橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及橡胶材料领域，公开了一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法，该组合物中含有橡胶基体、橡胶改性剂、白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂；其中，所述橡胶改性剂为L

【技术实现步骤摘要】
橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及橡胶领域，具体地，涉及一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，为了适应汽车轮胎安全、环保、绿色的发展趋势，白炭黑类型的非石油资源因其具备降低轮胎滚动阻力、节约汽车燃料消耗等特点，其在轮胎领域越来越受到重视，但由于白炭黑具备较强的表面极性，这使其在橡胶基体中的分散变得异常困难，因而其应用受到了一定的限制。
[0003]白炭黑由于其高极性，表面易吸附氧化锌，硫化过程中易形成硅络合锌，硅络合锌不能激活促进剂。因此，氧化锌的活化作用会被降低，这导致橡胶硫化滞后，降低了生产中橡胶的硫化效率。
[0004]CN104530501A公开了一种用于彩色轮胎胎侧耐变色性的橡胶组合物，胎侧橡胶组合物的配比以重量计，基体橡胶100份、活性填料30
‑
40份、着色填料20
‑
30份，石蜡油5
‑
7份、活性剂5
‑
7份、硅烷偶联剂2
‑
3份、浅色增粘树脂1
‑
2份、非污染性防老剂4
‑
6份、硫化剂1
‑
2份、促进剂3
‑
5份、有机着色剂3
‑
6份、紫外线吸收剂1
‑
2份。采用该组合物制备得到的橡胶具有鲜艳的色彩，较好的耐变色性，深色彩色胎侧轮胎在强烈光照以及湿热的环境下一年以内不会有变色现象，该配方具有更高的耐撕裂性能，在强烈光照及湿热的恶劣环境中使用时，其展现出极好的耐变色性。
[0005]CN104311918A公开了一种用于轿车跑气保用轮胎胎侧部位的橡胶组合物，原料以重量份计含有天然橡胶10
‑
30重量份，高顺式聚丁二烯复合橡胶 70
‑
90重量份，炭黑20
‑
50重量份，白炭黑20
‑
40重量份，硬脂酸1.0
‑
3.0份，氧化锌1.0
‑
5.0份；其中高顺式聚丁二烯复合橡胶的1，2
‑
聚丁二烯含量为 1
‑
10％。采用该组合物制备得到的橡胶能提高车辆行驶时的安全性能，减少或杜绝由于轮胎刺穿和爆破引起的交通事故。
[0006]然而，上述现有技术中均采用向白炭黑中添加硅烷偶联剂Si75等类似方式来提高白炭黑的分散性，而Si75等是含硫化合物，在高温混炼过程中，对工艺控制要求较高，控制不当其有可能引起焦烧，进而会影响到复合材料的整体性能。Si75等在加工过程容易产生乙醇，而乙醇的存在给轮胎的安全性带来了隐患。
[0007]CN109384964A公开了一种用于车胎胎侧的橡胶组合物，该组合物中含有橡胶基体、橡胶改性剂、白炭黑、炭黑、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂，其中，所述橡胶改性剂为马来酸系单体，所述橡胶基体为顺丁橡胶和天然橡胶的混合物。采用该组合物制备得到的橡胶具备高强度、低滚动阻力、良好的动态曲挠性的优点，并且由该组合物形成的硫化橡胶能够用于车胎胎侧。但是该组合物在硫化效率方面表现一般。
[0008]上述现有技术不能完全满足含有白炭黑的橡胶配方作为胎侧胶使用时，所需要的在保证较高强度和动态曲挠性的前提下，同时具有良好的加工安全性和较高的硫化效率。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的含有白炭黑的胎侧用橡胶的强度、动态曲挠性、加工安全性以及硫化效率无法同时满足的问题，提供一种橡胶组合物，该橡胶组合物能够在保证硫化胶具有较高强度和动态曲挠性的前提下，显著改善橡胶组合物的加工安全性以及硫化效率。
[0010]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，其特征在于，该组合物中含有橡胶基体、橡胶改性剂、白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂；其中，所述橡胶改性剂为L
‑
半胱氨酸，所述橡胶基体为顺丁橡胶和天然橡胶。
[0011]本专利技术的第二方面提供一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：
[0012](1)将含有橡胶基体和橡胶改性剂的组分A进行第一混炼，得到一段母胶；
[0013](2)将所述一段母胶与含有白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂和软化剂的组分B进行第二混炼，得到二段母胶；
[0014](3)将所述二段母胶与含有促进剂和硫化剂的组分C进行第三混炼，得到终炼胶；
[0015](4)将所述终炼胶进行硫化；
[0016]所述橡胶改性剂为L
‑
半胱氨酸，所述橡胶基体为顺丁橡胶和天然橡胶。
[0017]本专利技术第三方面提供一种由上述方法制备得到的硫化橡胶。
[0018]本专利技术第四方面提供一种上述硫化橡胶在轮胎胎侧中的应用。
[0019]本专利技术提供的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用获得以下有益的效果：
[0020]本专利技术提供的橡胶组合物能够在保持硫化胶具有较高强度和动态曲挠性的前提下，显著改善橡胶组合物的加工安全性和硫化效率。
[0021]进一步地，本专利技术提供的制备硫化橡胶的方法中，采用分步加料、多段混炼的方式得到混炼胶后进行硫化，由此能够更好地发挥橡胶改性剂在橡胶基体与白炭黑中的桥梁作用，有利于白炭黑在橡胶基体中的分散，提高胶料的加工安全性和硫化效率，获得的硫化橡胶具有较好的强度和动态曲挠性性。
具体实施方式
[0022]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。
[0023]本专利技术第一方面提供了一种橡胶组合物，其特征在于，该组合物中含有橡胶基体、橡胶改性剂、白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂；其中，所述橡胶改性剂为L
‑
半胱氨酸，所述橡胶基体为顺丁橡胶和天然橡胶。
[0024]本专利技术中，采用顺丁橡胶和天然橡胶作为橡胶基体，采用L
‑
半胱氨酸为改性剂，并配合使用白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂，能够改善白炭黑等在橡胶基体中的分散性，进而使得该组合物能够在保持由组合物制得的硫化胶具有较高强度和动态曲挠性的前提下，显著改善橡胶组合物的加工安全性和硫化效率。
[0025]根据本专利技术，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述橡胶基体中天然橡胶的含量为40
‑
60重量份，所述顺丁橡胶的含量为40
‑
60重量份。
[0026]本专利技术中，所述天然橡胶可以为本领域中常规种类的天然橡胶，例如为 SMR
‑
20。
[0027]根据本专利技术，所述顺丁橡胶中的顺式1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，该组合物中含有橡胶基体、橡胶改性剂、白炭黑、钛白粉、超细滑石粉、活化剂、防老剂、软化剂、促进剂和硫化剂；其中，所述橡胶改性剂为L
‑
半胱氨酸，所述橡胶基体为顺丁橡胶和天然橡胶。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述橡胶基体中天然橡胶的含量为40
‑
60重量份，顺丁橡胶的含量为40
‑
60重量份；优选地，所述顺丁橡胶中的顺式1，4
‑
结构的含量为90
‑
99重量％。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，相对于100重量份的所述橡胶基体，所述橡胶改性剂的含量为8
‑
15重量份，所述白炭黑的含量为40
‑
60重量份，所述钛白粉的含量为10
‑
30重量份，所述超细滑石粉的含量为10
‑
20重量份，所述活化剂的含量为5
‑
10重量份，所述防老剂的含量为1
‑
3重量份，所述软化剂的含量为5
‑
15重量份，所述促进剂的含量为1
‑
5重量份，所述硫化剂的含量为0.5
‑
4重量份。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述白炭黑的氮吸附比表面积为10
‑
200m2/g；优选地，所述钛白粉中二氧化钛含量大于98重量％；优选地，所述超细滑石粉的目数为2500
‑
3000目；优选地，所述活化剂选自金属氧化物和脂肪酸的混合物、脂肪酸金属皂盐和硼酸锌中的至少一种。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，所述促进剂选自次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；优选地，所述软化剂选自芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种；优选地，所述硫化剂为硫磺给予体。6.一种制备硫化橡胶的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将含有橡胶基体和橡胶改性剂的组分A进行第一混炼，得到一段母胶；(2)将所述一段母胶与含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍宁，王丽丽，
申请(专利权)人：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：