一种橡胶组合物及其制备方法以及在制造航空轮胎胎面中的应用技术

本发明专利技术涉及橡胶技术领域，提供了一种橡胶组合物及其制备方法以及在制造航空轮胎胎面中的应用。本发明专利技术在橡胶组合物中加入N,N'

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶组合物及其制备方法以及在制造航空轮胎胎面中的应用


[0001]本专利技术涉及橡胶
，尤其涉及一种橡胶组合物及其制备方法以及在制造航空轮胎胎面中的应用。

技术介绍

[0002]航空轮胎被誉为“皇冠上的明珠”，在飞机的起飞、降落和滑行过程中发挥着至关重要的作用。作为飞机的易损件，航空轮胎使用工况复杂，高速、高载、滑
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滚结合条件下的起飞与着陆要求航空轮胎胎面不仅要具有高的承载能力，还要具备优异的耐磨性和热稳定性；另外，由于航空轮胎在飞机起飞降落过程中反复承受高载冲击，这要求航空轮胎胎面胶还需具备优良的动态疲劳性能和低生热的特性。
[0003]当前，航空轮胎胎面胶的生产多以天然橡胶为主要基体材料，且为了保证胎面胶具有较高的力学性能、承载能力和耐磨性，通常需要向天然橡胶基体中填充大量的中超耐磨炭黑(中超耐磨炭黑的添加量为橡胶基体的70％左右)。由于航空轮胎是一类厚橡胶制品，在硫化成型过程中为了保证硫化反应充分完成，通常会延长硫化时间，这会使胎面橡胶发生过硫返原，导致其综合性能下降；并且，高含量中超耐磨炭黑填充的胎面胶动态疲劳性能较差，在飞机起降过程中生热严重，由于橡胶是热的不良导体，大量的热积累使胎面胶的综合性能急剧下降，致使胎面胶失效。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种橡胶组合物及其制备方法以及在制造航空轮胎胎面中的应用。本专利技术提供的橡胶组合物中超耐磨炭黑用量少，具有低生热、高耐磨和高动态疲劳性的优点，并且不易发生过硫返原。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种橡胶组合物，包括以下质量份数的组分：异戊橡胶70～100份，杜仲橡胶0～30份，中超耐磨炭黑30～60份，防老剂1.5～4.5份，促进剂0.5～1.5份，氧化锌3～8份，硬脂酸1～4份，N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺1～4份，不溶性硫黄1～3份。
[0007]优选的，所述异戊橡胶的门尼粘度为65～85。
[0008]优选的，所述杜仲橡胶的平均相对分子质量为30～40万，多分散指数为2～4。
[0009]优选的，所述中超耐磨炭黑包括N220炭黑和N234炭黑的一种或两种。
[0010]优选的，所述防老剂包括防老剂RD、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂AW、防老剂BLE和防护蜡的一种或几种。
[0011]优选的，所述促进剂包括促进剂CZ、促进剂DZ和促进剂NOBS的一种或几种；所述硬脂酸包括200型、400型和800型中的一种或几种；所述不溶性硫黄为不溶性硫黄HD OT
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20。
[0012]本专利技术还提供了上述方案所述橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将异戊橡胶进行混炼，然后加入杜仲橡胶进行混炼，之后加入防老剂、促进剂、
氧化锌、硬脂酸和N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺进行混炼，再加入中超耐磨炭黑进行混炼，得到混炼胶；当杜仲橡胶的质量份数为0时，省略加入杜仲橡胶的步骤；
[0014](2)将所述混炼胶和不溶性硫磺进行开炼，得到橡胶组合物。
[0015]优选的，所述步骤(1)中的混炼在密炼机中进行；所述混炼胶的排胶温度为110～130℃。
[0016]优选的，所述开炼的时间为2～3min。
[0017]本专利技术还提供了上述方案所述的橡胶组合物或上述方案所述制备方法制备的橡胶组合物在制造航空轮胎胎面中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种橡胶组合物，包括以下质量份数的组分：异戊橡胶70～100份，杜仲橡胶0～30份，中超耐磨炭黑30～60份，防老剂1.5～4.5份，促进剂0.5～1.5份，氧化锌3～8份，硬脂酸1～4份，N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺1～4份，不溶性硫黄1～3份。本专利技术提供的橡胶组合物的优势如下：
[0019]1、混炼胶不易发生硫化返原。本专利技术提供的橡胶组合物向硫黄硫化体系中引入了N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺(HVA
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2)作为硫化活性剂，HVA
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2中含有两个活性双键，能够参与橡胶的交联，使得交联键数目增多，从而弥补了异戊橡胶(IR)由于返原而造成的交联密度的下降，使硫化曲线扭矩在长时间的硫化过程中保持平坦。
[0020]2、本专利技术提供的橡胶组合物兼具良好的力学性能、耐磨性、高弹性、高硬度、低生热和优异的耐屈挠疲劳性能。本专利技术采用的硫化活性剂HVA
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2的分子结构中不仅含有双键，且含有刚性的苯环，这使得HVA
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2参与橡胶交联提高硫化胶弹性的同时还能提高硫化胶的硬度，进而可以减少生热较高的中超耐磨炭黑的使用量，使硫化胶兼备低生热、高耐磨的特点。并且，本专利技术还添加了杜仲橡胶，杜仲橡胶是存在于杜仲植物组织中的一类天然橡胶，其化学组成与天然橡胶相同，但反式有序的分子结构赋予其独特的性能，与天然橡胶相比，杜仲橡胶具有更优异的动态疲劳性能、耐磨性及低生热等特性，本专利技术将杜仲橡胶与异戊橡胶并用，可以在保证硫化胶良好的力学性能的基础上赋予其优异的耐屈挠疲劳性能。
[0021]3、本专利技术提供的橡胶组合物耐热性优良。由于异戊橡胶和杜仲橡胶均为不饱和碳链结构，其分子链含有大量的不饱和双键，使得它们耐热氧老化性能较差，而本专利技术的橡胶组合物中添加了硫化活性剂HVA
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2，HVA
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2中含有热稳定性较高的五元杂环和苯环，参与橡胶交联后使硫化胶的耐热性提高，而且硫化胶中少量的尚未反应的HVA
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2可以捕捉并终止热氧老化过程中产生的自由基，避免由链增长引发硫化胶的老化变硬变脆。
[0022]综上所述，本专利技术提供的橡胶组合物中超耐磨炭黑用量少，抗硫化返原性好，并且力学性能好，兼具高耐磨、低生热和高动态疲劳等优点，将本专利技术的橡胶组合物应用于制造航空轮胎胎面，服役寿命长，应用前景广阔。
[0023]本专利技术还提供了上述方案所述橡胶组合物的制备方法，本专利技术采用密炼+开炼两段式混炼工艺，步骤简单，容易操作，能耗低。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种橡胶组合物，包括以下质量份数的组分：异戊橡胶70～100份，杜仲橡胶0～30份，中超耐磨炭黑30～60份，防老剂1.5～4.5份，促进剂0.5～1.5份，氧化锌3～8份，硬脂酸1～4份，N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺1～4份，不溶性硫黄1～3份。
[0025]如无特殊说明，本专利技术采用的各个原料均为市售商品。
[0026]以质量份数计，本专利技术提供的橡胶组合物包括异戊橡胶70～100份，优选为80～90份。在本专利技术中，所述异戊橡胶为顺式聚异戊二烯，所述异戊橡胶的门尼粘度优选为65～85，更优选为70～80。在本专利技术的具体实施例中，采用的具体是俄罗斯生产的SKI
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5PM型聚异戊二烯橡胶。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其特征在于，包括以下质量份数的组分：异戊橡胶70～100份，杜仲橡胶0～30份，中超耐磨炭黑30～60份，防老剂1.5～4.5份，促进剂0.5～1.5份，氧化锌3～8份，硬脂酸1～4份，N,N'
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间苯撑双马来酰亚胺1～4份，不溶性硫黄1～3份。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述异戊橡胶的门尼粘度为65～85。3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述杜仲橡胶的平均相对分子质量为30～40万，多分散指数为2～4。4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述中超耐磨炭黑包括N220炭黑和N234炭黑的一种或两种。5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂包括防老剂RD、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂AW、防老剂BLE和防护蜡的一种或几种。6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂包括促进剂CZ、促进剂DZ和促进剂NOB...

【专利技术属性】
技术研发人员：王齐华，裴先强，王彦，王廷梅，张展程，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：