橡胶组合物及其制备方法与应用、轮胎胎面用橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，公开了一种橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶50‑100质量份；顺丁橡胶0‑50质量份；白炭黑50‑77质量份；炭黑2‑10质量份；硫酸钙晶须5‑25质量份；表面改性剂4‑10质量份；软化剂5‑15质量份；活化剂2‑8质量份；硫化剂0.3‑2质量份；促进剂2‑6质量份；防老剂1‑5质量份，所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为77‑87质量份。该橡胶组合物在不降低抗湿滑性能以及耐磨性的前提下，具有低的滚动阻力，显著降低了轮胎的燃油消耗，适用于制备绿色节能的轮胎胎面胶。

【技术实现步骤摘要】
橡胶组合物及其制备方法与应用、轮胎胎面用橡胶组合物及其制备方法
本专利技术涉及橡胶领域，具体地，涉及一种橡胶组合物以及制备方法与应用、一种轮胎胎面用橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
绿色环保是未来社会发展的方向，近些年来绿色轮胎由于具有低滚动阻力、节油环保的特点而备受关注。美国早在2007年前就通过了包含轮胎标签规定的法规；日本从2010年开始实施自愿轮胎标签制度；而欧盟、韩国从2012年11月1日起，实施强制性轮胎标签法规。这些法规对轮胎滚动阻力和抗湿滑性提出了更高的等级要求，因此如何降低轮胎滚动阻力、提高抗湿滑性的研究为中国轮胎工业绿色升级具有重要意义。目前研究方向集中于如何提高白炭黑在橡胶基体中的分散，包括湿法混炼、提高混炼设备能力等。硫酸钙晶须在橡胶中的应用已有研究，CN102134339A公开了硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺，所提供的硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料强度高，韧性好，性能稳定，可广泛用于轮胎、胶管和胶鞋等的制作。CN102234387A公开了一种硫酸钙晶须改性橡胶及其制备工艺，所提供的硫酸钙晶须改性橡胶作为制作轮胎胎侧胶料，可以有效改善轮胎耐环境应力性能，使轮胎不易开裂。特别适于作高性能大中型载重轮胎胎侧壁胶料。上述专利中，均需要对硫酸钙晶须先进行改性之后，再加入到橡胶中，才能够改善橡胶的性能。制备工艺复杂，且增加了工艺成本。与此同时，现有技术中并没有将硫酸钙晶须用于制备绿色轮胎胎面橡胶的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在橡胶组合物用于轮胎胎面时存在滚动阻力高的问题，提供一种橡胶组合物以及制备方法与应用、一种轮胎胎面用橡胶组合物及其制备方法，该橡胶组合物在不降低抗湿滑性能以及耐磨性的前提下，具有低的滚动阻力，显著降低了轮胎的燃油消耗，适用于制备绿色节能的轮胎胎面胶。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶50-100质量份；顺丁橡胶0-50质量份；白炭黑50-77质量份；炭黑2-10质量份；硫酸钙晶须5-25质量份；表面改性剂4-10质量份；软化剂5-15质量份；活化剂2-8质量份；硫化剂0.3-2质量份；促进剂2-6质量份；防老剂1-5质量份；所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为77-87质量份。本专利技术第二方面提供一种本专利技术所述橡胶组合物的制备方法。本专利技术第三方面提供一种本专利技术所述的橡胶组合物的应用，其中，所述应用为轮胎，优选为轮胎胎面。本专利技术第四方面提供一种轮胎胎面用橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物为本专利技术所述的橡胶组合物。本专利技术第五方面提供一种本专利技术所述轮胎胎面用橡胶组合物的制备方法，所述方法包括将所述轮胎胎面用橡胶组合物进行硫化。通过上述技术方案，本专利技术所提供的橡胶组合物以及制备方法与应用、轮胎胎面用橡胶组合物及其制备方法获得以下有益的效果：本专利技术所提供的包含硫酸钙晶须的橡胶组合物具有低的滚动阻力，显著降低了包含本专利技术所述橡胶组合物的轮胎的燃油消耗，获得了绿色节能的轮胎。本专利技术所提供的橡胶组合物的制备方法中，无需预先对硫酸钙晶须进行改性处理，极大地简化了橡胶组合物的制备工艺，并降低了工艺成本。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。本专利技术第一方面提供一种橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶50-100质量份；顺丁橡胶0-50质量份；白炭黑50-77质量份；炭黑2-10质量份；硫酸钙晶须5-25质量份；表面改性剂4-10质量份；软化剂5-15质量份；活化剂2-8质量份；硫化剂0.3-2质量份；促进剂2-6质量份；防老剂1-5质量份；所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为77-87质量份。本专利技术中，专利技术人研究发现，采用硫酸钙晶须与炭黑和白炭黑相互配合，共同作为填料添加至橡胶组合物中，能够在不降低橡胶组合物耐磨性以及抗湿滑性能的前提下，显著改善橡胶组合物的滚动阻力，所提供的包含硫酸钙晶须的橡胶组合物具有低的滚动阻力的特点。与此同时，专利技术人研究发现，当橡胶组合物中各组分的用量满足上述要求时，获得的橡胶组合物显示出更为优异的综合性能，具体的，在不影响橡胶组合物耐磨性以及抗湿滑性能的前提下，具有更低的滚动阻力。更进一步地，本专利技术中，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶60-80质量份；顺丁橡胶20-40质量份；白炭黑60-80质量份；炭黑4-8质量份；硫酸钙晶须10-20质量份；表面改性剂5-7质量份；软化剂8-13质量份；活化剂3-6质量份；硫化剂0.5-1.5质量份；促进剂3-5质量份；防老剂2-4质量份；所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为80-85质量份。根据本专利技术，所述白炭黑选自气相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑，优选为沉淀法白炭黑。根据本专利技术，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g，优选为100-190m2/g。例如所述白炭黑可以为法国罗地亚公司的115GR、165GR，其氮吸附比表面积分别为115m2/g和165m2/g。根据本专利技术，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g，优选为20-140m2/g。例如所述炭黑可以为东莞市齐德利化工科技有限公司的N330和N220，其CTAB吸附比表面积分别为82m2/g和111m2/g。根据本专利技术所述硫酸钙晶须的长径比为(30-80)：1，优选为(30-60)：1。根据本专利技术，所述硫酸钙晶须的平均直径为1-6μm，优选为2-5μm。例如所述硫酸钙晶须可以购自沈阳东大富龙矿物材料研发有限公司，其长径比为45:1，平均直径为4μm。根据本专利技术，所述表面改性剂选自硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、醇类化合物中的至少一种，优选为硅烷偶联剂，例如所述表面改性剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si69)。根据本专利技术，所述防老剂选自物理防老剂和/或化学防老剂。根据本专利技术，所述化学防老剂选自胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的至少一种。所述物理防老剂选自石蜡和/或微晶蜡。例如所述化学防老剂为N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺(4020)，所述物理防老剂为微晶蜡。根据本专利技术，所述软化剂选自芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和低分子量聚乙二醇中的至少一种。例如所述软化剂为环保芳烃油TDAE和PEG4000。根据本专利技术，所述活性剂选自金属氧化物和脂肪酸的组合和/或脂肪酸金属皂盐。根据本专利技术，所述金属氧化物选自氧化锌和/或氧化镁。根据本专利技术，所述脂肪酸选自硬脂酸。...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶50-100质量份；顺丁橡胶0-50质量份；白炭黑50-77质量份；炭黑2-10质量份；硫酸钙晶须5-25质量份；表面改性剂4-10质量份；软化剂5-15质量份；活化剂2-8质量份；硫化剂0.3-2质量份；促进剂2-6质量份；防老剂1-5质量份；/n所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为77-87质量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶50-100质量份；顺丁橡胶0-50质量份；白炭黑50-77质量份；炭黑2-10质量份；硫酸钙晶须5-25质量份；表面改性剂4-10质量份；软化剂5-15质量份；活化剂2-8质量份；硫化剂0.3-2质量份；促进剂2-6质量份；防老剂1-5质量份；
所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为77-87质量份。


2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，橡胶总量以100质量份计，溶聚丁苯橡胶60-80质量份；顺丁橡胶20-40质量份；白炭黑60-70质量份；炭黑4-8质量份；硫酸钙晶须10-20质量份；表面改性剂5-7质量份；软化剂8-13质量份；活化剂3-6质量份；硫化剂0.5-1.5质量份；促进剂3-5质量份；防老剂2-4质量份；
所述白炭黑、炭黑和硫酸钙晶须的总量为80-85质量份。


3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，所述白炭黑选自气相法白炭黑和/或沉淀法白炭黑，优选为沉淀法白炭黑；
优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g，优选为100-190m2/g；
优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g，优选为20-140m2/g。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述硫酸钙晶须的长径比为(30-80)：1，优选为(30-60)：1；
优选地，所述硫酸钙晶须的平均直径为1-6μm，优选为2-5μm。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述表面改性剂选自硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、醇类化合物中的至少一种，优选为硅烷偶联剂；
优选地，所述防老剂选自物理防老剂和/或化学防老剂；
优选地，所述物理防老剂选自石蜡和/或微晶蜡；
优选地，所述化学防老剂选自胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂中的至少一种；
优选地，所述软化剂选自芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和低分子量聚乙二醇中的至少一种；
优选地，所述活性剂选自金属氧化物和脂肪酸的组合和/或脂肪酸金属皂盐；
优选地，所述金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷雷，刘苹，解希铭，李绍宁，段海东，乔勋昌，刘翠云，
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