填充碳纳米管的橡胶组合物的制备方法技术

本发明专利技术目的在于提供一种含碳纳米管的具有高拉伸强度、好的耐磨性和低的滚动阻力的用于轮胎胎面的橡胶组合物的制备方法。该发明专利技术首先对碳纳米管表面进行羟基化处理，而后采用不饱和羧酸极性单体对丁苯胶乳进行接枝聚合，其次通过包覆处理，并与丁苯橡胶胶乳混合、凝聚来制备高性能轮胎胎面胶的橡胶组合物。该发明专利技术不仅有效地解决了碳纳米管的易团聚问题，而且还解决了碳纳米管与丁苯橡胶基体结合力差且分散不均的问题，赋予了碳纳米管在橡胶基体中的高分散性。

Preparation of Rubber Composition Filled with Carbon Nanotubes

The invention aims to provide a preparation method of a rubber composition for tire tread with carbon nanotubes, which has high tensile strength, good wear resistance and low rolling resistance. The invention first carries out hydroxylation treatment on the surface of carbon nanotubes, then uses unsaturated carboxylic acid polar monomer to graft and polymerize styrene-butadiene latex. Secondly, the rubber composition of high performance tire tread compound is prepared by coating treatment, mixing and coagulating with styrene-butadiene rubber latex. The invention not only effectively solves the problem of easy agglomeration of carbon nanotubes, but also solves the problem of poor adhesion and uneven dispersion between carbon nanotubes and styrene-butadiene rubber matrix, giving carbon nanotubes high dispersion in rubber matrix.

【技术实现步骤摘要】
填充碳纳米管的橡胶组合物的制备方法
本专利技术涉及一种橡胶组合物，具体的说涉及一种改性碳纳米管填充丁苯橡胶用于轮胎胎面的橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也越来越高，这就要求轮胎胎面胶“魔鬼三角”性能的平衡须获得较明显的提升，也就是说轮胎胎面胶在具有良好的抗湿滑性能的同时，还要有优异的耐磨性及低的滚动阻力。随着具有高模量和高强度碳纳米管(CarbonNanotube，简称CNT)的出现，将赋予高分子材料高强度、低膨胀、高耐磨等特性，并且做为补强填料用于轮胎胎面配方中，能使胎面胶“魔鬼三角”性能获得较明显的平衡，在橡胶材料领域的应用日益受到人们的关注。但是，碳纳米管属纳米级材料，其粒径小、比表面大、表面能高、极易团聚，在参与橡胶材料的混合过程中很容易聚集成无用的团块，导致分散不均匀的问题出现，这样不但会影响填充改性效果，而且还会损害橡胶材料的性能。碳纳米管复合改性材料研究己成为目前材料领域研究的热点之一。迄今为止，专利文献报道的改性碳纳米管复合材料很多。ZL200510058999.6首先对CNT进行表面处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填充碳纳米管的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分散型碳纳米管的制备：a.碳纳米管羟基化的制备：按碳纳米管的质量百分比计，将100份碳纳米管和150～200份浓硝酸、50～100份浓硫酸、10～50份高锰酸钾一起放入反应器中混合，用50～100kHz超声波处理1～2hr,然后加热到50～150℃下，搅拌酸煮1～10hr，冷却、抽滤、洗涤至滤液呈中性，最后加入200～500份多元醇，再加热到50～90℃下，搅拌反应1～5hr，抽滤、洗涤、干燥，得到表面带有羟基的碳纳米管；b.接枝丁苯胶乳的制备：以丁苯胶乳质量为100份计，在聚合釜中首先加入100～300份去离子水、然...

【技术特征摘要】
1.一种填充碳纳米管的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分散型碳纳米管的制备：a.碳纳米管羟基化的制备：按碳纳米管的质量百分比计，将100份碳纳米管和150～200份浓硝酸、50～100份浓硫酸、10～50份高锰酸钾一起放入反应器中混合，用50～100kHz超声波处理1～2hr,然后加热到50～150℃下，搅拌酸煮1～10hr，冷却、抽滤、洗涤至滤液呈中性，最后加入200～500份多元醇，再加热到50～90℃下，搅拌反应1～5hr，抽滤、洗涤、干燥，得到表面带有羟基的碳纳米管；b.接枝丁苯胶乳的制备：以丁苯胶乳质量为100份计，在聚合釜中首先加入100～300份去离子水、然后依次加入100份丁苯胶乳、1～10份乳化剂、0.05～0.5份分子量调节剂，用氮气置换后，加入1～10份的不饱和羧酸极性单体，搅拌、加热，待聚合釜温度达到30～50℃时加入0.05～0.3份引发剂，反应3～8h后，加入0.1～0.5份终止剂，制得接枝胶乳；c.分散型碳纳米管的制备：按羟基化碳纳米管的质量百分比计，取100份羟基化碳纳米管和1.0～5.0份表面活性剂、300～500份去离子水、1～6份缓冲剂加入到聚合釜中搅拌混合10～30min；然后加入1～5份乳化剂、1～10份接枝胶乳，搅拌升温至50～70℃，搅拌反应1～5hr后，经洗涤、脱水、干燥、研磨制得分散型碳纳米管；(2)丁苯橡胶组合物的制备：以丁苯胶乳干胶的质量为100份计，取100份丁苯胶乳干胶和1～5份乳化剂、100～300份去离子水加入到凝聚釜里搅拌混合10～30min，然后加入10～40份分散型碳纳米管，用缓冲剂调节体系pH值为9～12，升温至40～60℃时，搅拌混合30～60min，然后加入3～7份凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐典宏，龚光碧，魏绪玲，赵洪国，孟令坤，张华强，丛日新，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11