一种橡塑复合材料及其在新能源汽车轮胎方面的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种橡塑复合材料及其在新能源汽车轮胎方面的应用，涉及高分子合成技术领域。本发明专利技术提供了一种改性橡胶，其结构式如式II所示，显著消减了主要成分顺丁橡胶、增韧树脂等组分之间的差异和分离。本发明专利技术提供的改性橡胶应用于新能源汽车轮胎胎侧胶，实现良好的耐曲挠性能、抗撕裂性能、抗老化性能、低滚阻性能；式II。式II。

【技术实现步骤摘要】
一种橡塑复合材料及其在新能源汽车轮胎方面的应用


[0001]本专利技术涉及高分子合成
，尤其是一种橡塑复合材料及其在新能源汽车轮胎方面的应用。

技术介绍

[0002]近年来，新能源汽车的发展越来越快，电机及电控系统已经实现了多级迭代，但所用车胎却并未随着车重增加、加速扭矩增大、制动难度加大、续航延长需求迫切等技术特点而相应更新迭代。
[0003]乘用车胎通常由不同部位胶料复合组成，其中，轮胎胎侧胶扮演了重要角色，承担车辆载重、吸收颠簸振动能量、抵御变速形变的重任，关乎行车安全、品质及成本。轮胎胎侧胶是一种无机补强填料填充型复合橡胶材料，其性能表现与不同橡胶材料、不同填料各自特性以及相互作用紧密相关。现有的新能源汽车轮胎胎侧胶技术，通常采用耐曲挠性能、低生热性能突出的顺丁橡胶为主，为了提升机械强度及抗老化性能采用天然胶/丁苯胶/顺丁胶并用胶，同时添加如炭黑、白炭黑等补强填料以及硅烷偶联剂等填料分散处理剂的方案，虽然低生热性能表现良好，但机械强度、抗老化性能、耐曲挠寿命仍有待提高。
[0004]近些年来，有尝试对橡胶进行增韧改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅树脂，其特征在于，所述硅树脂结构式如式I所示：式I，其中，R=链烷烃，分子式为
‑
(CH2)
Z
‑
，Z为整数，且2≤Z≤20，或单环烷烃，分子式为
‑
(CH)2(CH2)
(X
‑
2)
‑
，X为整数，且2≤X≤20，或双环烷烃，分子式如
‑
(CH)4(CH2)
(Y
‑
4)
‑
，Y为整数，且4≤Y≤20，或三环烷烃，分子式如
‑
(CH)6(CH2)
(W
‑
6)
‑
，W为整数，且6≤W≤20；R1=氢；R2，R3=甲基、乙基、丙基、辛基、月桂基、鲸蜡基、硬脂基、苯基中的一种；R4=2
‑
(3,4
‑
环氧环己烷)乙基、3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧基)丙基、2
‑
三甲氧基硅乙基、2
‑
三乙氧基硅乙基、2
‑
三异丙氧基硅乙基、2
‑
甲基二甲氧基硅乙基、2
‑
甲基二乙氧基硅乙基、3
‑
三甲氧基硅烷基丙基异丁烯酰氧基、3
‑
三乙氧基硅烷基丙基异丁烯酰氧基、3
‑
三异丙氧基硅烷基丙基异丁烯酰氧基、3
‑
三甲氧基硅烷基丙基丙烯酰氧基、3
‑
三乙氧基硅烷基丙基丙烯酰氧基、3
‑
三异丙氧基硅烷基丙基丙烯酰氧基、3
‑
甲基二甲氧基硅烷基丙基异丁烯酰氧基或3
‑
甲基二乙氧基硅烷基丙基异丁烯酰氧基中的一种；L=(SiO
1.5
)R(SiO
1.5
)、(SiO2)中的至少一种，p为非负整数；R5=(R1R2R3SiO
0.5
)和/或 (R4R2R3SiO
0.5
)，当L=(SiO
1.5
)R(SiO
1.5
)且p=0时，q=1，当L=(SiO
1.5
)R(SiO
1.5
)且p为正整数时，q=5p，当L=(SiO2)且p=0时，q=1，当L=(SiO2)且p为正整数时，q=3p；所述硅树脂分子中，(R1R2R3SiO
0.5
)单元的摩尔份数为a1、(R4R2R3SiO
0.5
)单元的摩尔份数为a2、(SiO
1.5
)R(SiO
1.5
)单元的摩尔份数为b、(SiO2)单元的摩尔份数为c；a1+a2=a，0＜a1/a＜1，0＜a2/a＜1；a+b+c=1，0＜a≤0.80，0＜b＜1.00，0＜c＜1.00。2.如权利要求1所述的硅树脂，其特征在于，所述硅树脂的制备方法，包括如下步骤：（1）将含硅氢基的硅氧烷、含烷基的烷氧基硅烷G、四烷氧基硅烷、溶剂混合均匀；（2）将催化剂C1的第一部分加入步骤（1）中反应混合物中，第一段混合均匀后加水的第一部分进行第一段反应，除去水相，加入催化剂C1的第二部分，第二段混合均匀后加水的第二部分进行第二段反应，水洗，干燥，过滤，得到含氢烷基硅树脂的溶液；所述催化剂C1为三氟甲磺酸和水的混合溶液，其中三氟甲磺酸的质量百分含量为1
‑
99wt%；
（3）将官能化不饱和单体加入步骤（2）中得到的含氢烷基硅树脂的溶液中混合均匀，升温后加入催化剂C2，反应得到含所述硅树脂的溶液，去除溶剂后得到所述的硅树脂；所述催化剂C2为氯铂酸、Speier催化剂、Karstedt
’
s催化剂、三苯基膦氯化铑RhCl(PPh3)3中的一种。3.如权利要求2所述的硅树脂，其特征在于，所述步骤（1）中，混合的搅拌速度为50
‑
500rpm，混合的温度为10
‑
30℃，混合的时间为1
‑
10min；所述步骤（2）中，第一段混合的温度为10
‑
50℃，第一段混合的时间为1
‑
10min，加水的第一部分后第一段反应的温度为50
‑
90℃，第一段反应的时间为1
‑
10h，第二段混合的温度为10
‑
50℃，第二段混合的时间为1
‑
10min，加水的第二部分后第二段反应的温度为60
‑
100℃，第二段反应的时间为0.5
‑
5h；所述步骤（3）中，混合的搅拌速度为50
‑
500rpm，升温至90
‑
110℃，加入催化剂C2后反应的时间为0.5
‑
5h，降温至20
‑
40℃得到含所述硅树脂的溶液。4.如权利要求2所述的硅树脂，其特征在于，所述步骤（1）中，含硅氢基的硅氧烷、含烷基的烷氧基硅烷G、四烷氧基硅烷、溶剂的质量比为含硅氢基的硅氧烷：含烷基的烷氧基硅烷G：四烷氧基硅烷：溶剂=1：（0.2
‑
10）：（0.1
‑
10）：（0
‑
40）；所述含硅氢基的硅氧烷为四甲基二硅氧烷、二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷中的一种；所述含烷基的烷氧基硅烷G中的烷基为链烷烃，分子式为
‑
(CH2)
Z
‑
，Z为整数，且2≤Z≤20；所述含烷基的烷氧基硅烷G中的烷基或为单环烷烃，分子式为
‑
(CH)2(CH2)
(X
‑
2)
‑
，X为整数，且2≤X≤20；所述含烷基的烷氧基硅烷G中的烷基或为双环烷烃，分子式如
‑
(CH)4(CH2)
(Y
‑
4)
‑
，Y为整数，且4≤Y≤20；所述含烷基的烷氧基硅烷G中的烷基或为三环烷烃，分子式如
‑
(CH)6(CH2)
(W
‑
6)
‑
，W为整数，且6≤W≤20；所述四烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、聚硅酸乙酯中的一种；所述溶剂为己烷、庚烷、异十二烷、异十六烷、C13
‑
C16异链烷烃、环己烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种；所述步骤（2）中，反应混合物、催化剂C1的第一部分、催化剂C1的第二部分、水的第一部分、水的第二部分的质量比为反应混合物：催化剂C1的第一部分：催化剂C1的第二部分：水的第一部分：水的第二部分=1：（0.001
‑
0.1）：（0.0001
‑
0.01）：（0.01
‑
0.5）：（0.001
‑
0.05）；所述步骤（3）中，含氢烷基硅树脂、官能化不饱和单体、催化剂C2的质量比为含氢烷基硅树脂：不饱和官能化单体：催化剂C2=1：（0.01
‑
1）：（5
×
10
‑7‑5×
10
‑5）；所述不饱和官能化单体为1
‑
烯丙氧基
‑
2,3
‑
环氧丙烷、1,2
‑
环氧
‑4‑
乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（2
‑
甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三异丙氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。5.如权利要求2
‑
4任一项所述的硅树脂，其特征在于，所述含烷基的烷氧基硅烷G的制备方法，包括如下步骤：（a）将含硅氢基的硅氧烷、不饱和化合物、溶剂混合均匀，升温后加入催化剂C3，反应得到含烷基的烷氧基硅烷G的混合溶液；所述催化剂C3为氯铂酸、Speier催化剂、Karstedt
’
s催化剂、三苯基膦氯化铑RhCl(PPh3)3中的一种；（b）将步骤（a）中得到的含烷基的烷氧基硅烷G的混合溶液分离溶剂，得到含烷基的烷氧基硅烷G。
6.如权利要求5所述的硅树脂，其特征在于，所述步骤（a）中，混合的搅拌速度为50
‑
500rpm，混合的温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戢欢，毕吉福，康小东，邹凤朝，魏艳星，李晓帆，谢新政，张小虎，郇彦，
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：