本发明专利技术属于橡胶轮胎领域，公开了一种式(I)所示的碳氢树脂在橡胶中的应用，所述碳氢树脂为双环戊二烯类(DCPD类)与苯乙烯类的共聚树脂，所述碳氢树脂可以有效地提高橡胶的抓地力和保持橡胶的滚动阻力不变甚至更低。本发明专利技术还公开了包含式(I)所示碳氢树脂的橡胶组合物、轮胎胎面、充气轮胎。本发明专利技术碳氢树脂的制备方法操作简单，不会产生废水、更加环保。
Application of hydrocarbon resin in rubber, rubber composition and tire
The invention belongs to the field of rubber tires, discloses a type hydrocarbon resin (I) application is shown in the rubber, the hydrocarbon resin dicyclopentadiene type (DCPD type) and styrene copolymer resin, the hydrocarbon resin can effectively improve rubber grip and maintain the rolling resistance of rubber the same or even lower. The invention also discloses rubber composition containing the hydrocarbon resin shown in the formula (I), tyre tread and pneumatic tire. The preparation method of the hydrocarbon resin of the invention has simple operation, no waste water and more environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
一种碳氢树脂在橡胶中的应用、橡胶组合物以及轮胎
本专利技术属于橡胶轮胎领域，具体涉及一种用于轮胎胎面的碳氢树脂，以及使用该碳氢树脂的橡胶组合物制备的轮胎胎面和由该轮胎胎面制备的充气轮胎。
技术介绍
随着经济的发展和社会的进步，人们对轮胎的安全性、节油性、耐用性要求越来越高。衡量这三个性能的指标主要是抓地力、滚动阻力、磨耗，但是提高一个性能指标往往会导致其他性能指标的下降，即所谓的轮胎魔鬼三角。已知可以通过溶聚丁苯橡胶和白炭黑替代乳聚丁苯和炭黑，来同时提高抓地力和降低滚动阻力，溶聚丁苯橡胶和白炭黑是实现绿色轮胎的基础材料。通常用动态力学分析数据损耗因子Tanδ来表征橡胶的抓地力和滚动阻力，Tanδ等于剪切损耗模量与剪切储存模量的比值，实际上是表征机械能转化为热能的相对比值。Tanδ越大，表明机械能越容易转为热能，即抓地力越高；Tanδ越低，表明橡胶的弹性越好，机械能不容易转化为热能，表明滚动阻力越低。通常采用低温如0℃的Tanδ值来表征抓地力，此温度下Tanδ越大，抓地力越高；高温如60℃的Tanδ值来表征滚动阻力，此温度下Tanδ越小，滚动阻力越低。在橡胶配方中添加一些功能性树脂可以进一步提高橡胶的某些性能。常用的树脂包括C5/C9共聚树脂，苯乙烯/甲基苯乙烯共聚树脂、萜烯树脂，双环戊二烯(DCPD)树脂。例如专利US5887249、US6469101公开了在橡胶配方中添加苯乙烯/甲基苯乙烯共聚树脂，可以提高轮胎的抓地力和降低滚动阻力。专利US20100179247公开了在胎面配方中使用DCPD树脂可以有效降低磨耗、提高湿抓，但是滚动阻力增加。专利US20070037908公开了一种萜烯酚树脂，当树脂软化点在105-115℃之间、羟值在40-50时，橡胶中添加该树脂可以提高抓地力而保持滚动阻力不变。另外，现有技术中制备萜烯酚树脂、苯乙烯甲基苯乙稀共聚树脂的方法采用三氟化硼乙醚为催化剂，需要碱中和、再水洗，会产生大量废水。树脂与橡胶的相容性对其应用起到关键作用。树脂与橡胶的相容性好，Tanδ曲线向高温方向移动，0℃的Tanδ值增加，抓地力变好；如果树脂与橡胶的相容性差，树脂在橡胶中分相，Tanδ曲线向高温方向移动变小，以及在高温区域形成第二个峰，有可能会导致60℃的Tanδ值增加。芳香基团含有大π键，可以与丁苯橡胶中的苯环有较强的π-π相互作用，含有芳香基团的树脂可通过π-π相互作用与丁苯橡胶有较好的相容性；脂环基团的刚性较大，树脂中引入脂环基团，可以降低树脂的分子量，而树脂的分子量越小，树脂在橡胶中的分散性越好，有利于提高树脂在橡胶中的相容性。本专利技术人发现，将具有芳香基团的苯乙烯类单体与具有脂环结构的DCPD类单体按照一定比例制备成的树脂，所得树脂可以有效地提高橡胶的抓地力、降低滚动阻力。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的上述缺陷，提出了一种式(I)所示的碳氢树脂在橡胶中的应用，所述碳氢树脂可以有效地提高橡胶的抓地力和保持橡胶的滚动阻力不变甚至更低。本专利技术还公开了包含式(I)所示碳氢树脂的橡胶组合物、轮胎胎面、充气轮胎；本专利技术还公开了所述碳氢树脂的制备方法，本专利技术的制备方法操作简单，不会产生废水、更加环保。本专利技术提出了一种碳氢树脂在橡胶中的应用，所述碳氢树脂结构如式(Ⅰ)所示，式(Ⅰ)中：R1选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R2选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R3选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R4选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；x为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。y为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。所述橡胶包括橡胶组合物、轮胎胎面、充气轮胎。本专利技术还提供了一种橡胶组合物，其中，包括如下组分(以质量份表示)：100份天然橡胶、合成橡胶或其组合物；30-100份白炭黑；3-20份硅烷偶联剂；1-10份炭黑；1-30份如式(Ⅰ)所示的碳氢树脂。优选地，所述橡胶组合物，包括如下组分(以质量份表示)：100份天然橡胶、合成橡胶或其组合物；60～90份白炭黑；5～15份硅烷偶联剂；1～5份炭黑；5-20份如式(Ⅰ)所示的碳氢树脂。所述碳氢树脂的结构如下式(I)所示：式(Ⅰ)中：R1选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R2选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R3选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R4选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；x为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。Y为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。其中，所述的合成橡胶包括但不限于合成的顺式-1,4-聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯、异戊二烯与丁二烯的共聚物、苯乙烯与丁二烯及异戊二烯的共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物中的一种或多种。其中，所述的白炭黑没有特别地限定，可以使用现有技术中用于轮胎或其他任意应用的任何白炭黑；所述的白炭黑氮气吸附比表面积小于等于450m2/g；优选地，白炭黑氮气吸附比表面积为30m2/g-300m2/g。其中，所述的硅烷偶联剂没有特别地限定，可以使用现有技术中用于轮胎或其他任意应用的任何硅烷偶联剂。其中，所述的炭黑没有特别地限定，可以使用现有技术中用于轮胎或其他任意应用的任何炭黑；所述炭黑的氮气吸附比表面积大于等于30m2/g；优选地，所述炭黑的氮气吸附比表面积为30m2/g-150m2/g。本专利技术的橡胶组合物中还可以进一步包括各种添加剂，如硫化剂、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、软化剂等组分。其中，硫磺为常用的硫化剂，用量为本领域技术人员所熟知，每100重量份橡胶中添加0.5-10重量份的硫磺。本专利技术还提供了所述橡胶组合物的制备方法，包括：(1)将橡胶、所述的碳氢树脂和除硫化剂、促进剂以外的添加剂组分混合形成混合物；(2)将硫化剂、促进剂混入第一步形成的混合物中。其中，所述步骤(1)中，使用密炼机混合，如Banbury密炼机；混合温度为150～155℃。其中，所述步骤(2)中，操作的温度为90～150℃。其中，所述橡胶组合物的制备方法还可以包括进一步定型和硫化的步骤。本专利技术还提出了一种轮胎胎面，其中，包括如所式(Ⅰ)所示的碳氢树脂或所述的橡胶组合物；式(Ⅰ)中：R1选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R2选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R3选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；R4选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种，优选H、CH3、C2H5；x为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。Y为1-30的整数，优选地，为3-10的整数。本专利技术还提出了一种轮胎，包括如式(Ⅰ)所示的碳氢树脂或所述橡胶组合物或所述轮胎胎面。其中，所述轮胎为充气轮胎。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术使用的双环戊二烯类(DCPD类)与苯乙烯类共聚树脂为DCPD类与苯乙烯、甲基苯乙烯共聚树脂，即式(I)所示的碳氢树脂，可以有效地提高轮胎胎面的抓地力和保持轮胎胎面的滚动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳氢树脂在橡胶中的应用，其特征在于，所述碳氢树脂的结构如式(Ⅰ)所示，
【技术特征摘要】
1.一种碳氢树脂在橡胶中的应用，其特征在于，所述碳氢树脂的结构如式(Ⅰ)所示，式(Ⅰ)中：R1选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种；R2选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种；R3选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种；R4选自H、C1-C6的烷基中的一种或两种；x、y分别为1-30的整数；其中，所述橡胶包括橡胶组合物、轮胎胎面和轮胎。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述碳氢树脂的质量为橡胶质量的1-30％。3.一种橡胶组合物，其特征在于，包含如下组分，其中所述组分以质量份表示：100份天然橡胶、合成橡胶或其组合物；30-100份白炭黑；3-20份硅烷偶联剂；1-10份炭黑；1-30份如权利要求1中式(I)所示的碳氢树脂。4.如权利要求3所述的橡胶组合物，其特征在于，包含如下组分，其中所述组分以质量份表示：100份天然橡胶、合...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁代仁，张坤，
申请(专利权)人：彤程化学中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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