一种高抗切割橡胶复合材料及其制备方法和应用技术

一种高抗切割橡胶复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术属于橡胶材料及其制备领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有改性复合橡胶抗切割性能不高的的技术问题。本发明专利技术的材料由烯烃类橡胶、补强填料、氧化锌、硬脂酸、增塑剂、偶联剂、硫磺、促进剂和防老剂制备而成，烯烃类橡胶由顺丁橡胶、丁苯橡胶、铁系丁戊橡胶混合而成，铁系丁戊橡胶分子量为60～200w，乙烯基和丙烯基侧基含量之和为10～40％。本发明专利技术的材料作为轮胎胎面胶应用。本发明专利技术通过在橡胶体系中引入超高分子量以及特定侧基比例的铁系丁戊橡胶，有效改善了橡胶材料的抗切割性能。有效改善了橡胶材料的抗切割性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗切割橡胶复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于橡胶材料及其制备领域，具体涉及一种高抗切割橡胶复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，我国橡胶消耗量一直居世界首位，导致天然橡胶资源匮乏。因此大力发展合成橡胶，已经成为解决我国天然橡胶供不应求问题的较优选择。随着乙烯工程的大规模发展碳五馏分得到了大量累积，为了能够使这些碳五资源得到充分的利用，将其用于合成聚异戊二烯类合成橡胶业已成为较好的选择，而且既有效的利用了碳五资源，还为合成聚异戊类合成橡胶提供了必要条件。
[0003]顺丁橡胶柔顺性好，加工性能较好，但抗切割性能相对较差。丁戊橡胶可用作橡胶的改性剂用于改善橡胶材料的压缩生热以及力学性能和抗湿滑性能，然而现有复合橡胶的抗切割性仍然较差，因此，设计一种具有高抗切割性能且综合性能优异的橡胶复合材料具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有改性复合橡胶抗切割性能不高的的技术问题，而提供了一种高抗切割橡胶复合材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的一种高抗切割橡胶复合材料以重量份数计由以下组分制备而成：
[0006]烯烃类橡胶 100份；
[0007]补强填料 20～90份；
[0008]氧化锌 1～5份；
[0009]硬脂酸 0.5～5份；
[0010]增塑剂 5～70份；
[0011]硫磺 1～5份；
[0012]促进剂 1～5份；
[0013]防老剂 1～5份；
[0014]烯烃类橡胶以重量份数计由顺丁橡胶0～30份、丁苯橡胶0～70份、铁系丁戊橡胶5～30份混合而成，其中顺丁橡胶和丁苯橡胶的份数不能同时为0，铁系丁戊橡胶的分子量为60～200w，乙烯基和丙烯基侧基含量之和为10～40％。
[0015]进一步限定，所述铁系丁戊橡胶由丁二烯结构单元和异戊二烯结构单元组成，其中异戊二烯结构单元的摩尔含量为20～50％，丁二烯结构单元的摩尔含量为50～80％。
[0016]更进一步限定，丁二烯结构单元中1,2
‑
丁二烯的摩尔含量为10～40％，1,4
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丁二烯的摩尔含量为60～90％，异戊二烯结构单元中3,4
‑
异戊二烯的摩尔含量为10～40％，1,4
‑
异戊二烯的摩尔含量为60～90％。
[0017]进一步限定，铁系丁戊橡胶的玻璃化转变温度为
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45～
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15℃。
[0018]进一步限定，所述补强填料为炭黑、白炭黑的一种或两种按任意比的混合物。
[0019]更进一步限定，炭黑为接触法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑和新工艺炭黑中的一种或几种按任意比的混合物。
[0020]进一步限定，所述增塑剂为芳烃油、环烷油、石蜡油、煤焦油和石脑油中的一种或几种按任意比的混合物。
[0021]进一步限定，所述促进剂为次磺酰胺类、噻唑类、秋兰姆类、硫脲类、二硫带氨基甲酸盐类、醛胺类、胍类和黄原酸盐类促进剂的一种或几种按任意比的混合物。
[0022]进一步限定，所述防老剂为喹啉类、对苯二胺类、萘胺类、芳香胺类、胺类、酚类、和芳胺类中的一种或几种按任意比的混合物。
[0023]本专利技术的一种高抗切割橡胶复合材料的制备方法按以下步骤进行：
[0024]步骤1：在密炼机中加入烯烃类橡胶进行混炼，120
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135℃下混炼180
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240s，静置4h以上，然后加入补强填料、氧化锌、硬脂酸、增塑剂、偶联剂和防老剂，在135
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150℃下混炼240
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300s，得到混炼胶；
[0025]步骤2：向混炼胶中加入硫磺和促进剂继续混炼，得到高抗切割橡胶复合材料。
[0026]本专利技术的一种高抗切割橡胶复合材料用于制备轮胎胎面。
[0027]本专利技术与现有技术相比具有的显著效果：
[0028]1)本专利技术通过在橡胶复合材料中引入铁系丁戊橡胶，替代部分丁苯橡胶，超高分子量的铁系丁戊橡胶，分子间作用力大，能与其他合成橡胶分子链形成物理缠结，同时本专利技术10
‑
40％侧基含量的设计，使得分子链之间滑移困难，具有较好的抵抗外力形变的能力，有效改善了橡胶材料的拉伸撕裂性能、耐磨性以及橡胶的抗切割性能。
[0029]2)本专利技术通过在橡胶复合材料中具有较高1,4
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异戊二烯摩尔含量的铁系丁戊橡胶，利用其中的大量侧甲基，使分子链的刚性提高，且其空间位阻高，能够限制分子链运动，使材料的硬度和刚性进一步提高，从而进一步改善了橡胶的抗切割性能。
[0030]3)铁系丁戊橡胶的分子链中还包含有一部分1,4
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丁二烯链段，其与顺丁橡胶中的丁二烯结构单元，有较高的结构相似度，这使得铁系催化丁戊橡胶与其他合成橡胶的表面能更加接近，因此在混炼过程中，与其它合成橡胶的相容性较好，易于与其他合成橡胶混炼加工，协同增效作用明显。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0033]下述实施例中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0034]下述实施例中所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0035]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0036]本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗切割橡胶复合材料，其特征在于，它以重量份数计由以下组分制备而成：烯烃类橡胶100份；补强填料20～90份；氧化锌1～5份；硬脂酸0.5～5份；增塑剂5～70份；硫磺1～5份；促进剂1～5份；防老剂1～5份；烯烃类橡胶以重量份数计由顺丁橡胶0～30份、丁苯橡胶0～70份、铁系丁戊橡胶5～30份混合而成，其中顺丁橡胶和丁苯橡胶的份数不能同时为0，铁系丁戊橡胶的分子量为60～200w，乙烯基和丙烯基侧基含量之和为10～40％。2.根据权利要求1所述的高抗切割橡胶复合材料，其特征在于，铁系丁戊橡胶由丁二烯结构单元和异戊二烯结构单元组成，其中异戊二烯结构单元的摩尔含量为20～50％，丁二烯结构单元的摩尔含量为50～80％。3.根据权利要求2所述的高抗切割橡胶复合材料，其特征在于，丁二烯结构单元中1,2
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丁二烯的摩尔含量为10～40％，1,4
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丁二烯的摩尔含量为60～90％，异戊二烯结构单元中3,4
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异戊二烯的摩尔含量为10～40％，1,4
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异戊二烯的摩尔含量为60～90％。4.根据权利要求1所述的高抗切割橡胶复合材料，其特征在于，铁系丁戊橡胶的玻璃化转变温度为
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45～
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15℃。5.根据权利要求1所述的高抗切割橡胶复合材料，其特征在于，补强填料为炭黑、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆刚，侯鸿斌，付正广，王亮，徐广强，周丽，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：