反式聚異戊二烯橡膠并用順式聚異戊二烯橡膠組合物及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為合成反式聚異戊二烯(TPI)(或合成反式聚異戊二烯(TPI)與合成順式聚異戊二烯(IR)的組合)與白炭黑制備的母膠、天然膠與炭黑制備的母膠，由這兩種母膠再制備橡膠組合物及其加工工藝。其工藝為將TPI(或者TPI與IR的組合)與白炭黑、偶聯(lián)劑混煉成白炭黑母膠；將天然膠與炭黑混煉成炭黑母膠，然后按照組合物比例將白炭黑母膠、炭黑母膠、橡膠助劑混煉成橡膠組合物。使用本發(fā)明的橡膠組合物及工藝制備的膠料具有提高耐磨降低生熱的特點，可以應(yīng)用于橡膠制品中，特別是汽車輪胎中，降低滾動阻力，降低生熱。
【專利說明】反式聚異戊二烯橡膠并用順式聚異戊二烯橡膠組合物及其加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，特別涉及橡膠加工或輪胎制造領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]橡膠配方的動態(tài)滯后損失性能對輪胎性能的影響尤為重要，滯后損失使膠料在動態(tài)形變過程中能量消耗增加，生熱增加，彈性下降，滾動阻力上升。生熱也會導(dǎo)致橡膠的強(qiáng)度和耐磨性下降，造成輪胎的早期損害，生熱還會增加輪胎的滾動阻力，增加燃油消耗和二氧化碳的排放量。
[0003]國內(nèi)外研究結(jié)果表明配方中使用補(bǔ)強(qiáng)性沉淀二氧化硅填料和偶聯(lián)劑可以降低輪胎的滾動阻力。但是補(bǔ)強(qiáng)性二氧化硅的比表面積大，填料間相互作用強(qiáng)，在混煉過程中不容易分散，容易吸附非橡膠組分，尤其與天然膠混合時，容易吸附天然膠中非橡膠組分，降低填料與聚合物間作用，降低了膠料性能。怎樣提高白炭黑與橡膠相互作用，減少白炭黑間相互聚集，降低生熱不減低耐磨性能，是本發(fā)明的發(fā)明目的之一。
[0004]本發(fā)明采用一種新的混煉方法和橡膠組合物，用合成聚異戊二烯橡膠(包括TP1、IR或它們的組合)與白炭黑混煉，天然橡膠與炭黑混煉的母膠法工藝，其優(yōu)點在于:合成聚異戊二烯中非橡膠組分很少，在偶聯(lián)劑作用下，使白炭黑更容易與聚合物間相互作用，降低配方的生熱，提高耐磨性。
[0005]專利CN102382338A公布了聚異戊二烯橡膠與其它橡膠共混，共混時使用聚合物與炭黑、白炭黑、活化劑、防老劑、軟化劑等一步共混，這樣的共混方法由于白炭黑會吸附橡膠助劑，影響合成聚異戊二烯橡膠與填料的作用。
[0006]專利CN102046395A中公布聚異戊二烯橡膠與天然膠在輪胎配方的應(yīng)用，配方使用N330炭黑，而本專利不局限于炭黑，更不限制炭黑品種，而且還使用其制造原材料不消耗石油資源的白炭黑。
[0007]專利CNlOl 121803A公布反式聚異戊二烯橡膠與橡膠共混制備配方，將TPI塑化后直接與橡膠共混后再混入填料，這種工藝也會降低填料與聚合物間的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明采用一種新的混煉方法和橡膠組合物，用合成聚異戊二烯橡膠(包括TP1、IR或它們的組合)與白炭黑混煉，天然橡膠與炭黑混煉的母膠法工藝，其優(yōu)點在于:合成聚異戊二烯中非橡膠組分很少，在偶聯(lián)劑作用下，使白炭黑更容易與聚合物間相互作用，降低配方的生熱，提高耐磨性。本發(fā)明的橡膠組合物具有耐磨性高，生熱低的優(yōu)點，可用于輪胎等橡I父制品中。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步涉及如下實施方案:
[0010]一種含有反式聚異戊二烯的橡膠組合物，橡膠總量以100質(zhì)量份計，其中:
[0011]合成反式聚異戊二烯(TPI)與合成順式聚異戊二烯(IR)的總量為5-60質(zhì)量份，其中TPI為1-60質(zhì)量份，IR為0-55質(zhì)量份；
[0012]天然橡膠:40-95質(zhì)量份；
[0013]白炭黑:5-90質(zhì)量份；
[0014]炭黑:5-90質(zhì)量份；
[0015]母膠工藝:
[0016]白炭黑母膠工藝:合成反式聚異戊二烯橡膠或者與合成順式聚異戊二烯橡膠組合物(TPI與IR組合物)與白炭黑、偶聯(lián)劑在密煉機(jī)中混煉成為白炭黑母膠；
[0017]炭黑母膠工藝:天然橡膠與炭黑在密煉機(jī)中混煉成為炭黑母膠；
[0018]終煉膠工藝:
[0019]將所述炭黑母膠、白炭黑母膠、防老劑、活性劑、促進(jìn)劑、硫化劑按組合物比例混煉制備成橡膠組合物；
[0020]根據(jù)上述的制備方法，其中白炭黑為含有二氧化硅成分的無機(jī)填料，優(yōu)選沉淀法制備的氮吸附比表面積為50—300m2 /g的高分散白炭黑；根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中炭黑STSA比表面積為50-200m2/g。
[0021]根據(jù)上述的制備方法，其中所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、酞酸酯偶聯(lián)劑、硝基偶聯(lián)劑、醇類化合物或它們的組合，優(yōu)選有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑；
[0022]根據(jù)上述的制備方法，其中所述白炭黑與炭黑的總用量為10—130質(zhì)量份，優(yōu)選15—120質(zhì)量份，更優(yōu)選20—100質(zhì)量份。
[0023]根據(jù)上述的制備方法，其中所述防老劑為胺類防老劑、喹啉類防老劑、苯并咪唑類防老劑、物理防護(hù)劑一種或幾種；
[0024]根據(jù)上述，其中活化劑為金屬氧化物和脂肪酸組合以及脂肪酸金屬皂鹽一種或多種，所述金屬氧化物為氧化鋅、氧化鎂等一種或多種，所述脂肪酸金屬皂鹽為硬脂酸鋅、硼酸鋅等一種或多種；
[0025]根據(jù)上述的制備方法，其中促進(jìn)劑包括但不限于次磺酰胺類促進(jìn)劑、噻唑類促進(jìn)齊?、秋蘭姆類促進(jìn)劑、胍類促進(jìn)劑或它們的組合，所述硫化劑包括但不限于硫黃、不溶性硫黃、充油硫黃、硫黃給予體或它們的組合；
[0026]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)上述的制備方法制備的橡膠組合物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為實施例3和對比例3在不同溫度下的DMA溫度掃描圖。
[0028]圖2為路試單耗指數(shù)圖。
[0029]數(shù)據(jù)處理說明
[0030]單耗:輪胎行駛的里程數(shù)(km)與損耗的花紋深度(mm)之比，單耗單位為km/_ ；
[0031]單耗指數(shù):將對比例單耗記為100，實施例單耗與對比例單耗之比即為單耗指數(shù)。
【具體實施方式】
[0032]下面用實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限
[0033]制。
[0034]用于實施例中的試驗標(biāo)準(zhǔn):[0035]檢測儀器
[0036]表1橡膠樣品制備的儀器設(shè)備
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種含有反式聚異戊二烯的橡膠組合物，橡膠總量以100質(zhì)量份計，其中: 合成反式聚異戊二烯(TPI)與合成順式聚異戊二烯(IR)的總量為5-60質(zhì)量份，其中TPI為1-60質(zhì)量份，IR為0-55質(zhì)量份； 天然橡膠:40-95質(zhì)量份； 白炭黑:5-90質(zhì)量份； 炭黑:5-90質(zhì)量份； 母膠工藝: 白炭黑母膠工藝:合成反式聚異戊二烯橡膠或者與合成順式聚異戊二烯橡膠組合物(TPI與IR組合物)與白炭黑、偶聯(lián)劑在密煉機(jī)中混煉成為白炭黑母膠； 炭黑母膠工藝:天然橡膠與炭黑在密煉機(jī)中混煉成為炭黑母膠； 終煉膠工藝: 將所述炭黑母膠、白炭黑母膠、防老劑、活性劑、促進(jìn)劑、硫化劑按組合物比例混煉制備成橡膠組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中白炭黑為含有二氧化硅成分的無機(jī)填料，優(yōu)選沉淀法制備的氮吸附比表面積為50— 300m2/g的高分散白炭黑；根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中炭黑STSA比 表面積為50-200m2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、酞酸酯偶聯(lián)劑、硝基偶聯(lián)劑、醇類化合物或它們的組合，優(yōu)選有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中所述白炭黑與炭黑的總用量為10—130質(zhì)量份，優(yōu)選15 —120質(zhì)量份，更優(yōu)選20—100質(zhì)量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中所述防老劑為胺類防老劑、喹啉類防老劑、苯并咪唑類防老劑、物理防護(hù)劑一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中活化劑為金屬氧化物和脂肪酸組合以及脂肪酸金屬皂鹽一種或多種，所述金屬氧化物為氧化鋅、氧化鎂等一種或多種，所述脂肪酸金屬皂鹽為硬脂酸鋅、硼酸鋅等一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中促進(jìn)劑包括但不限于次磺酰胺類促進(jìn)劑、噻唑類促進(jìn)劑、秋蘭姆類促進(jìn)劑、胍類促進(jìn)劑或它們的組合，所述硫化劑包括但不限于硫黃、不溶性硫黃、充油硫黃、硫黃給予體或它們的組合。
8.—種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的制備方法制備的橡膠組合物。
【文檔編號】C08K3/36GK103881161SQ201410033354
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】王夢蛟, 周宏斌, 石超 申請人:怡維怡橡膠研究院有限公司