一种橡胶加工助剂及其制备方法与轮胎橡胶组合物技术

本发明专利技术公开了一种橡胶加工助剂及其制备方法与轮胎橡胶组合物。本发明专利技术的橡胶加工助剂制备方法将带不同官能团的橡胶化合物通过连续动态偶合反应获得嵌段聚合物，实现不同的官能化橡胶组合，制备获得所述的橡胶加工助剂。本发明专利技术的橡胶加工助剂与橡胶复合使用时即能够提高橡胶的聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶加工助剂及其制备方法与轮胎橡胶组合物


[0001]本专利技术涉及轮胎橡胶
，具体涉及一种橡胶加工助剂及其制备方法与轮胎橡胶组合物。

技术介绍

[0002]新能源汽车使用电池作为动力源，具有节能、环保等优势。但是，由于电池蓄能密度等原因，续航能力是制约新能源汽车行业发展的主要因素，提高新能源汽车的续航能力将有助于新能源汽车产业发展。汽车行驶过程中，能量会被各种阻力所消耗，轮胎作为汽车的唯一接触地面的零部件，其滚动阻力消耗约20%的动力。使用绿色轮胎就可以减少这方面的能量消耗，增加汽车续航里程，绿色轮胎与同等规格的轮胎相比，滚动阻力可降低22%
‑
35%，并因此减少汽车燃料消耗3%
‑
8%。同理，使用绿色低滚阻轮胎可以降低新能源汽车电池动力消耗，促进新能源汽车产业发展。
[0003]作为汽车的唯一接触地面的零部件，轮胎主要由橡胶、纤维等材料复合制备，轮胎滚动阻力主要来源于轮胎变形造成的能量损耗，其原理为橡胶缠结网络滑移变形、非完善网络（悬挂链）松弛以及填料网络的破坏。降低橡胶复合材料的滚动阻力，需要降低橡胶或者橡胶混合物的损耗（本体链段运动损耗和界面损耗），并增加填料的分散减少网络破坏造成的能耗。
[0004]目前，低滚阻轮胎制备主要通过橡胶/白炭黑复合材料制备，通过硅烷化反应结合橡胶与填料。该技术虽然增加了聚合物与填料的结合作用，一定程度改善了轮胎的滚动阻力，但是聚合物一般使用复合橡胶，不同聚合物之间相容性差，结合力弱，橡胶本身的松弛损耗并没有改善；而且该体系需要使用白炭黑，硅烷化反应工艺要求高，加工困难，产品批次均匀性差。
[0005]通过橡胶官能化反应可以提高橡胶与填料的结合力，如末端改性的SSBR（溶聚丁苯橡胶）材料，但是由于橡胶本身分子量较大，且官能化的材料形成结合胶含量高，导致橡胶体系黏度过大，后期成型加工困难，严重限制了官能化橡胶的应用与发展。且以上方法仅仅是增加了聚合物与填料间的相互作用，不能同时增加聚合物
‑
聚合物或者聚合物
‑
填料的结合力，导致材料性能不能够发挥最优化。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决传统制备方法制造的低滚阻轮胎中聚合物之间相容性差且结合力弱、填料分散性差，而通过橡胶官能化无法同时增加聚合物
‑
聚合物、聚合物
‑
填料的结合力且难以成型加工的问题，提供了一种橡胶加工助剂。该橡胶加工助剂能够用于轮胎橡胶组合物的制备中，与橡胶复合使用，提高橡胶中聚合物之间及聚合物与填料之间的的相容性和结合力。
[0007]本专利技术的目的还在于提供一种橡胶加工助剂的制备方法，该方法能够制备获得性能优异、有效提高橡胶组合物中聚合物之间及聚合物
‑
填料之间的相容性和结合力的橡胶
加工助剂，且制备的橡胶加工助剂使用方便。
[0008]本专利技术的目的还在于提供一种轮胎橡胶组合物，该轮胎橡胶组合物采用上述所述的橡胶加工助剂制备，橡胶组合物中的聚合物之间以及聚合物与填料之间的的相容性、结合力高，力学性能优异。
[0009]本专利技术的目的通过如下技术方案实现。
[0010]一种橡胶加工助剂的制备方法，包括如下步骤：将聚合物Ⅰ和聚合物Ⅱ通过密炼机在120
‑
180℃下密炼混合3
‑
10分钟混合均匀，获得的反应产物与聚合物Ⅲ、抗氧剂及润滑剂混合均匀，使用双螺杆挤出机挤出造粒，即得所述橡胶加工助剂；
[0011]所述聚合物Ⅰ为马来酸酐或者环氧基接枝改性的单官能团或者多官能团高分子化合物；所述聚合物Ⅱ为具有羟基、氨基或者羧基接枝改性的单官能团高分子化合物；所述聚合物Ⅲ为聚合物树脂或者热塑性弹性体。
[0012]在优选的实施例中，按重量份数计，原料组分如下：聚合物
Ⅰꢀ
30
‑
60份，聚合物
Ⅱꢀ
30
‑
60份，聚合物
Ⅲꢀ0‑
30份，抗氧剂 0.1
‑
0.5份，润滑剂 0.3
‑
3份。
[0013]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅰ包括马来酸酐接枝乙丙橡胶、环氧改性1,2
‑
聚合丁二烯、环氧化天然橡胶或环氧化改性丁基橡胶。
[0014]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅱ包括末端羧基改性丁苯橡胶、末端氨基改性顺丁橡胶或末端羟基改性丁苯橡胶。
[0015]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅰ和所述聚合物Ⅱ在150℃下密炼混合均匀。
[0016]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅲ包括聚乙烯树脂或苯乙烯系热塑性弹性体（SBS）。
[0017]在优选的实施例中，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、受阻胺抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。
[0018]在优选的实施例中，所述润滑剂为润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸钡以及硬脂酸锌中的一种或多种。
[0019]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅰ和所述聚合物Ⅱ的官能化基团摩尔比为0.5
‑
2：1。
[0020]在优选的实施例中，所述聚合物Ⅰ和所述聚合物Ⅱ的门尼粘度小于5MU。
[0021]在优选的实施例中，上述任一项所述的橡胶加工助剂，按占所述橡胶加工助剂的质量百分比计，还包括：隔离剂 0.5
‑
3%；获得的所述橡胶加工助剂与所述隔离剂混匀，防止粘结，方便使用。
[0022]进一步优选的实施例中，所述隔离剂占所述橡胶加工助剂的质量百分比为1
‑
3%。
[0023]进一步优选的实施例中，所述隔离剂为矿物粉末，包括滑石粉或纳米碳酸钙。
[0024]一种橡胶加工助剂，采用上述任一项所述的方法制备获得。
[0025]一种轮胎橡胶组合物，含有橡胶以及上述任一项所述的橡胶加工助剂。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
[0027]本专利技术的橡胶加工助剂的制备方法，通过连续动态偶合反应，将带有不同官能团的橡胶偶联获得嵌段聚合物，该聚合物的不同嵌段与不同的橡胶具有很好的亲和力和分子缠结作用，在加工过程中分散于不同品种橡胶的界面，在剪切力作用下加速橡胶分散，并且具有稳定界面的作用，产生更小的橡胶分散尺寸。从而获得能够增强橡胶中的聚合物之间
以及聚合物与填料之间的相容性、结合力的橡胶加工助剂。
[0028]本专利技术的橡胶加工助剂，为采用本专利技术的方法制备获得的颗粒状混合物，具有使用方便、性能优异等特点，少量添加与橡胶复合使用时即能够提高橡胶的聚合物
‑
聚合物以及橡胶
‑
填料的相容性及结合力，进而有效降低聚合物
‑
聚合物、聚合物
‑
填料界面松弛，增强界面作用力，提高填料网络与聚合物分散体系的稳定性，改善目标橡胶产品的性能。
[0029]本专利技术的轮胎橡胶组合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶加工助剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚合物Ⅰ和聚合物Ⅱ在120
‑
180℃下密炼混合3
‑
10分钟混合均匀，获得的反应产物与聚合物Ⅲ、抗氧剂及润滑剂混合均匀，挤出造粒，与隔离剂混合均匀即得所述橡胶加工助剂；按重量份数计，所述橡胶加工助剂的原料组分如下：聚合物
Ⅰꢀ
30
‑
60份，聚合物
Ⅱꢀ
30
‑
60份，聚合物
Ⅲꢀ0‑
30份，抗氧剂 0.1
‑
0.5份，润滑剂 0.3
‑
3份；所述聚合物Ⅰ为马来酸酐或者环氧基接枝改性的单官能团或者多官能团化合物；所述聚合物Ⅱ为具有羟基、氨基或者羧基接枝改性的单官能团化合物；所述聚合物Ⅲ为聚合物树脂或者热塑性弹性体。2.根据权利要求1所述的橡胶加工助剂的制备方法，其特征在于，所述聚合物Ⅰ包括马来酸酐接枝乙丙橡胶或环氧改性1,2
‑
聚合丁二烯橡胶。3.根据权利要求1所述的橡胶加工助剂的制备方法，其特征在于，所述聚合物Ⅱ包括末端羧基改性丁苯橡胶、末端氨基改性顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小虎，戢欢，毕吉福，李晓帆，谢新政，邹凤朝，魏艳星，康小东，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：