[发明专利]一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法。

背景技术

随着汽车的日益普及，石油的用量以及二氧化碳的排放量越来越高，并由此导致了石油资源的紧缺和全球气候的变暖，因此，一场降低油耗的汽车工业革命直接引发了汽车制造商降低轮胎滚动阻力的要求。在阻碍轿车前进的阻力中，滚动阻力占18-30％，滚动阻力能耗约占耗油量的14.4％，这意味着滚动阻力降低30％，则可节油4.5-6％。在降低滚动阻力的同时，还应具有较好的抗湿滑性能才能满足工业生产的需求。通常情况下，抗湿滑性与滚动阻力可分别由硫化橡胶在0℃及60℃时的损耗因子tanδ值来表征。0℃时的tanδ值越大，抗湿滑性越好；60℃时的tanδ值越小，滚动阻力越低。要使胶料获得良好的综合性能，应尽量增大0℃时的tanδ值，减小60℃时的tanδ值。目前，世界上一些大公司也逐渐推出滚动阻力较低、抗湿滑性能较好的橡胶轮胎，并冠以“绿色轮胎”的美名。虽然轮胎的各种标准中都还没有将轮胎滚动阻力的要求列入，但各汽车厂家(主要是美国)都已开始将轮胎的滚动阻力列为对原配胎质量的一项指标要求。

此外，随着全球总体生产力的提高和发展，环保问题也显得越来越重要。世界各国都肩负着通过国际合作，为人类创造更安全的生态环境的光荣使命。橡胶工业作为传统产业，有大量的公害产生，对大气、水资源带来了污染。橡胶工业的公害范围不光局限在厂区之内，还会扩散到周边地带。橡胶行业职工死亡情况统计表明，死于恶性肿瘤的职工人数已从20世纪70年代初的第3位跃升到90年代初的第1位。最近，我国一些橡胶制品企业出口的产品因被检测出含有致癌物质(如亚硝胺化合物、β-萘胺等)而被退货。

综上所述，如何获得一种能够兼具滚动阻力低、抗湿滑性能好且环保的橡胶组合物是日后研究的重点方向之一。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够兼具滚动阻力低、抗湿滑性能好且环保的橡胶组合物，以及一种硫化橡胶的制备方法和由该方法制备得到的硫化橡胶。

本发明提供了一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、硫化剂、硫化促进剂、增强剂和活化剂，其中，所述二烯烃橡胶含有充油溶聚丁苯橡胶，且所述活化剂含有纳米氧化锌和硬脂酸。

本发明还提供了一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将上述橡胶组合物混合均匀并硫化，得到硫化橡胶。

此外，本发明还提供了一种由上述方法制备得到的硫化橡胶。

与乳聚丁苯橡胶相比，溶聚丁苯橡胶能够填充更多的矿物油，所述填充油在橡胶分子链之间起着稀释隔离作用，使分子链间的作用减小，从而使得所述添加剂在所述溶聚丁苯橡胶中的分散性能更为优异。本发明的发明人经过深入研究发现：纳米氧化锌具有特殊的小尺寸效应和表面活化效应，从而具有更高的活性和更好的分散性，一方面，结合使用充油溶聚丁苯橡胶与含有纳米氧化锌和硬脂酸的活化剂，能够显著降低橡胶的滚动阻力，且得到抗湿滑性更好的橡胶；另一方面，采用含有纳米氧化锌的活化剂，在较低的加入量下就能达到较高的活性，因此，能够减少重金属锌的加入量，从而减少重金属锌对环境的潜在污染。根据本发明的一种优选实施方式，当以1kg所述充油溶聚丁苯橡胶中填充的矿物油为基准，所述矿物油中多环芳烃的含量不大于10mg，优选为5-8mg时，还能够进一步减少对环境的污染，得到环保性更好的橡胶组合物。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明，所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、硫化剂、硫化促进剂、增强剂和活化剂，其中，所述二烯烃橡胶含有充油溶聚丁苯橡胶，且所述活化剂含有纳米氧化锌和硬脂酸。其中，所述纳米氧化锌指的是颗粒直径小于或等于100nm的氧化锌。

根据本发明，尽管只要保证所述二烯烃橡胶含有充油溶聚丁苯橡胶、且所述活性剂含有纳米氧化锌和硬脂酸便能够得到滚动阻力低、抗湿滑性好且环保的橡胶组合物，从而实现本发明的目的，对所述橡胶组合物中各物质的含量并没有特别地限定；但是，为了得到综合性能更为优异的橡胶组合物，优选情况下，以100重量份的二烯烃橡胶为基准，所述硫化剂的含量为1-3重量份，所述硫化促进剂的含量为3-5重量份，所述增强剂的含量为70-90重量份，所述活化剂的含量为3-4重量份。