[发明专利]橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法以及硫化橡胶的应用

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以及硫化橡胶的应用。

背景技术

近年来我国乙烯工业发展迅速，我国快速发展的乙烯工业可提供大量含异戊二烯的C₅馏分资源，使生产大量性能优良的三元集成橡胶（SIBR）成为可能。随着化石燃料及原材料资源的日益减少，汽车行业对轮胎节能的要求也越来越迫切，而生产白炭黑不用化石原料，以上因素将使SIBR/白炭黑新型绿色轮胎胎面胶成为研发应用的热点，市场潜力巨大。

EP863182B1公开了一种主要用于胎面胶的橡胶组合物，其主要组成为：以100重量份橡胶为基准：含有40-75phr含锡或硅的偶联剂偶联并且异戊二烯封端的三元集成橡胶（SIBR），SIBR含有1-20重量%的苯乙烯链段，12-40重量%的异戊二烯链段，40-87重量%的无规分布1,3-丁二烯链段，Tg范围在-60℃到-85℃；45-150phr的填料，包括30-90phr的白炭黑以及2-60phr的炭黑；所述组合物中还含有硅烷偶联剂及其他活化剂、硫化剂、硫化促进剂等。

US5489627A公开了一种主要用于胎面胶的橡胶组合物，其主要组成为：以100重量份橡胶为基准：含有1.0-15phr的环氧化天然橡胶，1.0-15phr的羧基丁腈橡胶，98-70phr的其他橡胶，包括选自中乙烯基聚丁二烯、丁苯橡胶、异戊橡胶、反式异戊橡胶、顺丁橡胶、苯乙烯-异戊二烯橡胶、三元集成橡胶、丁腈橡胶中的一种或几种的混合物；含有10-50phr的白炭黑；含有0.5-8.5phr的硅烷偶联剂及其他助剂，其中，所述硅烷偶联剂为Si69双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]-四硫化物、双-[γ-（三甲氧基硅）丙基]-四硫化物以及Si69接枝的白炭黑。

在现有技术的橡胶组合物中，填料通常为白炭黑和炭黑并用，采用的偶联剂通常为硅烷偶联剂。由于现有技术的橡胶组合物中的填料，如白炭黑和炭黑的分散不均匀，因而导致由该橡胶组合物得到的混炼胶的强度和加工性能不甚理想，因而由所述混炼胶得到的硫化橡胶的机械力学性能不甚理想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的橡胶组合物的上述缺陷，而提供一种能够提高填料白炭黑的分散性的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法以及硫化橡胶的应用，使由橡胶组合物得到的混炼胶具有较高的强度和加工性能，使得硫化橡胶的具有较佳的机械性能。

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、白炭黑、偶联剂、防老剂、硫化剂和硫化促进剂，其中，所述偶联剂含有低聚物偶联剂，所述低聚物偶联剂分子结构中含有能够与Si-OH发生缩合反应的基团，所述低聚物偶联剂的数均分子量为2000-5000。

本发明的发明人发现，三元集成橡胶/白炭黑复合材料以其优异的抗湿滑性能和耐磨性能成为将来新型绿色轮胎胎面胶的首选材料之一，但是，由于白炭黑在材料中易自聚集而影响了白炭黑填料在橡胶中补强作用的发挥，同时还可能使胶料生热加剧。而本发明提供的橡胶组合物的偶联剂中含有所述低聚物偶联剂，能够显著改善白炭黑在橡胶基体中的分散，提高填料-橡胶的界面结合，从而提高得到的混炼胶的强度和加工性能，以及硫化橡胶的机械力学性能。

本发明的另一目的是提供一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将本发明所述的橡胶组合物混合均匀，得到混炼胶，并将所述混炼胶硫化，得到硫化橡胶。

本发明的再一目的是提供一种由本发明的制备方法得到的硫化橡胶。

采用本发明提供的橡胶组合物制备得到的硫化橡胶具有较好的机械力学性能，制成的胎面胶材料的滚动阻力、耐磨性及抗湿滑性能具有较好的平衡。

本发明的再一目的是提供一种采用本发明所述的硫化橡胶制备的轮胎。

在本发明提供的橡胶组合物中，优选情况下，所述二烯烃橡胶为三元集成橡胶和/或溶聚丁苯橡胶，填料全部为白炭黑，偶联剂含有所述低聚物偶联剂，或者以一定的比例与常规的Si69等硅烷偶联剂配合使用时，能够进一步提高橡胶的加工性能；更优选情况下，所述橡胶组合物中还含有活化剂，优选为氧化锌和硬脂酸，所述活化剂能够显著提高所述橡胶的硫化度和耐热性；再优选情况下，所述橡胶组合物中还含有分散剂等以进一步促进填料的分散，以进一步提高橡胶的加工性能及使用性能。

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。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：