[发明专利]具有自愈合功能的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及橡胶领域，公开了具有自愈合功能的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用，该组合物中含有改性橡胶、改性填充剂、硫化剂、硫化活性剂、硫化促进剂和增塑剂，且所述改性橡胶和所述改性填充剂中的任一物质含有双烯体基团，而另一物质含有亲双烯体基团，以及所述双烯体基团中含有碳‑碳共轭双键，所述亲双烯体基团中含有碳‑碳双键，所述改性橡胶和所述改性填充剂的含量使得所述组合物中的双烯体基团和亲双烯体基团的含量摩尔比为(0.9～1.1)：1。本发明提供的硫化橡胶能够产生自愈合效果。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种具有自愈合功能的橡胶组合物、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及其应用。

背景技术

随着欧盟轮胎标签法和美国“双反”法的逐步实施，国内外汽车行业对轮胎安全、节能、耐用的要求也越来越苛刻。

2015年，全国轮胎总产量为5.65亿条，其中子午线轮胎产量5.15亿条(全钢胎产量1.1亿条，半钢胎产量4.05亿条)，斜交胎产量0.5亿条。若能提高国内轮胎的品质，使其具有自修复的功能，提高耐久性、安全性，则每年可节约大量宝贵的橡胶及其他原料资源、减少环境污染，提高国产轮胎的市场竞争力。

2015年9月，韩泰轮胎宣布，将提供一款型号为215/55R17VentusPrime2SEALGUARD自动修复轮胎，为大众Touran配套。该款轮胎是韩泰研发的首款自动修复轮胎，较之普通轮胎，安全性能尤为出众。轮胎采用韩泰“自动修复技术”制成，在轮胎内部涂有一层自补胎黏性材料，当遭遇扎刺时，胎体能够自动密封直径不超过5毫米的刺孔，从而修复胎面。因此，配置了该款自动修复轮胎的汽车无需携带备胎，在释放车内空间的同时，也省去了车主路边换胎的麻烦。

US8962730B2公开了一种自愈合的轮胎胎肩橡胶材料配方。首先，丁苯橡胶与含有巯基以及三联吡啶基团的化合物反应，得到三联吡啶基团接枝的丁苯橡胶；橡胶配方中还含有金属盐，例如七水合硫酸亚铁、氯化亚铁、二氯化镍、氯化钌、硬脂酸钴、硬脂酸锌等物质的一种或多种，能提供Cu²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Ru²⁺等离子；在橡胶材料使用过程中，材料中Zn²⁺、Co²⁺等离子与丁苯橡胶的三联吡啶基团发生配位反应及其逆反应，从而实现橡胶材料的自愈合。

CN106674632A公开了一种胎面胶及其制备方法，包括以下组份，各组份按重量份数计为；天然橡胶80-100份、顺丁橡胶0-20份、塑解剂0-0.15份、石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料5-15份、炭黑40-45份、白炭黑10-15份、硅烷偶联剂2-3份、氧化锌3.5-4.0份、硬脂酸2-3份、防老剂3-3.5份、微晶蜡1-2份、硫磺1.0-1.5份、促进剂1.0-2.0份、防焦剂0.1-0.3份，制备时依次经过塑炼、一段棍炼、第一次静置、二段混炼、第二次静置和终炼后得到胎面胶成品。制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的胎面胶磨耗性能有显著提高，轮胎滚动阻力降低，成品轮胎的使用寿命更长。

在制备自愈合轮胎橡胶组合物的一些现有技术中，金属离子是材料自愈合反应的参与者之一，但是金属离子却会影响橡胶材料的耐老化性能，制备的橡胶组合物虽然具有自愈合的能力，但是防老化性能却受影响。

在另一些现有技术中，使用了石墨烯/氧化石墨烯天然橡胶复合母料，其技术也有不完美的一面，其自愈合的最佳温度范围与轮胎使用的温度范围不一致，不适用于作为轮胎的自愈合材料。

发明内容