[发明专利]一种硫化橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及橡胶加工应用领域，公开了一种硫化橡胶及其制备方法和应用，该方法包括：(1)将一部分白炭黑组合物和一部分主体橡胶或以及软化剂进行第一混炼；然后将第一混炼后得到的第一混炼胶与剩余白炭黑组合物进行第二混炼，得到第二混炼胶；(2)将剩余主体橡胶与所述第二混炼胶进行第三混炼，得到第三混炼胶；(3)将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂或以及与软化剂和/或剩余部分活化剂进行第四混炼，得到第四混炼胶；然后将所述第四混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼，得到第五混炼胶；(4)将所述第五混炼胶进行硫化。本发明能够获得一种具有优良力学性能，低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。

技术领域

本发明涉及橡胶加工应用领域，具体地，涉及一种制备硫化橡胶的方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶、前述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。

背景技术

随着世界能源危机和环境污染的加剧，各国对节能和环保越来越重视。为了减少燃油的消耗和温室气体的排放，汽车工业也在向着节能和环保方向发展。

2009年，欧盟颁布了两项涉及轮胎的新法规，要求最大程度地提高轮胎安全性、减少油耗、降低噪音。这对轮胎的性能提出了更高的要求，要求轮胎在保证高行驶里程(胎面耐磨)的前提下对路面的抓着性好，尤其是在下雨天湿滑路面和冰雪路面上的抗湿滑性能好。而高性能轮胎则要求具有低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能。

20世纪末，米其林提出了“绿色轮胎”的概念，指的是用白炭黑替代轮胎胎面胶配方中的炭黑作为增强剂，使轮胎滚动阻力下降，油耗减少，达到汽车排放降低以及节能减排的目的。

《橡胶工业》(2012,2:84-90)对比研究采用相同体积分数的炭黑和白炭黑分别补强溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶胎面胶的性能。结果表明：与炭黑填充丁苯橡胶胶料相比，经偶联剂Si69热处理的白炭黑填充胶料的分散性改善，硫化橡胶的300％定伸应力增大，拉断伸长率减小，抗湿滑性能提高，滚动阻力和动态生热降低，耐磨性能和抗切割性能较差。

《轮胎工业》(2007,1:25-30)探讨了白炭黑/炭黑的并用比对乳聚丁苯橡胶ESBR1721和溶聚丁苯橡胶SSBR Y837V2轿车轮胎胎面胶性能的影响。结果表明，随着白炭黑/炭黑并用比的增大，ESBR1721和SSBR Y837V2硫化橡胶60℃时的tanδ值和滚动损失线性下降，0℃时的tanδ值和侧向因数线性递增，耐磨性能略有下降。

绿色轮胎生产因配方中大量使用高结构的白炭黑，白炭黑在混炼时不易分散，且多量配合时会提高胶料的硬度，混炼时生热较大，所以轮胎生产过程中工艺实施和加工难度很大。

因此，实践中有必要开发一种新的加工工艺，以得到一种具有优良力学性能，低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的制备硫化橡胶的方法，以得到一种具有优良力学性能，低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：

(1)将一部分白炭黑组合物和一部分主体橡胶任选地以及软化剂进行第一混炼；然后将第一混炼后得到的第一混炼胶与剩余部分白炭黑组合物进行第二混炼，得到第二混炼胶，所述白炭黑组合物由白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂进行预混合而得到；

(2)将剩余部分主体橡胶与所述第二混炼胶进行第三混炼，得到第三混炼胶；

(3)将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂任选地以及与软化剂和/或剩余部分活化剂进行第四混炼，得到第四混炼胶；然后将所述第四混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼，得到第五混炼胶；

(4)将所述第五混炼胶进行硫化。