橡胶组合物和硫化橡胶及其应用制造技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，具体公开了一种橡胶组合物和硫化橡胶及其应用。所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶和炭黑，其中，所述二烯烃橡胶为苯乙烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的混合物。本发明专利技术的橡胶组合物的强度较大，混炼过程中不易降解，并且具有较好的炭黑分散性能，橡胶组合物在混炼过程中能保持较好的机械物理性能，而且混炼不易生热，加工时弹性小，易于成型。同时，本发明专利技术提供的硫化橡胶具有较高的强度，较好的物理机械性能、生热损耗较小并且具有优良的抗湿滑性能和耐磨性能，特别适用于轮胎的胎面胶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种橡胶组合物、由该橡胶组合物硫化得到的硫化橡胶以及该硫化橡胶的应用。
技术介绍
近年来，我国乙烯工业发展迅速，迅速发展的乙烯工业提供了大量含异戊二烯的C5馏分资源，使生产大量性能优良的以异戊二烯为单体的聚合物(例如异戊橡胶、三元集成橡胶SIBR)成为可能。随着化石燃料及原材料资源的日益减少，汽车行业对轮胎节能的要求也越来越高，其中低滚动阻力的新型绿色轮胎胎面胶已成为研发应用的热点，市场潜力巨大。CN103205030A公开了一种反式-1,4-结构的聚二烯烃复合橡胶的用途及其应用配方。该复合橡胶由质量分数为10-80％的反式-1,4-聚异戊二烯和20-90％反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚物组成，所述共聚物由摩尔分数为0.1-99.9％的丁二烯单元及0.1-99.9％的异戊二烯单元组成。在轮胎胎面胶中以5-30份的该复合胶替代天然胶和/或丁苯胶和/或顺丁胶，可以明显提高轮胎的耐磨性，降低滚动阻力。在轮胎胎侧胶中以5-50份的该复合胶替代天然胶和/或顺丁胶，可以明显提高轮胎的抗裂口增长性，降低滚动阻力和生热，同时保持较好的牵引性能，特别适用于轮胎、减震材料等动态使用橡胶制品，特别是全钢子午胎或载重轮胎胎面胶。但是，该橡胶组合物得到的硫化橡胶的机械力学性能不甚理想。CN101663352A公开一种橡胶组合物，该橡胶组合物包括100质量份橡胶组分(A)，其包括选自由天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、聚丁二烯橡胶和异丁烯异戊二烯橡胶组成的组中的至少一种；和
1至60质量份低分子量共轭二烯类聚合物(B)，其具有经由凝胶渗透色谱测量的以聚苯乙烯计的重均分子量10000至200000和在共轭二烯化合物部分中的乙烯基键含量40％以上，其中所述橡胶组分(A)包含天然橡胶和/聚异戊二烯橡胶，在低分子量共轭二烯类聚合物(B)中的苯乙烯单元的百分比小于5％质量。该橡胶组合物在生产过程中的作业性和耐热性优良，并具有高的储能弹性模量(G’)和低的损耗因子(tanδ)。但是，该橡胶组合物得到的硫化橡胶的机械力学性能尤其是动态力学性能不甚理想，严重限制了它的应用。因此，本领域亟需开发一种具有良好的机械性能同时具有低滚动阻力以及优良的耐磨性和抗湿滑性能的橡胶组合物及其硫化橡胶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的橡胶组合物加工性能较差以及现有的硫化橡胶不能兼具良好的机械性能、低滚动阻力以及优良的耐磨性和抗湿滑性能的缺陷，提供了一种橡胶组合物和硫化橡胶以及该硫化橡胶在制备轮胎中的应用。本专利技术的专利技术人研究发现，通过在橡胶组合物中引入苯二烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的二烯烃橡胶，能够大大改善橡胶组合物的加工性能，并且苯二烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的二烯烃橡胶具有良好的炭黑分散性能，使得炭黑在组合物中均匀分散，保持优异的机械性能。另外，本专利技术还发现，上述橡胶组合物经硫化得到的硫化橡胶能够兼具良好的机械性能、低滚动阻力以及优良的耐磨性和抗湿滑性能。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种橡胶组合物，该橡胶组合物含有二烯烃橡胶和炭黑，其中，所述二烯烃橡胶为苯乙烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的混合物。本专利技术的第二方面提供了一种硫化橡胶，该硫化橡胶为上述橡胶组合物经硫化得到的硫化橡胶。本专利技术的第三方面提供了所述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。根据本专利技术提供的橡胶组合物具有良好的加工性能和优异的机械性能。此外，由该橡胶组合物经硫化得到的硫化橡胶能够同时兼具良好的机械性能、低滚动阻力以及优良的耐磨性和抗湿滑性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为橡胶组合物H1-H4和DH1经Haake流变仪处理的转矩-时间曲线；图2为橡胶组合物H1-H4和DH1经Haake流变仪处理的温度-时间曲线；图3为橡胶组合物H1-H5和DH1、DH2的损耗因子-应变扫描曲线；图4为硫化橡胶S1-S5和DS1的储能剪切模量G’-应变扫描曲线；图5为硫化橡胶S1-S5和DS1的储能剪切模量G’-频率扫描曲线；图6为硫化橡胶S4、S5和DS1的损耗因子-频率扫描曲线；图7为硫化橡胶S1、S2和DS1的损耗因子-温度曲线。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种橡胶组合物，该橡胶组合物含有二烯烃橡胶和炭黑，其中，所述二烯烃橡胶为苯乙烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的混合物。根据本专利技术，所述橡胶组合物的各组分的含量范围选择较宽，为了得到综合性能更为优异的橡胶组合物，优选情况下，在所述组合物中，基于100重量份的所述二烯烃橡胶，所述炭黑的含量为30-60重量份。为了进一步提高所述组合物的加工性能，优选情况下，在所述二烯烃橡胶中，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物的含量与所述丁二烯橡胶的含量的重量比为0.4-19：1，进一步优选为0.4-4：1。在本专利技术中，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物由苯乙烯和异戊二烯聚合得到，所述聚合的方法可以为本领域常规使用的方法，例如采用阴离子溶液聚合法，具体为本领域技术人员所公知，在此不作赘述。优选情况下，在所述苯乙烯-异戊二烯共聚物中，3,4-异戊二烯结构单元的含量为20-35重量％，苯乙烯结构单元的含量为25-35重量％，余量为1,4-异戊二烯结构单元和1,2-异戊二烯结构单元。此外，所述苯乙烯结构单元在共聚物中呈无规分布。在本专利技术中，优选情况下，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物的重均分子量为30万-45万，分子量分布指数为1.1-1.5，门尼粘度为45-55。优选情况下，所述丁二烯橡胶的重均分子量为28万-46万，分子量分布指数为2.9-5.1，门尼粘度为40-50。所述丁二烯橡胶中可以含有95-99重量％的顺式-1,4丁二烯结构单元。进一步优选情况下，所述丁二烯橡胶中还可以含有1.7-2.6重量％的反式-1,4-丁二烯结构单元和1.2-2.1重量％的1,2-丁二烯结构单元。在本专利技术中，所述橡胶组合物还可以含有硫化剂、硫化促进剂和活化剂。对于所述硫化剂、硫化促进剂和活化剂的含量并没有特别的限定，例如，基于100重量份的所述二烯烃橡胶，所述硫化剂的含量为1.5-2重量份，所述硫化促进剂的含量为0.5-1.5重量份，所述活化剂的含量为2.5-5.5重量份。在本专利技术中，所述硫化剂、硫化促进剂和活化剂可以为本领域常规使用的硫化剂、硫化促进剂和活化剂，例如，所述硫化剂可以为不溶性硫磺、二
硫代吗啡啉和四硫化二吗啡啉中的一种或多种，优选为不溶性硫磺；所述硫化促进剂可以为N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(市售品如促进剂TBBS或NS)、2,2’-二硫化二苯并噻唑(市售品如促进剂DM)、N-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰亚胺(市售品如促进剂TBSI)、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(市售品如促进剂CBBS)、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(市售品如促进剂CZ)和二苯胍(市售品如促进剂D)中的一种或多种；所述活化剂可以为氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，该橡胶组合物含有二烯烃橡胶和炭黑，其特征在于，所述二烯烃橡胶为苯乙烯‑异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，该橡胶组合物含有二烯烃橡胶和炭黑，其特征在于，所述二烯烃橡胶为苯乙烯-异戊二烯共聚物和丁二烯橡胶的混合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，在所述组合物中，基于100重量份的所述二烯烃橡胶，所述炭黑的含量为30-60重量份。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，在所述二烯烃橡胶中，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物的含量与所述丁二烯橡胶的含量的重量比为0.4-19：1。4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物由苯乙烯和异戊二烯聚合得到，在所述苯乙烯-异戊二烯共聚物中，3,4-异戊二烯结构单元的含量为20-35重量％，苯乙烯结构单元的含量为25-35重量％，所述苯乙烯结构单元在共聚物中呈无规分布。5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述苯乙烯-异戊二烯共聚物的重均分子量为30万-45万，分子量分布指数为1.1-1.5，门尼粘度为45-55。6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述丁二烯橡胶的重均分子量为28万-46万，分子量分布指数为2.9-5.1，门尼粘度为40-50。7.根据权利要求1或6所述的组合物，其中，所述丁二烯橡胶中含有95-99重量％的顺式-1,4-丁二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵青松，曲亮靓，解希铭，于国柱，姜科，关逸英，段海东，王丽丽，李静，王丽静，陈婧，刘苹，刘翠云，乔勋昌，李绍宁，
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