供的橡胶仍然不能满足轮胎胎面胶需要的强度、降低生热、提高湿滑性能的要求，有必要提供一种性能改进的橡胶。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术提供的橡胶组合物在用于车胎胎面时存在的橡胶强度不高、生热较高且抗湿滑性能不好的缺陷，提供一种新的橡胶组合物及硫化橡胶的制备方法以提高用于轮胎胎面的橡胶的强度、降低生热、提高抗湿滑性。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种用于车胎胎面的橡胶组合物，该组合物中含有橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂、白炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂、硫化剂和任选含有炭黑，其中，所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。第二方面，本专利技术提供一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：(1)将含有橡胶基体、引发剂和橡胶改性剂的组分A进行第一混炼，得到一段母胶；(2)将所述一段母胶与白炭黑进行第二混炼，得到二段母胶；(3)将所述二段母胶与含有活化剂、防老剂、软化剂和任选含有炭黑的组分B进行第三混炼，得到三段母胶；(4)将所述三段母胶与含有促进剂和硫化剂的组分C进行第四混炼，得到终炼胶；(5)将所述终炼胶进行硫化；所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。第三方面，本专利技术提供由前述第二方面所述的方法制备得到的硫化橡胶。第四方面，本专利技术提供前述第三方面所述的硫化橡胶在车胎胎面中的应用。本专利技术提供的硫化橡胶通过一种新的混炼方法获得，该方法中先将橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂混合制备成基体母胶；然后在基体母胶中加入白炭黑制备二段白炭黑母胶；然后再在白炭黑母胶中按照加入活化剂、防老剂、软化剂以及任选加入炭黑混合制备三段母胶，接着在三段母胶中加入硫化剂、促进剂制备成终炼胶，最后将终炼胶进行硫化制得硫化橡胶。本专利技术的加工工艺的优点主要在于：该加工工艺中，能够更好地发挥橡胶改性剂在橡胶基体与白炭黑中的桥梁作用，有利于白炭黑充分与聚合物相互作用，可以更好地提高进一步硫化制得的硫化橡胶的强度，降低硫化橡胶的生热，提高硫化橡胶胶料的抗湿滑性。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种用于车胎胎面的橡胶组合物，该组合物中含有橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂、白炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂、硫化剂和任选含有炭黑，其中，所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。本专利技术的丙烯酸系单体能够使得橡胶基体改性，从而有利于橡胶基体与白炭黑之间的相互作用，有利于白炭黑在橡胶基体中的分散，能够更好地提高通过进一步硫化制得的硫化橡胶的强度，降低生热以及提高抗湿滑性。优选地，所述丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。更优选地，所述丙烯酸系单体为甲基丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯。优选地，在本专利技术中，所述甲基丙烯酸烷基酯中的“烷基”包括C1-6的直链烷基或支链烷基。更优选地，所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丙酯中的至少一种。优选情况下，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述橡胶基体中溶聚丁苯橡胶的含量为60-100重量份，顺丁橡胶的含量为0-40重量份。优选地，所述溶聚丁苯橡胶中苯乙烯结构单元含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，含油类成分为0-30重量％，门尼粘度为45-70。本专利技术中，所述含油类成分为0-30重量％表示，所述溶聚丁苯橡胶中可以含有或者不含有所述含油类成分。优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％。优选情况下，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述引发剂的含量为0.3-0.7重量份，所述橡胶改性剂的含量为4-10重量份，所述白炭黑的含量为50-100重量份，所述炭黑的含量为0-20重量份，所述活化剂的含量为3-8重量份，所述防老剂的含量为1-6重量份，所述软化剂的含量为10-20重量份，所述促进剂的含量为1-6重量份，所述硫化剂的含量为0.5-3重量份。根据本专利技术，优选情况下，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二乙酰和过氧化二月桂酰中的至少一种。根据本专利技术，优选情况下，所述白炭黑为二氧化硅；更优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为10-200m2/g。例如，所述白炭黑为115GR(法国罗地亚公司)和/或165GR(法国罗地亚公司)。优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-600m2/g。例如，所述炭黑为N330(东莞市齐德利化工科技有限公司)和/或N550(东莞市齐德利化工科技有限公司)。优选地，所述活化剂为金属氧化物和脂肪酸的混合物。所述金属氧化物优选为氧化锌和/或氧化镁；所述脂肪酸优选为硬脂酸。优选情况下，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的至少一种。例如，所述防老剂为防老剂4020。优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种。所述芳烃油例如可以为芳烃油TDAEV500。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车胎胎面的橡胶组合物，该组合物中含有橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂、白炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂、硫化剂和任选含有炭黑，其中，所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于车胎胎面的橡胶组合物，该组合物中含有橡胶基体、引发剂、橡胶改性剂、白炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂、硫化剂和任选含有炭黑，其中，所述橡胶改性剂为丙烯酸系单体，所述橡胶基体为溶聚丁苯橡胶或者为溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；优选地，所述丙烯酸系单体为甲基丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯；优选地，所述甲基丙烯酸烷基酯中的“烷基”包括C1-6的直链烷基或支链烷基；优选地，所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丙酯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述橡胶基体中溶聚丁苯橡胶的含量为60-100重量份，顺丁橡胶的含量为0-40重量份。4.根据权利要求3所述的组合物，其中，所述溶聚丁苯橡胶中苯乙烯结构单元含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，含油类成分为0-30重量％，门尼粘度为45-70；优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述引发剂的含量为0.3-0.7重量份，所述橡胶改性剂的含量为4-10重量份，所述白炭黑的含量为50-100重量份，所述炭黑的含量为0-20重量份，所述活化剂的含量为3-8重量份，所述防老剂的含量为1-6重量份，所述软化剂的含量为10-20重量份，所述促进剂的含量为1-6重量份，所述硫化剂的含量为0.5-3重量份。6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二乙酰和过氧化二月桂酰中的至少一种；优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为10-200m2/g；优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g；优选地，所述活化剂为金属氧化物和脂肪酸的混合物。7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的至少一种；优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种；优选地，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；优选地，所述硫化剂为硫磺给予体。8.一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：(1)将含有橡胶基体、引发剂和橡胶改性剂的组分A进行第一混炼，得到一段母胶；(2)将所述一段母胶与白炭黑进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，解希铭，郑方远，孙攀，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11