一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎技术

本发明专利技术涉及轮胎、橡胶制品等领域，尤其涉及一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物及其制备方法、应用和混炼胶。按重量份数计，所述橡胶组合物的原料配方包括以下组分：橡胶100份，白炭黑70

【技术实现步骤摘要】
一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎


[0001]本专利技术涉及轮胎、橡胶制品等行业的应用领域，尤其涉及一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎。

技术介绍

[0002]随着汽车产业的发展及车企的技术进步，推动了汽车零部件的快速发展和创新。作为车辆唯一与地面接触的部件，轮胎在汽车的整个使用周期中承担了重要的角色。轮胎的安全性与乘车人的安全息息相关；轮胎的滚动阻力与汽车的油耗息息相关；轮胎的湿地抓地性能，与汽车的湿路面制动息息相关。欧洲在2009年开始实施轮胎标签法，随后，美、日、韩、中等国家也陆续推出了各自的标签法。
[0003]轮胎的使用周期较长，特别是轿车轮胎，使用周期大多超过3年。轮胎使用后期的安全性能，同样需要重视。因此，轮胎橡胶组合物老化后的性能同样至关重要。目前，在轮胎行业，普遍应用胺类防老剂并用微晶蜡，来保证橡胶组合物的耐老化性能。但胺类防老剂容易迁出到橡胶组合物表面，存在外观差、有污染等问题，因此减少胺类防老剂的用量，也成了各大轮胎企业的研究重点。
[0004]在我司的前期研究中，授权的中国专利技术专利(公开号：CN106750668B)公开了一种超低滚动阻力和超高湿抓性能轮胎胎面胶料及其制备方法和轮胎，其中应用硅烷偶联剂并用技术来提高湿抓、降低滚阻。但并未考虑橡胶组合物的老化后性能。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术开发了一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物及其制备方法，此橡胶组合物中应用硅烷偶联剂并用技术，同时引入了功能性硅烷偶联剂，在保证白炭黑更加优异的分散性能的同时，优化的耐老化性能，使得硫化后的橡胶组合物在热氧老化后，仍然可以保证良好的物理机械性能。
[0006]为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0007]一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物，按重量份数计，所述橡胶组合物的原料配方包括以下组分：
[0008][0009][0010]所述硅烷偶联剂
①
具有如下化学结构：
[0011][0012]其中所述的R为C1
‑
C5烷烃基，n＝1
‑
10；
[0013]所述硅烷偶联剂
②
选用Si
‑
69、Si
‑
75、Si
‑
363、Si
‑
747和NXT中的一种；
[0014]所述橡胶组合物的混炼方法包括一段混炼和终练；一段混炼时，硅烷偶联剂
①
和硅烷偶联剂
②
必须在不同阶段加入，其中先加橡胶、硅烷偶联剂
②
、白炭黑、橡胶活性剂、橡胶防老剂和增塑剂进行混炼，然后升温至140
‑
150℃后加入硅烷偶联剂
①
。
[0015]作为优选，按重量份数计，所述橡胶组合物的原料配方包括以下组分：
[0016][0017]所述硅烷偶联剂总量占白炭黑总量的11.5％
‑
15％。
[0018]作为优选，所述硅烷偶联剂
①
具有如下两种化学结构中的一种：
[0019]化学结构
①
：
[0020]化学结构
②
：
[0021]本专利技术的橡胶组合物所使用的橡胶组分没有特别限定，从强度优异的观点考虑，优选使用二烯系橡胶。作为二烯系橡胶，例如可以列举天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈
‑
丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯
‑
异戊二烯
‑
丁二烯橡胶(SIBR)、或氯丁二烯橡胶(CR)等，优选包含它们中的1种或2种以上的橡胶成分。作为再优选，所述橡胶组分为天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶中的一种或多种。
[0022]作为优选，所述白炭黑为沉淀法白炭黑，氮吸附比表面积(NSA)在80
‑
250m2/g之间的一种或多种。作为再优选，所述白炭黑的氮吸附比表面积(NSA)在120
‑
180m2/g之间。
[0023]从更进一步提高所得到的橡胶组合物的加工性、抗湿滑性和耐磨损性的观点考虑，白炭黑的平均二次粒径优选为0.04～3μm、更优选为0.1～1μm、进一步优选为0.2～0.7μm。白炭黑的平均二次粒径可以利用激光衍射
·
散射法测定，是利用激光衍射
·
散射法测得的粒度分布中的累计基准累积50％时的粒径(体积基准累积50％粒径)、即D50(中位径)。该体积基准累积50％粒径(D50)是以体积基准求出粒度分布，在将总体积设为100％的累积曲线中，从颗粒尺寸小的一侧起计量颗粒数，累积值达到50％的点的粒径。
[0024]本专利技术的橡胶组合物中的白炭黑的配合量相对于橡胶成分100质量份优选为20～120质量份、更优选为25～100质量份、进一步优选为40～90质量份。通过设为该范围，能够得到更加优异的抗湿滑性和耐磨损性。
[0025]本专利技术的橡胶组合物中，从更进一步提高耐磨损性的观点考虑，可以进一步在橡胶成分中配合炭黑颗粒。
[0026]从更进一步提高分散性、机械强度和硬度的观点考虑，上述炭黑颗粒的BET比表面积优选为20～160m2/g、更优选为40～130m2/g、进一步优选为50～120m2/g。炭黑颗粒的BET比表面积可以依照JISZ8830测定。所谓BET法，是使试样粉体颗粒的表面上吸附占有面积已知的氮气、根据其吸附量求得试样粉体颗粒的比表面积的方法，将利用该方法求得的比表面积称为“BET比表面积”。
[0027]作为上述炭黑颗粒的平均二次粒径，从更进一步提高分散性、机械强度和硬度的观点考虑，优选为0.05～3μm、更优选为0.1～1.0μm、进一步优选为0.2～0.9μm。炭黑颗粒的平均二次粒径可以利用激光衍射
·
散射法测定，是利用激光衍射
·
散射法测得的粒度分布中的累计基准累积50％时的粒径(体积基准累积50％粒径)、即D50(中位径)。该体积基准累积50％粒径 (D50)是以体积基准求出粒度分布，在将总体积设为100％的累积曲线中，从颗粒尺寸小的一侧起计量颗粒数，累积值达到50％的点的粒径。
[0028]作为构成上述炭黑颗粒的炭黑，例如可以列举炉法炭黑、热炭黑、乙炔黑、科琴黑等。这些之中，从更进一步提高橡胶组合物的机械强度的观点考虑，优选炉法炭黑。它们可以单独使用1种，也可以并用2种以上。另外，为了更进一步提高与橡胶成分的亲和性，可以对表面实施有机处理。作为优选，本专利技术所述炭黑为N134、N220、N234、N375中的一种，再优选，炭黑为N234。
[0029]关于在本专利技术的橡胶组合物中配合炭黑颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用功能性硅烷偶联剂的橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，所述橡胶组合物的原料配方包括以下组分：所述硅烷偶联剂
①
具有如下化学结构：其中所述的R为C1
‑
C5烷烃基，n＝1
‑
10；所述硅烷偶联剂
②
选用Si
‑
69、Si
‑
75、Si
‑
363、Si
‑
747和NXT中的一种；所述橡胶组合物的混炼方法包括一段混炼和终练；一段混炼时，硅烷偶联剂
①
和硅烷偶联剂
②
必须在不同阶段加入，其中先加橡胶、硅烷偶联剂
②
、白炭黑、橡胶活性剂、橡胶防老剂和增塑剂进行混炼，然后升温至140
‑
150℃后加入硅烷偶联剂
①
。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，所述橡胶组合物的原料配方包括以下组分：所述硅烷偶联剂总量占白炭黑总量的11.5％
‑
15％。3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂
①
具有如下两种化学结构中的一种：化学结构
①
：化学结构
②
：4.根据权利要求1
‑
3任意一项权利要求所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物的原料配方还包括以下组分：炭黑、增塑剂、防老剂、促进剂和硫化剂；作为优选，所述橡胶组合物的原料配方还包括0
‑
20份炭黑，5
‑
15份抓地树脂，25
‑
40份环保芳烃油，1.0
‑
3.0份防老剂6PPD，1.0
‑
2.5份防老剂TMQ，1.0
‑
2.5份微晶蜡，2.0
‑
5.0份氧化锌，1.0
‑
3.0份硬脂酸，2.0
‑
3.0份硫磺，1.0
‑
4.0份促进剂CZ，0.5
‑
1.5份促进剂TBzTD。
5.根据权利要求1
‑
3任意一项权利要求所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组分为天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大业，王梦瑶，谷倩倩，崔志博，王丹灵，陈立，任会明，于博文，
申请(专利权)人：杭州海潮橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：