[发明专利]一种有机硅改性酚醛树脂、制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种有机硅改性酚醛树脂、制备方法及其应用，涉及酚醛树脂领域，本发明通过间苯二酚、甲醛、有机硅改性剂等原料，制得有机硅改性酚醛树脂，替代间苯二酚或间苯二酚甲醛树脂。降低了间苯二酚使用带来的发烟和毒性问题的同时，产品中的烷氧基可以与白炭黑表面的羟基发生化学反应，同时长链的分子结构可以打开填料的团聚，提高填料的分散性能，降低带束层在使用过程中的生热；结构中的苯并噻唑巯基，可以在硫化过程中与橡胶分子链发生反应，将硫化橡胶的网络和树脂网络结合到一起，减少了橡胶在发生形变时与树脂网络相互之间摩擦引起的生热的增加。

技术领域

本发明涉及涉及酚醛树脂领域，具体涉及一种有机硅改性酚醛树脂、制备方法及其应用。

背景技术

在橡胶工业，间苯二酚或间苯二酚甲醛树脂作为橡胶的配合物和粘合剂有着很久的使用历史，尤其是在子午线轮胎行业。在子午线轮胎行业中，镀铜钢丝作为骨架材料主要是为了起到增强作用，轮胎带束层橡胶与钢丝粘合性能的优劣决定了轮胎使用性能的好坏。因此，为了确保钢丝与橡胶之间的良好粘合，通常使用间苯二酚或间苯二酚甲醛树脂作为粘合树脂。但是，间苯二酚在加工条件下容易冒烟，且其毒性较大对工作人员身体伤害较大，间苯二酚甲醛树脂解决其发烟和毒性问题，但也存在间苯二酚甲醛树脂在使用过程中，橡胶网络与树脂网络不能形成化学键合，橡胶在发生形变时，树脂网络与橡胶网络的摩擦，导致生热的增加，另外，间苯二酚甲醛树脂的使用导致橡胶出现了延迟硫化的问题。

在轮胎的使用过程中，带束层部位变形较大且承受轮胎大部分的应力，橡胶为粘弹性材料，胶料产生滞后损失，轮胎形变过程中的机械能转变为热能，带束层部位产生大量热量，长时间使用胶料性能下降，同时胶料与钢丝帘线粘合力也下降，产生带束脱离，对轮胎使用的耐久性很不利。解决带束层生热问题，主要通过在含白炭黑胶料中添加硅烷偶联剂或者改变炭黑种类实现，添加硅烷偶联剂通常需要改变加工工艺和配方，改变炭黑种类会造成定伸等物性的下降，两种方法效果欠佳。如专利CN101492593B中发明了一种新型硅烷偶联剂来降低带束层胶料的滞后损失。

因此，轮胎带束层橡胶与钢丝粘合和带束层部位橡胶的生热问题已经成为了橡胶轮胎工业重要的研究方向。本发明提供了一种有机硅改性酚醛树脂，能够提高橡胶与钢丝帘线间的粘合性能和老化粘合保持率，延长焦橡胶烧时间的同时缩短橡胶的硫化时间，降低橡胶的生热。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有机硅改性酚醛树脂、制备方法及其应用，能够提高橡胶和钢丝帘线之间的粘合强度和老化粘合强度，同时延长焦橡胶烧时间的同时缩短橡胶的硫化时间，降低橡胶胶料的生热，保证轮胎的耐久性，提高轮胎的使用寿命。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种有机硅改性酚醛树脂，所述有机硅改性酚醛树脂具有式(1)结构：

式(1)中，m，n为正整数，n>m；R₁为亚甲基、亚乙基、亚丙基或C₄-C₃₀的直链烷基；R₂为相同或不同的烷基聚醚基-O-(R₄-O)x-R₅；R₄是相同或不同的并代表直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族二价C₁-C₃₀的烃基，x为1-30；R₅是1-30个碳原子并代表未取代或取代的直链或直链单价烷基、烯基、芳基或芳烷基。

上述有机硅改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应釜中加入间苯二酚加热，升温过程中加入催化剂1，达到温度90-100℃后，在回流条件下逐滴加入甲醛，60-90min完全加入甲醛后回流反应0.5-1.5h；