一种耐磨轮胎橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：N,N'

【技术实现步骤摘要】
硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物30-40份、羧基丁腈橡胶100份、纳米杂化超支化聚合物HB-SiO26-10份、稀土金属有机框架4-7份、立方BCN 4-8份、白炭黑15-25份、偶联剂2-3份。
[0010]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
[0011]优选的，所述白炭黑的粒径为400-800目。
[0012]优选的，所述立方BCN的粒径为500-1000目。
[0013]优选的，所述稀土金属有机框架的制备方法，参见申请号为201210245269.7的中国专利技术专利实施例1。
[0014]优选的，所述纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2的制备方法，参见申请号为2019104252606的中国专利技术专利实施例一。
[0015]优选的，所述羧基丁腈橡胶为1072CGX，为日本瑞翁株式会社生产产品。
[0016]优选的，所述N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将N,N'-硫酰二咪唑、1,6-二氯全氟己烷、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在95-110℃，氮气或惰性气体氛围下搅拌反应8-12小时，后冷却至室温，在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的聚合物3-7次，最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物。
[0017]优选的，所述N,N'-硫酰二咪唑、1,6-二氯全氟己烷、碱性催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:(1-2):(10-15)。
[0018]优选的，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气在的任意一种。
[0019]优选的，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
[0020]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述耐磨轮胎橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份将N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物、羧基丁腈橡胶、纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2、偶联剂投入密炼机中混炼6-10分钟，然后加入稀土金属有机框架、立方BCN继续混炼5-8分钟，最后加入白炭黑再次混炼3-6分钟后卸料到开料机上出片，得到耐磨轮胎橡胶材料。
[0021]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0022](1)本专利技术提供的一种耐磨轮胎橡胶材料的制备方法，直接将各组分按重量份混炼后即可，无需专门硫化设备和工艺，该制备方法简单易行，对反应条件和设备要求低，原料来源丰富，生产效率高，适合连续规模化生产。
[0023](2)本专利技术提供的一种耐磨轮胎橡胶材料，克服了传统轮胎材料或多或少存在的耐磨性差，环保性、抓地性、耐老化性能有待进一步提高，使用寿命短，性能稳定性和机械力学性能不好的缺陷，具有耐磨性、耐老化性能佳，抓地性、耐高低温性能和性能稳定性好，机械力学性能、阻燃性和综合性能更优异的优点。
[0024](3)本专利技术提供的一种耐磨轮胎橡胶材料，以耐磨性能优异的羧基丁腈橡胶为基料，与N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物共混使用，结合了两类聚合物材料的优点，使得得到的橡胶材料耐磨性能更佳优异，羧基丁腈橡胶上的羧基与N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物上的咪唑阳离子通过离子键连接，形成三维网络结构，起到交联硫化作用，有效改善了材料的综合性能，通过这种离子交联的方式在共混成型时即可实现
交联硫化，无需后续再添加有毒有害的硫化剂，也无需复杂的硫化设备和工艺，简化了制备工艺，进一步提高了胶料耐磨性，耐低温高温性，抓地性能和化学稳定性。
[0025](4)本专利技术提供的一种耐磨轮胎橡胶材料，N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物是通过N,N'-硫酰二咪唑上的咪唑基与1,6-二氯全氟己烷上的氯基发生离子化缩合聚合反应制成，由于分子主链上引入硫酰基、咪唑基和全氟基团，协同作用，在电子效应、位阻效应的多重作用下，使得材料的耐候性、耐老化性和耐磨性得到较大程度的改善，通过缩聚引入咪唑阳离子结构，一方面为后续交联硫化提供反应位点，另一方面，还可以改善阻燃性和耐高低温性能，改善各组分表面的浸润性，提高各组分之间的相容性，进而改善材料性能稳定性和抓地性能。
[0026](5)本专利技术提供的一种耐磨轮胎橡胶材料，添加纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2和立方BCN，协同作用，能较大程度地改善耐磨性能，特别是纳米材料通过杂化超分子聚合物的形式加入，纳米粒子能提高聚合物的承载能力，摩擦过程中纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2在摩擦表面会形成吸附层，吸附层具有长程排斥力，使摩擦表面分开，纳米核对其核外有机分子链起到锚锭的作用，使表面吸附层更稳定，像分子刷一样，进而起到增强耐磨性的作用；白炭黑起到增强作用，稀土金属有机框架由于其特有的结构，使得胶料进入其框架孔隙结构中，有利于提高其性能稳定性，且由于孔隙的存在，使得材料具有抗振缓冲作用；稀土金属材料的引入，不仅能改善其强度，还有利于改善耐候性和抗氧化性能，促进交联硫化，改善胶料综合性能。
具体实施方式
[0027]为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0028]本专利技术实施例原料均为商业购买；所述稀土金属有机框架的制备方法，参见申请号为201210245269.7的中国专利技术专利实施例1；所述纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2的制备方法，参见申请号为2019104252606的中国专利技术专利实施例一；所述羧基丁腈橡胶为1072CGX，为日本瑞翁株式会社生产产品。
[0029]实施例1
[0030]一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物30份、羧基丁腈橡胶100份、纳米杂化超支化聚合物HB-SiO26份、稀土金属有机框架4份、立方BCN 4份、白炭黑15份、偶联剂2份；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述白炭黑的粒径为400目；所述立方BCN的粒径为500目。
[0031]所述N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将N,N'-硫酰二咪唑、1,6-二氯全氟己烷、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在95℃，氮气氛围下搅拌反应8小时，后冷却至室温，在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的聚合物3次，最后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物；所述N,N'-硫酰二咪唑、1,6-二氯全氟己烷、碱性催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:1:10；所述碱性催化剂为氢氧化钠。
[0032]一种所述耐磨轮胎橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份将
N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物、羧基丁腈橡胶、纳米杂化超支化聚合物HB-SiO2、偶联剂投入密炼机中混炼6分钟，然后加入稀土金属有机框架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物30-40份、羧基丁腈橡胶100份、纳米杂化超支化聚合物HB-SiO26-10份、稀土金属有机框架4-7份、立方BCN 4-8份、白炭黑15-25份、偶联剂2-3份。2.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，所述白炭黑的粒径为400-800目。4.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，所述立方BCN的粒径为500-1000目。5.根据权利要求1所述的一种耐磨轮胎橡胶材料，其特征在于，所述N,N'-硫酰二咪唑/1,6-二氯全氟己烷缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将N,N'-硫酰二咪唑、1,6-二氯全氟己烷、碱性催化剂加入到高沸点溶剂中，在95-110℃，氮气或惰性气体氛围下搅拌反应8-12小时，后冷却至室温，在水中沉出，接着用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，
申请(专利权)人：王玉龙，
类型：发明
国别省市：