一种橡胶组合物及其应用和一种硫化胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶组合物及其应用以及一种硫化胶囊及其制备方法，所述橡胶组合物含有丁基橡胶、补强剂和硫化剂，所述丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯，所述芳基烯烃选自式I所示的化合物，所述丁基橡胶中，部分衍生自共轭二烯烃的结构单元作为接枝位点使得所述丁基橡胶的部分分子链为接枝链，所述丁基橡胶的剩余部分分子链为线形链；所述丁基橡胶的峰位分子量为90万至260万，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为30‑80重量％。由本发明专利技术的橡胶组合物形成的硫化胶囊显示出提高的使用寿命。

A rubber composition, its application, a vulcanized capsule and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶组合物及其应用和一种硫化胶囊及其制备方法
本专利技术涉及一种橡胶组合物及其应用，本专利技术还涉及一种硫化胶囊及其制备方法。
技术介绍
随着世界汽车工业的不断发展和全球高速公路的快速增长，汽车的种类越来越多，行驶速度越来越快，对轮胎的品质要求越来越高，因而对轮胎模具的品质要求也越来越高。轮胎硫化胶囊是现代轮胎生产中硫化工序的必要工具，用于外胎硫化时将硫化介质与胎胚内表面隔离开，同时传递热量和压力于胎胚内表面上。轮胎硫化胶囊要经受一些苛刻的作业条件，包括高温、大幅度屈挠、共硫化以及硫化剂从未硫化的胎坯中迁移，硫化胶囊的使用寿命对轮胎厂生产效率有很大影响。丁基橡胶是硫化胶囊的主要生产原料，尽管已经开发了一些用于制备硫化胶囊的丁基橡胶，但是仍然需要开发新型丁基橡胶，以获得更为优异的性能(特别是具有更长的使用寿命)的硫化胶囊。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有延长使用寿命的硫化胶囊。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种橡胶组合物，该组合物含有丁基橡胶、补强剂和硫化剂，其中，所述丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯，所述芳基烯烃选自式I所示的化合物，式I中，R1为C6-C20的芳基；所述丁基橡胶中，部分衍生自共轭二烯烃的结构单元作为接枝位点使得所述丁基橡胶的部分分子链为接枝链，所述丁基橡胶的剩余部分分子链为线形链；所述丁基橡胶的峰位分子量为90万至260万，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为30-80重量％。根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了本专利技术第一个方面所述的橡胶组合物在制备硫化胶囊中的应用。根据本专利技术的第三个方面，本专利技术提供了一种硫化胶囊，该硫化胶囊是由本专利技术第一个方面所述的橡胶组合物形成。根据本专利技术的第四个方面，本专利技术提供了一种硫化胶囊的制备方法，该方法将本专利技术第一个方面所述的橡胶组合物中的各组分混合后，进行成型。根据本专利技术的第五个方面，本专利技术提供了由本专利技术第四个方面所述的方法制备的硫化胶囊。由根据本专利技术的橡胶组合物制备的硫化胶囊显示出明显提高的使用寿命，使用寿命达到600次以上，极限寿命达到650次以上。附图说明图1为制备例1和2以及制备对比例1制备的丁基橡胶制成的混炼胶在100℃时的挤出胀大比与剪切速率的关系图。图2为制备例4制备的丁基橡胶的凝胶渗透色谱(GPC)曲线图。图3为制备例6制备的丁基橡胶的GPC曲线图。图4为制备例8制备的丁基橡胶的GPC曲线图。图5为制备例4和8制备的丁基橡胶以及制备对比例3和4制备的丁基橡胶制成的混炼胶在100℃时的挤出胀大比与剪切速率的关系图。图6为实施例1制备的硫化胶囊使用589次后内表面的照片。图7为对比例2制备的硫化胶囊使用450次后内表面的照片。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。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种橡胶组合物，该组合物含有丁基橡胶、补强剂和硫化剂。根据本专利技术的橡胶组合物，所述丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯。本专利技术中，“衍生自异丁烯的结构单元”是指该结构单元由异丁烯形成，且该结构单元与异丁烯相比，除电子结构有所改变外，原子种类以及各原子的个数均相同；“衍生自共轭二烯烃的结构单元”是指该结构单元由共轭二烯烃形成，且该结构单元与共轭二烯烃相比，除电子结构有所改变外，原子种类以及各原子的个数均相同；“衍生自芳基烯烃的结构单元”是指该结构单元由芳基烯烃形成，且该结构单元与芳基烯烃相比，除电子结构有所改变外，原子种类以及各原子的个数均相同。所述共轭二烯烃是指分子结构中含有共轭双键的化合物。优选地，所述共轭二烯烃选自式II所示的化合物，式II中，R2、R3和R4相同或不同，各自选自氢和C1-C5的直链或支链烷基。所述共轭二烯烃的具体实例可以包括但不限于丁二烯和/或异戊二烯。所述芳基烯烃是指烯烃中的至少一个氢原子被芳基取代形成的物质。具体地，所述芳基烯烃可以为式I所示的化合物：式I中，R1为C6-C20的芳基，具体可以选自苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、邻乙苯基、间乙苯基、对乙苯基、邻叔丁基苯基、间叔丁基苯基、对叔丁基苯基、对十二烷基苯基、2,4-二正丁基苯基、对正丙基苯基和2,4-二乙基苯基。所述芳基烯烃的具体实例可以包括但不限于苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、3,5-二乙基苯乙烯、3,5-二正丁基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯和4-十二烷基苯乙烯中的一种或两种以上。优选地，所述芳基烯烃为苯乙烯。根据本专利技术的橡胶组合物，所述丁基橡胶含有衍生自共轭二烯烃的结构单元，且至少部分共轭二烯烃为异戊二烯。根据本专利技术的橡胶组合物，所述丁基橡胶中，衍生自共轭二烯烃的结构单元的含量可以为0.5-2.5摩尔％，例如：0.5摩尔％、0.6摩尔％、0.7摩尔％、0.8摩尔％、0.9摩尔％、1摩尔％、1.1摩尔％、1.2摩尔％、1.3摩尔％、1.4摩尔％、1.5摩尔％、1.6摩尔％、1.7摩尔％、1.8摩尔％、1.9摩尔％、2摩尔％、2.1摩尔％、2.2摩尔％、2.3摩尔％、2.4摩尔％、或者2.5摩尔％。优选地，该丁基橡胶中，衍生自共轭二烯烃的结构单元的含量为0.8-2摩尔％。更优选地，该丁基橡胶中，衍生自共轭二烯烃的结构单元的含量为1-1.8摩尔％，如1.2-1.6摩尔％。根据本专利技术的橡胶组合物，所述丁基橡胶中，衍生自共轭二烯烃的结构单元可以为衍生自异戊二烯烃的结构单元，也可以为衍生自异戊二烯的结构单元与衍生自除异戊二烯之外的其它共轭二烯烃(如丁二烯)的结构单元的组合。所述丁基橡胶中，衍生自异戊二烯的结构单元的含量可以为0.5-2.5摩尔％，例如：0.5摩尔％、0.6摩尔％、0.7摩尔％、0.8摩尔％、0.9摩尔％、1摩尔％、1.1摩尔％、1.2摩尔％、1.3摩尔％、1.4摩尔％、1.5摩尔％、1.6摩尔％、1.7摩尔％、1.8摩尔％、1.9摩尔％、2摩尔％、2.1摩尔％、2.2摩尔％、2.3摩尔％、2.4摩尔％、或者2.5摩尔％。优选地，所述丁基橡胶中，衍生自异戊二烯的结构单元的含量为0.8-2摩尔％。更优选地，所述丁基橡胶中，衍生自异戊二烯的结构单元的含量为1-1.8摩尔％，如1.1-1.4摩尔％。本专利技术中，丁基橡胶中衍生自共轭二烯烃的结构单元的含量以及衍生自异戊二烯的结构单元的含量采用核磁共振氢谱测定。根据本专利技术的橡胶组合物，所述丁基橡胶可以含有衍生自芳基烯烃的结构单元，也可以不含有衍生自芳基烯烃的结构单元。在一种优选的实施方式中，所述丁基橡胶含有衍生自芳基烯烃的结构单元。在该优选的实施方式中，以丁基橡胶的总量为基准，衍生自芳基烯烃的结构单元的含量可以为0.01-3摩尔％，例如：0.01摩尔％、0.02摩尔％、0.03摩尔％、0.04摩尔％、0.05摩尔％、0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，该组合物含有丁基橡胶、补强剂和硫化剂，其中，所述丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯，所述芳基烯烃选自式I所示的化合物，

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，该组合物含有丁基橡胶、补强剂和硫化剂，其中，所述丁基橡胶含有衍生自异丁烯的结构单元、衍生自共轭二烯烃的结构单元、以及可选的衍生自芳基烯烃的结构单元，至少部分共轭二烯烃为异戊二烯，所述芳基烯烃选自式I所示的化合物，式I中，R1为C6-C20的芳基；所述丁基橡胶中，部分衍生自共轭二烯烃的结构单元作为接枝位点使得所述丁基橡胶的部分分子链为接枝链，所述丁基橡胶的剩余部分分子链为线形链；所述丁基橡胶的峰位分子量为90万至260万，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为30-80重量％。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述接枝链的主链含有衍生自共轭二烯烃的结构单元以及衍生自芳基烯烃的结构单元，所述接枝链的主链优选含有衍生自共轭二烯烃的结构单元以及衍生自苯乙烯的结构单元，所述接枝链的主链优选衍生自丁苯聚合物和/或戊苯聚合物；所述接枝链的支链含有衍生自异丁烯的结构单元以及衍生自异戊二烯的结构单元。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，所述线形链含有衍生自异丁烯的结构单元以及衍生自异戊二烯的结构单元。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述丁基橡胶中，衍生自共轭二烯烃的结构单元的含量为0.5-2.5摩尔％，优选为1.2-1.6摩尔％；以所述丁基橡胶的总量为基准，衍生自芳基烯烃的结构单元的含量为0.01-3摩尔％，优选为0.05-0.6摩尔％，更优选为0.1-0.5摩尔％。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述丁基橡胶的门尼粘度ML(1+8)125℃为30-70，优选为40-60。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的橡胶组合物，其中，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为33-75重量％，优选为35-70重量％，更优选为35-55重量％。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述丁基橡胶的峰位分子量为95万至230万，优选为100万至210万，更优选为110万至190万。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述丁基橡胶的分子量呈双峰分布，高分子量肩峰的Log(MW)值位于6-7.5之间。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述硫化剂为酚醛树脂硫化剂，优选为烷基酚醛树脂硫化剂和/或卤代烷基酚醛树脂硫化剂，更优选为对辛基酚醛树脂、对丁基酚醛树脂、卤代对辛基酚醛树脂和卤代对丁基酚醛树脂中的一种或两种以上；优选地，相对于100重量份丁基橡胶，所述硫化剂的含量为6-15重量份，优选为8-12重量份。10.根据权利要求9所述的橡胶组合物，其中，该橡胶组合物还含有至少一种卤素给予体，所述卤素给予体优选为含卤素聚合物，更优选为氯丁橡胶、氯乙烯弹性体、氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶中的一种或两种以上；优选地，相对于100重量份丁基橡胶，所述卤素给予体的含量为2-8重量份，优选为3-5重量份。11.根据权利要求9或10所述的橡胶组合物，其中，该橡胶组合物还含...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚惠勤，邱迎昕，王丽丽，张雷，包巧云，
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