一种橡胶组合物及其制备方法技术

一种橡胶组合物及其制备方法。橡胶组合物以各组分重量计，含有100份二烯类橡胶、硫化剂0.5～3份、1～100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液和炭黑淤浆的共凝聚混合物，共凝聚混合物是将以固体质量计10～50份炭黑分散于水中形成炭黑淤浆并与以干基质量计为100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液混合均匀，凝聚制得，其特征在于纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液，以乳液干基质量为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1～5份；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为50～80nm，数均分子量为100000～140000，分子量分布为2～3。该橡胶组合物用于轮胎时有较好的耐磨性、抗湿滑性，并具有较低的滚动阻力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】。橡胶组合物以各组分重量计，含有100份二烯类橡胶、硫化剂0.5～3份、1～100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液和炭黑淤浆的共凝聚混合物，共凝聚混合物是将以固体质量计10～50份炭黑分散于水中形成炭黑淤浆并与以干基质量计为100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液混合均匀，凝聚制得，其特征在于纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液，以乳液干基质量为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1～5份；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为50～80nm，数均分子量为100000～140000，分子量分布为2～3。该橡胶组合物用于轮胎时有较好的耐磨性、抗湿滑性，并具有较低的滚动阻力。【专利说明】
本专利技术涉及一种橡胶组合物，更具体的说涉及一种用于轮胎胎面的橡胶组合物。
技术介绍
随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也逐年提高，这就要求轮胎胎面具有良好的抗湿滑性能，优异的耐磨性以及低的滚动阻力。纳米二氧化硅俗称白炭黑，是橡胶工业中用量仅次于炭黑的第二大补强剂。自上世纪九十年代，白炭黑作为补强填料广泛应用于轮胎胎面配方中，使上述的轮胎胎面要求的“魔鬼三角”性能获得较明显的平衡。本专利技术提供一种功能复合乳液，将纳米二氧化硅引入的聚共轭二烯烃分子链上， 并通过胶乳/炭黑湿法混合工艺制备炭黑高度分散的，并能够提高轮胎性能的共凝聚混合物。将此共凝聚混合物用于橡胶胎面组合物的制备过程中再无需加入炭黑，共凝聚混合物的加入可提高轮的耐磨性、抗湿滑性，并具有较低的滚动阻力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，该橡胶组合物用于轮胎时有较好的耐磨性、抗湿滑性，并具有较低的滚动阻力。本专利技术所公开的橡胶组合物，以各个组分重量份计，含有100份二烯类橡胶、硫化剂0.5~3份、I~100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液和炭黑淤浆的共凝聚混合物，其中涉及的共凝聚混合物是将10~50份(以固体质量计)炭黑分散于水中形成炭黑淤浆并与以干基质量计为100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液混合均匀， 凝聚制得，其中的纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液，以乳液干基质量为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1~5份；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为50~80nm，数均分子量为100000~140000，分子量分布为2~3。本专利技术所述的二烯类橡胶，其中的乳聚丁苯橡胶(ESBR)的质量含量为50~ 100 %，也就是本专利技术中的二烯类橡胶可以是乳聚丁苯橡胶，也可以是乳聚丁苯橡胶与选自天然橡胶，顺丁橡胶、异戊橡胶等二烯类橡胶中一种或多种的混合物。本专利技术所述的炭黑淤浆的制备方法是采用不加任何表面活性剂的超分散法，在不破坏炭黑表面活性的情况下将其分散为亚微米级，在《炭黑工业》2006年第6期《炭黑分散技术的新进展》中对不加任何表面活性剂的炭黑超分散进行了叙述。本专利技术所述的炭黑淤浆是通过不加任何表面活性剂的超分散获得，例如可以通过机械设备将炭黑精细分散到水中来制备的。炭黑淤浆的浓度以保持具有良好的流动性，并能与胶乳充分混合为准，质量浓度一般为15%~20%，为了提高炭黑的润湿速率，缩短炭黑的分散时间，去离子水温度宜为 40 ~60°C。本专利技术所述的炭黑可以是通用的炭黑，本专利技术优选使用氮吸附比表面积为60~ 120m2.g' DBP吸收值为60~120cm3.g_1的炭黑。为了提高二氧化硅在乳液中的分散性从而进一步提高功能乳液的性能，本专利技术选用偶联剂处理二氧化硅，使二氧化硅具有反应性，再使用原位乳液聚合法制得稳定性良好的纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液。本专利技术所公开的纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以功能复合乳液干基为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1~ 5份；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为50~80nm，数均分子量为100000~ 140000，分子量分布为2~3。本专利技术所述的表面功能化改性的纳米二氧化硅是指二氧化硅采用偶联剂通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，其中的偶联剂为硅氧烷偶联剂，其占表面功能化改性纳米二氧化硅质量的0.1~50%，优选10~30%。本专利技术所属的纳米二氧化硅，只要是纳米级的即可，优选20~60nm。本专利技术所述的硅氧烷偶联剂，可以是乙烯类硅氧烷、甲基丙烯酸酯类硅氧烷中的一种或多种，优选乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三 (β -甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基二异丙氧基硅烷、Y 一氛基丙基二甲氧基硅烷、Y 一氛基丙基二乙氧基娃烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷低聚物、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)、三(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷(MPTS)中的一种或多种；更优选乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、二(二甲基娃氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中的一种或多种。本专利技术所述的共轭二烯烃为C4-C12共轭二烯烃，优选为1，3_ 丁二烯，异戊二烯，2，3-二甲基 _1，3 丁二稀，2, 3- 二乙基 _1，3 丁二稀，2-甲基-3-乙基-1, 3 丁二稀，2-氣-1,3-戍二稀，1，3-戍二稀，3_ 丁基-1, 3_羊二稀，2-苯基-1，3- 丁二稀，1，3-己二稀中的一种或多种，更优选1，3- 丁二烯和/或异戊二烯。本专利技术所述的橡胶组合物，可以含有氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂助剂中的一种或多种；这些助剂的种类和加入量为本领域技术人员所公知，本专利技术推荐的加入量以二烯类橡胶为100重量份计，氧化锌用量为I~5份，硬脂酸用量为I~4份，硫化剂0.5~ 3份，促进剂0.5~3份，防老剂0.5~2份。根据本专利技术，所述防老剂可以为N —(1，3 —二甲基丁基)一 N—苯基对苯二胺 (6PPD)、N 一苯基一 η —异丙基一对苯二胺(3PPD)、以及聚(2，2，4 一三甲基一 1，2 —二氢化喹啉(RD)中的一种或几种，优选6ΡΗ)，用量为0.5~2份。本专利技术所述硫化剂可以为硫磺和/或吗啉类，优选硫磺，用量为0.5~3份；根据本专利技术，所述促进剂可以为各种常规用于橡胶组合物的促进剂，例如可以为噻唑促进剂、次磺酰胺促进剂和秋兰姆促进剂中的一种或几种，用量为0.5~3份。本专利技术所述的噻唑促进剂可以为二硫化二苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑锌盐、2 (4 一吗啉基二硫代)苯并噻唑和N，N 一二乙基一二硫代氧基苯并噻唑中的一种或几种，优选为二硫代二苯并噻唑。本专利技术所述的次磺酰胺促进剂可以为N —环己基一 2-苯并噻唑次磺酰胺、N —叔丁基一 2 —苯并噻唑次磺酰胺、N —氧二乙撑基一 2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N 一二环己基一 2 —苯并噻唑次磺酰胺和N-氧二亚乙基硫代氨基甲酰一 N’ 一氧二亚乙基次磺酰胺中的一种或几种；优选为N —环己基一 2 —苯并噻唑次磺酰胺。本专利技术所述的秋兰姆促进剂可以为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、 一硫化四甲基秋兰姆、二硫化二异丁基秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆、四硫化双五亚甲基秋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，以各组分重量计，含有100份二烯类橡胶、硫化剂0.5～3份、1～100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液和炭黑淤浆的共凝聚混合物，共凝聚混合物是将以固体质量计10～50份炭黑分散于水中形成炭黑淤浆并与以干基质量计为100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液混合均匀，凝聚制得，其特征在于纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液，以乳液干基质量为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1～5份；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液粒径为50～80nm，数均分子量为100000～140000，分子量分布为2～3。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志超，赵旭涛，马朋高，李晓艳，胡育林，王永峰，路祥，邵卫，李波，郑聚成，李晶，赵洪国，陈建刚，胡海华，王振华，陈东平，李铁柱，应继成，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：