橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用技術

本發明專利技術涉及橡膠材料領域，公開了一種橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法，該組合物中含有橡膠基體、橡膠改性劑、白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑；其中，所述橡膠改性劑為L

【技術實現步驟摘要】
橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用


[0001]本專利技術涉及橡膠領域，具體地，涉及一種橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用。

技術介紹

[0002]近年來，為了適應汽車輪胎安全、環保、綠色的發展趨勢，白炭黑類型的非石油資源因其具備降低輪胎滾動阻力、節約汽車燃料消耗等特點，其在輪胎領域越來越受到重視，但由于白炭黑具備較強的表面極性，這使其在橡膠基體中的分散變得異常困難，因而其應用受到了一定的限制。
[0003]白炭黑由于其高極性，表面易吸附氧化鋅，硫化過程中易形成硅絡合鋅，硅絡合鋅不能激活促進劑。因此，氧化鋅的活化作用會被降低，這導致橡膠硫化滯后，降低了生產中橡膠的硫化效率。
[0004]CN104530501A公開了一種用于彩色輪胎胎側耐變色性的橡膠組合物，胎側橡膠組合物的配比以重量計，基體橡膠100份、活性填料30
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40份、著色填料20
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30份，石蠟油5
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7份、活性劑5
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7份、硅烷偶聯劑2
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3份、淺色增粘樹脂1
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2份、非污染性防老劑4
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6份、硫化劑1
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2份、促進劑3
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5份、有機著色劑3
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6份、紫外線吸收劑1
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2份。采用該組合物制備得到的橡膠具有鮮艷的色彩，較好的耐變色性，深色彩色胎側輪胎在強烈光照以及濕熱的環境下一年以內不會有變色現象，該配方具有更高的耐撕裂性能，在強烈光照及濕熱的惡劣環境中使用時，其展現出極好的耐變色性。
[0005]CN104311918A公開了一種用于轎車跑氣保用輪胎胎側部位的橡膠組合物，原料以重量份計含有天然橡膠10
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30重量份，高順式聚丁二烯復合橡膠 70
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90重量份，炭黑20
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50重量份，白炭黑20
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40重量份，硬脂酸1.0
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3.0份，氧化鋅1.0
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5.0份；其中高順式聚丁二烯復合橡膠的1，2
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聚丁二烯含量為 1
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10％。采用該組合物制備得到的橡膠能提高車輛行駛時的安全性能，減少或杜絕由于輪胎刺穿和爆破引起的交通事故。
[0006]然而，上述現有技術中均采用向白炭黑中添加硅烷偶聯劑Si75等類似方式來提高白炭黑的分散性，而Si75等是含硫化合物，在高溫混煉過程中，對工藝控制要求較高，控制不當其有可能引起焦燒，進而會影響到復合材料的整體性能。Si75等在加工過程容易產生乙醇，而乙醇的存在給輪胎的安全性帶來了隱患。
[0007]CN109384964A公開了一種用于車胎胎側的橡膠組合物，該組合物中含有橡膠基體、橡膠改性劑、白炭黑、炭黑、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑，其中，所述橡膠改性劑為馬來酸系單體，所述橡膠基體為順丁橡膠和天然橡膠的混合物。采用該組合物制備得到的橡膠具備高強度、低滾動阻力、良好的動態曲撓性的優點，并且由該組合物形成的硫化橡膠能夠用于車胎胎側。但是該組合物在硫化效率方面表現一般。
[0008]上述現有技術不能完全滿足含有白炭黑的橡膠配方作為胎側膠使用時，所需要的在保證較高強度和動態曲撓性的前提下，同時具有良好的加工安全性和較高的硫化效率。

技術實現思路

[0009]本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的含有白炭黑的胎側用橡膠的強度、動態曲撓性、加工安全性以及硫化效率無法同時滿足的問題，提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物能夠在保證硫化膠具有較高強度和動態曲撓性的前提下，顯著改善橡膠組合物的加工安全性以及硫化效率。
[0010]為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種橡膠組合物，其特征在于，該組合物中含有橡膠基體、橡膠改性劑、白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑；其中，所述橡膠改性劑為L
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半胱氨酸，所述橡膠基體為順丁橡膠和天然橡膠。
[0011]本專利技術的第二方面提供一種制備硫化橡膠的方法，該方法包括：
[0012](1)將含有橡膠基體和橡膠改性劑的組分A進行第一混煉，得到一段母膠；
[0013](2)將所述一段母膠與含有白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑和軟化劑的組分B進行第二混煉，得到二段母膠；
[0014](3)將所述二段母膠與含有促進劑和硫化劑的組分C進行第三混煉，得到終煉膠；
[0015](4)將所述終煉膠進行硫化；
[0016]所述橡膠改性劑為L
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半胱氨酸，所述橡膠基體為順丁橡膠和天然橡膠。
[0017]本專利技術第三方面提供一種由上述方法制備得到的硫化橡膠。
[0018]本專利技術第四方面提供一種上述硫化橡膠在輪胎胎側中的應用。
[0019]本專利技術提供的橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用獲得以下有益的效果：
[0020]本專利技術提供的橡膠組合物能夠在保持硫化膠具有較高強度和動態曲撓性的前提下，顯著改善橡膠組合物的加工安全性和硫化效率。
[0021]進一步地，本專利技術提供的制備硫化橡膠的方法中，采用分步加料、多段混煉的方式得到混煉膠后進行硫化，由此能夠更好地發揮橡膠改性劑在橡膠基體與白炭黑中的橋梁作用，有利于白炭黑在橡膠基體中的分散，提高膠料的加工安全性和硫化效率，獲得的硫化橡膠具有較好的強度和動態曲撓性性。
具體實施方式
[0022]在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
[0023]本專利技術第一方面提供了一種橡膠組合物，其特征在于，該組合物中含有橡膠基體、橡膠改性劑、白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑；其中，所述橡膠改性劑為L
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半胱氨酸，所述橡膠基體為順丁橡膠和天然橡膠。
[0024]本專利技術中，采用順丁橡膠和天然橡膠作為橡膠基體，采用L
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半胱氨酸為改性劑，并配合使用白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑，能夠改善白炭黑等在橡膠基體中的分散性，進而使得該組合物能夠在保持由組合物制得的硫化膠具有較高強度和動態曲撓性的前提下，顯著改善橡膠組合物的加工安全性和硫化效率。
[0025]根據本專利技術，相對于100重量份的所述橡膠基體，所述橡膠基體中天然橡膠的含量為40
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60重量份，所述順丁橡膠的含量為40
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60重量份。
[0026]本專利技術中，所述天然橡膠可以為本領域中常規種類的天然橡膠，例如為 SMR
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20。
[0027]根據本專利技術，所述順丁橡膠中的順式1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種橡膠組合物，其特征在于，該組合物中含有橡膠基體、橡膠改性劑、白炭黑、鈦白粉、超細滑石粉、活化劑、防老劑、軟化劑、促進劑和硫化劑；其中，所述橡膠改性劑為L
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半胱氨酸，所述橡膠基體為順丁橡膠和天然橡膠。2.根據權利要求1所述的橡膠組合物，其中，相對于100重量份的所述橡膠基體，所述橡膠基體中天然橡膠的含量為40
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60重量份，順丁橡膠的含量為40
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60重量份；優選地，所述順丁橡膠中的順式1，4
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結構的含量為90
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99重量％。3.根據權利要求1或2所述的橡膠組合物，其中，相對于100重量份的所述橡膠基體，所述橡膠改性劑的含量為8
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15重量份，所述白炭黑的含量為40
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60重量份，所述鈦白粉的含量為10
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30重量份，所述超細滑石粉的含量為10
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20重量份，所述活化劑的含量為5
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10重量份，所述防老劑的含量為1
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3重量份，所述軟化劑的含量為5
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15重量份，所述促進劑的含量為1
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5重量份，所述硫化劑的含量為0.5
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4重量份。4.根據權利要求1
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3中任意一項所述的橡膠組合物，其中，所述白炭黑的氮吸附比表面積為10
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200m2/g；優選地，所述鈦白粉中二氧化鈦含量大于98重量％；優選地，所述超細滑石粉的目數為2500
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3000目；優選地，所述活化劑選自金屬氧化物和脂肪酸的混合物、脂肪酸金屬皂鹽和硼酸鋅中的至少一種。5.根據權利要求1
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4中任意一項所述的橡膠組合物，其中，所述防老劑選自胺類防老劑、喹啉類防老劑和苯并咪唑類防老劑中的至少一種；優選地，所述促進劑選自次磺酰胺類促進劑、噻唑類促進劑、秋蘭姆類促進劑和胍類促進劑中的至少一種；優選地，所述軟化劑選自芳烴油、石蠟油、環烷油、石油樹脂和聚乙二醇中的至少一種；優選地，所述硫化劑為硫磺給予體。6.一種制備硫化橡膠的方法，其特征在于，該方法包括：(1)將含有橡膠基體和橡膠改性劑的組分A進行第一混煉，得到一段母膠；(2)將所述一段母膠與含有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李紹寧，王麗麗，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：