本发明专利技术提供了一种具有耐磨特性的丁苯橡胶组合物及其制备方法。所述丁苯橡胶组合物包含共混的以下组分：丁苯橡胶100重量份；改性丁苯粉末橡胶1～30重量份，还可以包括端羟基液体丁苯橡胶1～30重量份等。所述丁苯橡胶中结合苯乙烯含量15～50％，门尼粘度30～90；改性丁苯粉末橡胶为辐射交联法制备的丁苯粉末橡胶在聚乙二醇存在下，用己二硫醇和过硫酸钾对其进行表面改性得到；其中结合苯乙烯含量15～60％，平均粒径50～300nm；凝胶含量70～98％。本发明专利技术所述的丁苯硫化橡胶，能很好地在滚动阻力、湿滑性能、耐磨性能三者之间达到平衡，适合用于胎面胶。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶领域，进一步地说，是涉及。
技术介绍
随着减排二氧化碳政策法规的日益严格和石油资源的日趋紧缺，如何降低燃油消耗成为汽车行业和使用者关注的焦点，降低轮胎的滚动阻力是减少汽车燃油消耗的重要措施之一。在降低轮胎胶料(主要是胎面胶)滚动阻力研究中遇到了很棘手的滚动阻力、湿滑性能、耐磨性能相互矛盾的所谓的“魔三角”问题。简单的增加软化剂用量，可以提高轮胎的抗湿滑性，但其耐磨性降低和滚动阻力增加。提高补强填料(炭黑或白炭黑)的用量，可以在一定程度上降低滚动阻力，却使补强填料在胶料中很难分散均勻，并使抗湿滑性降低。 加大硫化剂的用量，即提高交联密度，和增加补强填料用量的效果一样，降低滚动阻力同时使抗湿滑性变差。为了实现三方面性能的平衡，除了对轮胎结构设计进行优化外，国内外还对胶料(以胎面胶为主)配方进行了广泛深入的研究。一方面合成适用的橡胶原料(如溶聚丁苯橡胶SSBR、反式聚异戊二烯TPI、丁二烯-异戊二烯-苯乙烯集成橡胶SIBR、高乙烯基顺丁橡胶HVBR等)，另一方面着手寻求具有较好综合性能的改性剂和实用配方。在配方研究中已获得了一些进展，比较有代表性的是溶聚丁苯橡胶(SSBR)等与炭黑和白炭黑并用或倒易(反转)炭黑体系，体系特点是主配方基本不变，只是在补强填料上有所不同，容易在工业上实现；其缺点是需要使用较多的硅烷偶联剂且炼胶时设备负荷大，硫化胶的耐磨性也不理想。与此同时，研究人员发现，交联粉末橡胶在配方适当时，可以降低硫化胶的滚动阻力。专利US6184296使用经过表面改性的交联顺丁和丁苯粉末橡胶(溶胀指数4 5，粒径 60 450nm)，使天然橡胶(NR)配方体系硫化胶的滚动阻力降低，且强力性能未受影响。在专利US6133364中，把氯甲基苯乙烯接枝到交联丁苯粉末橡胶表面上，然后将其用于NR配方体系中，使硫化胶的滚动阻力降低，而抗湿滑性提高。专利US6207757用氯甲基苯乙烯改性的交联丁苯粉末橡胶达到了降低NR配方体系硫化胶滚动阻力的作用，同时提高了轮胎的牵引性能和耐用性。专利US6M2534把含羧基和氨基的交联丁苯粉末橡胶一并用于NR配方体系，不仅降低了体系硫化胶的滚动阻力，提高了抗湿滑性，而且明显提高了定伸应力。专利EP1431075用丁苯粉末橡胶和增塑淀粉来改善丁苯橡胶(SBR)与顺丁橡胶 (BR)并用和白炭黑体系的性能，结果耐磨性得到了改进、滚动阻力降低，硫化胶的比重也较小。专利US6699935用共聚改性交联丁苯粉末橡胶使改性丁苯配方体系具有低滚动阻力兼有出色的抗湿滑性与耐磨性。上述专利文献提到的交联丁苯粉末橡胶全部采用化学交联方法交联，这种方法需要使用价格较高的交联单体且能耗较大，并且主要涉及天然橡胶配方体系或丁苯橡胶的白3炭黑体系及改性丁苯配方体系。综上所述，寻找一种丁苯橡胶组合物，在改善性能的同时能耗较低，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种丁苯橡胶组合物，其硫化胶在抗湿滑性改善的基础上，滚动阻力有所降低；或者耐磨性得到显著提高。本专利技术的目的之一是提供一种丁苯橡胶组合物。包含共混的以下组分丁苯橡胶和以丁苯橡胶为100重量份计，1 30重量份的改性丁苯粉末橡胶，优选为5 15重量份。所述丁苯橡胶为现有技术中的各种丁苯橡胶，其中结合苯乙烯含量15 50%，优选20 30%，门尼粘度30 90，优选40 70。本专利技术的丁苯组合物中丁苯橡胶优选充油丁苯橡胶。当组合物选用充油丁苯橡胶时，所述其他各组分所述含量仍以充油丁苯橡胶中丁苯橡胶为100重量份计。所述改性丁苯粉末橡胶为改性的辐射交联法制备的丁苯粉末橡胶，所述辐射交联法制备的丁苯粉末橡胶具体参照中国专利CN 1402752A所公开的全硫化粉末橡胶的制备方法所制备，或是采用中石化北京化工研究院按照此专利技术生产的丁苯粉末橡胶VP101。 所述丁苯粉末橡胶的结合苯乙烯含量15 60%，优选35 55%，平均粒径50 300nm，优选100 200nm ；凝胶含量70 98%，优选85 95% ；在聚乙二醇存在下，用己二硫醇和过硫酸钾对交联丁苯粉末橡胶进行表面改性。所述改性丁苯粉末橡胶具体是按以下方法制备(1)将通过丁苯橡胶胶乳辐照交联得到的丁苯粉末橡胶同聚乙二醇、己二硫醇和水配成悬浮液；以丁苯粉末橡胶重量100份计，聚乙二醇和己二硫醇的用量分别是2. 0 4. 0份和1. 5 3. 0份；其中聚乙二醇的分子量范围是200 20000 ；(2)加热至30士5°C，边搅拌边向悬浮液中滴加过硫酸钾溶液，全部滴加完后升温至70士5°C，充分反应；为了滴加方便和分散均勻，过硫酸钾溶液的浓度优选在1 5% wt ； 以丁苯粉末橡胶重量100份计，过硫酸钾的用量是1. 5 2. 5份，为了使改性反应更充分， 过硫酸钾溶液全部滴加完升温至70士5°C后，优选保持0. 5 2. 0小时；(3)温度降至40°C以下，进行过滤、洗涤、真空干燥制得所述改性丁苯粉末橡胶。为了改善炭黑的分散效果和提高橡胶与炭黑的结合力，本专利技术所述具有耐磨特性的丁苯橡胶组合物还包括端羟基液体丁苯橡胶，其用量为以丁苯橡胶100重量份计，1 30 重量份，优选为5 15重量份。所述端羟基液体丁苯橡胶为现有技术中的端羟基液体丁苯橡胶。为了提高炭黑与橡胶的结合力，本专利技术所述丁苯橡胶组合物还包含硅烷偶联剂， 其用量以丁苯橡胶为100重量份计为0. 1 5重量份。硅烷偶联剂为含硫硅烷偶联剂，常用的是3，3’_双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物(Si6^。此外还有3，3’_双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物，3，3’ -双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物，3， 3’ -双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物，3，3’ -双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)八硫化物，3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物，3，3’-双(三丁氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物等。所述丁苯橡胶组合物还包含本领域内通常采用的加工助剂，如补强剂、硫化剂、 促进剂、活性剂、防老剂、填充油等。补强剂可以选用炭黑或白炭黑，优选炭黑。加入量可以以丁苯橡胶100重量份计为40 120份，优选70 90份。常用的炭黑牌号有mi0、N115、m20、N125、m;35、N220、 N231、N234、N242、N293、N299、N326、N330、N335、N339、N343、N351、N356、N375、N539、N550、 N660、N772、N990 等。硫化剂可以选用现有技术中的硫磺或硫给予体，优选硫磺。以丁苯橡胶为100重量份，硫磺的用量0. 5 6重量份，优选1. 2 3重量份。促进剂可使用常用的N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、1，3- 二苯基胍等；活性剂可使用传统的氧化锌和硬脂酸；防老剂可采取防RD和防4020并用；填充油可使用芳烃油、环烷油；以上所述促进剂、活性剂、防老剂、填充油的用量为本领域内通常用量，或者根据实际情况适当调整。当本专利技术的丁苯橡胶组合物选用充油丁苯橡胶作为基体橡胶时，所述其他各组分所述含量仍以充油丁苯橡胶中丁苯橡胶为100重量份计。本专利技术的目的之二是提供所述丁苯橡胶组合物的制备方法。包括将所述组分按所述的比例混炼。本专利技术所述的丁苯橡胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高建明，张晓红，李花婷，王清才，宋志海，赖金梅，蔡传伦，张红彬，王亚，黄源，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，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：
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