本发明专利技术公开了一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其包含多双键极性化合物改性SSBR和多双键极性化合物改性BR和引发剂及其他常规硅配方助剂。将多烯或不饱和碳‑碳双键的极性化合物填充入溶聚丁苯橡胶(SSBR)和顺丁橡胶(BR)中，所得的生胶应用于半钢轮胎胎面胶“硅配方”中，硫化后的胎面胶体现出良好的抓地性能和较低的滚动阻力，相比于通用型SSBR或BR其滚动阻力改善率最高可以达到40％。
Formula of tread compound of semi steel radial tire modified by multi double bond polar compound
【技术实现步骤摘要】
一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方
本专利技术涉及一种改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，具体涉及通过多双键极性化合物改性的半钢子午线轮胎胎面胶配方，通过在SSBR和BR中同时引入多双键极性化合物，可以强化橡胶与极性填料的亲和力，降低炭黑等填料在胶料中自行集聚的Payne效应，从而改善橡胶的滞后损失，获得高性能轮胎，属于改性轮胎橡胶领域。
技术介绍
在欧盟标签法中对应的A～G7个等级中，中国国内的部分轮胎公司使用通用型SSBR和通用型BR配合只能生产B/C级轮胎，而要向更高级别如双B或A/B或双A级标准，将是未来的发展目标。这对橡胶新材料的选用尤为重要，其中之一的方法是将极性物质引入SSBR和BR分子中或引入硫化胶的大分子网络中，极性基团强化橡胶与极性填料的亲和力，降低炭黑等填料在胶料中自行集聚的Payne效应，从而改善橡胶的滞后损失，获得高性能轮胎。传统的第三代溶聚丁苯橡胶(SSBR)尽管分子结构中乙烯基单元含量为40～65％，但分子中无极性基团，采用硅配方制成的半钢轮胎只能达至B/C级标准，而更高等级或标准如双A或A/B的半钢轮胎至目前还没有见文献报到。如固特异轮胎橡胶公司的专利(公开号CN103483645A)公开了一种充气轮胎的制备方法，具体公开的充气轮胎胎面胶配方中的溶聚丁苯橡胶结合的苯乙烯质量分数为20～50％，1,2-乙烯基质量分数为10～40％100份，低PCA加工油5～60份，二氧化硅90～150份，含硫有机硅化合物10～20份，多萜树脂5～30份，炭黑10份。按上述配方制作半钢轮胎其抓地只能达到B级、滚动阻力为C级。要将轮胎滚动阻力达到更高等级的标准，对SSBR分子进行官能团极性化是一种可行的方法。如横滨橡胶株式会社在中国申请的专利(公开号CN103221476A)公开了一种轮胎胎面用橡胶组合物，具体公开了改性共轭二烯系聚合物橡胶具有末端改性基，末端改性基是使用有机活性金属化合物作为引发剂、在烃溶剂中使共轭二烯系单体和芳香族乙烯基单体进行共聚，并使所得的活性共轭二烯系聚合物链与具有能够与该聚合物链的活性末端反应的官能团的化合物进行反应而生成的，该末端改性基含有能够与二氧化硅相互作用的官能团。日本专利(JP2009287020A)介绍了将丁二烯和苯乙烯置于环己烷中聚合，用3-N,N-双(三甲基硅烷基)氨基丙基(甲基)二乙氧基硅烷及N-苯亚甲基-3-三乙氧基硅烷基-1-丙胺类物质进行封端偶合得到的橡胶，此种方法属于偶合型，极性氮原子也在聚合物的中间段，此类聚合物属于分子链单端官能化，链端封端率只有25-50％，聚合物分子链末端仍为苯乙烯或丁二烯单元组成的惰性末端，用其制备的胎面胶仍会产生一定的“Payne”效应。美国专利(US5616704A)中描术了采用仲胺类化合物与丁基锂反应生成仲胺基锂作为苯乙烯和丁二烯聚合的引发剂，最后用三烷基一氯化锡或4,4”-双(二乙基氨基)二苯甲酮或其它N,N”-二烷基-胺基-烷基酮或醛类化合物，或N,N”-二烷基-胺基-烷基烯类物质来终止聚合反应来合成SSBR。然而仲胺基锂在制备过程中受温度和平衡反应影响，总有少量仲胺存在仲胺基锂溶液中，严重影响聚合反应动力学，造成聚合反应不完全，聚合物分子量上不去等弊病。在(白碳黑和碳黑填充胎面胶用的改性合成橡胶[J].现代橡胶技术，2012,38(5):12-17.)一文中有建议采用较少的含极性基团的聚合物链构成新的主链改性技术可进一步降低硫化胶的滞后损失和减少轮胎的滚动阻力，如在丁二烯-苯乙烯共聚时，引入生长聚合物链的含单体的极性基团，如4-N-(三甲基)硅基-甲基-乙基-苯乙烯作为共聚单体，其用量为总单体用量的1～2％。不幸的是，额外的单体常常会影响到聚合动力学，因此会改变原有非改性聚合物的性能。在美国专利(US5521309)中描述了采用有机胺类化合物与丁基锂在室温反应制备有机锂化合物作为丁二烯-苯乙烯无规共聚的引发剂，这类官能化的引发剂如有N,N-二辛基氨基-甲基烯丙基锂，六亚甲基氨基烯丙基锂，吡咯烷基-邻二甲苯基铵等，引发的聚合物活性胶液最后用四氯化锡进行50％的偶合，合成的聚合物与非官能化的SSBR同比，结果表明官能化聚合物硫化胶的滞后损失同比下降达43％。刘大华和刘青教授(《合成橡胶工业手册》主编、院长)及A.R.Payne博士等研究表明：SSBR链端偶联结构对炭黑的反应活性大小按下列顺序依次递减，锡-丁间二烯基，锡-苯乙烯基，硅-丁间二烯基及端基未偶联改性者。根据大分子链构象分析，橡胶滞后损失的根源在于网络大分子最终交联点到链端之间自由度较大的链节很难参与大分子有效的弹性回复过程，因而在周期性的形变中损失的能量易于转化为热。现有的市售Trinseo新型官能化的SPRINTANTMSLR4633-Schkopau、SPRINTANTMSLR4630-Schkopau等及JSR公司生产HPR-850系列产品和旭化成公司生产的Y-031等官能化产品。这种聚合物的结构特征至目前还没有文献作具体的描述。目前，使用SSBR作为高性能绿色轮胎的硅配方中，通常使用的是分子中无双键基团的含硫有机硅氧烷作偶合剂将填料-填料(二氧化硅-二氧化硅)相互作用，和聚合物与填料相结合，以便将填料在复合料中达至有效的分散和结合，作为SSBR分子链中含有极性基团尤其显得特别和有效。另外，现有的官能化SSBR、通用型BR、硅-69或硅75及白碳黑等配制的高性能轮胎配方中，对于硅-69或硅75而言，它与白碳黑和橡胶偶合属于物理结合，不能参与网络大分子的弹性回复；对于官能化的SSBR而言虽然含有官能基团，但BR通常使用的是稀土催化制备的BR(如CB-24)或镍系催化BR-9000，即BR分子中或分子末端无官能基团，导至硫化网络大分子最终交联点到链端之间仍含有一定量的自由度较大的链节很难参与大分子有效的弹性回复过程，在周期性的形变中损失的能量易于转化为热。即这也是现有技术的不足之处。中国专利(CN102911298A一种用于异戊二烯聚合的催化体系及其制备方法)中介绍了采用新癸酸钕-三异丁基铝-氯化二乙基铝催化体系制备聚异戊二烯橡胶或稀土聚丁二烯橡胶，制备的BR分子中顺式-1，4含量达98％，分子结构中无其它基团。这种橡胶与通用型SSBR配合只能用于B/C级轮胎的制造。中国专利(CN104448059A、CN104211838A和CN105601770A)均涉及的是高顺式-1,4含端羟基的聚丁二烯液体橡胶及其制备方法。上述含端羟基的聚丁二烯橡胶属于液体胶不适宜作为轮胎材料，只适宜做聚氨酯弹性或发泡材料。在高峰，2018(第五界)国际绿色轮胎技术高峰论坛[C]论文集“石墨烯在轮胎中的创新应用”中介绍了石墨烯在丁苯橡胶和天然橡胶中的应用，即突破了胶乳中加入石墨烯纳米材料并分散于胶液中的技术瓶颈，最后充入生胶中的石墨烯纳米材料为10～15％，在轮胎配方中的石墨烯含量为1％，并在双星轮胎公司生产出了全球首发的石墨烯轮胎，其抗湿滑性提高了5％，滚动阻力下降了15％。在武汉大学化学与分子科学学院,第十四届中国有机硅学术交流会本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：包含多双键极性化合物改性SSBR和多双键极性化合物改性BR和引发剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：包含多双键极性化合物改性SSBR和多双键极性化合物改性BR和引发剂。
2.根据权利要求1所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：
所述双键极性化合物改性SSBR由SSBR胶液与多双键极性化合物通过溶解混合及蒸汽凝聚得到；
所述双键极性化合物改性BR由BR胶液与多双键极性化合物通过溶解混合及蒸汽凝聚得到。
3.根据权利要求2所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述多双键极性化合物至少包含两个碳碳双键以及至少一个极性基团。
4.根据权利要求3所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述极性基团为包含氧、硅、氮、硫、锡中至少一种的极性基团。
5.根据权利要求4所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述极性基团包括羧基、酯基、硅氧基团中至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述多双键极性化合物包括共轭二烯酸、共轭二烯酸酯类、含有多乙烯基的有机硅化合物、含有多乙烯基的有机硅低聚物中至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述多双键极性化合物包括八乙烯基-poss、顺丁烯二酸二丙烯醇酯、顺式-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸、顺式-5,8,11,14,17-二十碳五烯酸、顺式-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸酯、顺式-5,8,11,14,17-二十碳五烯酸酯、端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅橡胶或树脂、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯中至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种多双键极性化合物改性半钢子午线轮胎胎面胶配方，其特征在于：所述多双键极性化合...
【专利技术属性】
技术研发人员：张千帆，张建国，徐伟箭，蒋文英，
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巴陵分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。