[发明专利]一种高性能橡胶组合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能橡胶组合物及其制备方法。本发明提供的高性能橡胶组合物，由包括以下质量份组分的原料制得：100份橡胶基体，1～4份有机二元羧酸，2～20份聚乙烯微米颗粒，1～2份硬脂酸，4～6份氧化锌，1～2份防老剂，0.5～1.5份促进剂，1～3份硫磺。本发明将橡胶基体、有机二元羧酸、聚乙烯微米颗粒、硬脂酸、氧化锌、防老剂、促进剂和硫磺以一定比例搭配制得高性能橡胶组合物，使硫化橡胶材料具有高拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度、较好的抗老化性能，同时具有较低的压缩生热以及损耗因子。

技术领域

本发明属于橡胶材料技术领域，特别涉及一种高性能橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

橡胶制品的配方是生胶和配合剂的配合系统，橡胶作为生胶，按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶，天然橡胶是从天然植物种获取的以异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，是综合性能最好的橡胶品种。而合成橡胶是由不同单体在引发剂的作用下，经聚合而成的品种多样的高分子化合物。其中的通用型橡胶如丁苯橡胶、异戊橡胶和顺丁橡胶等，是合成橡胶的主要品种。合成橡胶通过化学手段人工合成，批次的稳定性得到保障，但是拉伸强度相对不足，抗老化性也欠佳，在制造轮胎及其他橡胶工业制品时想要完全替代天然橡胶还有很大的挑战。

为了改善橡胶的拉伸性能、300％定伸应力及老化性能等性能，通常需要对橡胶进行配方设计、化学改性、掺混改性等。其中配方设计需要进行大量的实验才能找到一个比较好的配方，而且效果往往不佳。化学改性对橡胶的主链结构进行改造，如对主链含有双键的橡胶进行环氧化、酸酐接枝等，通常需要大量的溶剂来溶解橡胶以及较高的反应温度，费时费力。相比较而言，掺混改性是一种简单有效的改性方法，通过直接在密炼过程中加入少量的改性剂，就可以改善橡胶的性能。但是，具体如何改性能够改善橡胶的拉伸及老化性能，面临较大难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高性能橡胶组合物及其制备方法。本发明提供的高性能橡胶组合物能够有效提高橡胶材料的拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度以及抗老化性能，同时具有较低的压缩生热和损耗因子。

本发明提供了一种高性能橡胶组合物，由包括以下质量份组分的原料制得：

优选的，所述橡胶基体选自顺式聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶中的至少一种。

优选的，所述有机二元羧酸选自C8～C18的有机二元羧酸。

优选的，所述有机二元羧酸选自辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和十六烷二酸中的至少一种。

优选的，所述聚乙烯微米颗粒为低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。

优选的，所述聚乙烯微米颗粒的中值粒径D50为50～300μm。

优选的，所述防老剂选自N-苯基-N’-环己基对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺和微晶石蜡中的至少一种；

所述促进剂选自2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯丙噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的高性能橡胶组合物的制备方法，包括：

将橡胶基体、有机二元羧酸、防老剂、聚乙烯微米颗粒、硬脂酸、氧化锌、硫磺和促进剂混炼，得到高性能橡胶组合物。

优选的，包括以下步骤：

a)将橡胶基体、有机二酸羧酸和防老剂进行混炼，得到混炼胶1；

b)将所述混炼胶1与聚乙烯微米颗粒进行混炼，得到混炼胶2；

c)将所述混炼胶2与硬脂酸、氧化锌进行混炼，得到混炼胶3；