[發(fā)明專利]一種橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210040353.5
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN103254473A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙青松;于國柱;王麗麗;曲亮靚;李傳清;李靜;劉蘋;劉翠云;喬勛昌;李紹寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/00;C08K13/02;C08K5/3492;C08K5/3415;C08K5/103;C08K5/12;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/36;C08J3/24;B29C35/02
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橡膠防老劑和硫化橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)

據(jù)IISRP報道，2008年世界合成聚異戊二烯橡膠(IR)的生產(chǎn)能力為61.1萬噸。IR牌號主要有：俄羅斯的SKI-3(鈦系IR)系列和SKI-5(釹系IR)系列、日本瑞翁公司的Nipol2200系列以及美國Goodyear公司的Natsyn系列；其中，SKI-3系列包括SKI-3、SKI-3S；SKI-5系列包括SKI-5、SKI-5PM。目前，中國有多家企業(yè)及研究院正在進(jìn)行新一代稀土異戊橡膠的研發(fā)，主要有吉林石化公司、中科院長春應(yīng)化所、青島伊科斯公司、茂名魯華公司以及中國石化北京北化院燕山分院。

天然橡膠(NR)的產(chǎn)量較低，因此，采用合成異戊橡膠部分代替天然橡膠用于輪胎膠料，是異戊橡膠大量應(yīng)用的方向之一，已成為研究的熱點(diǎn)。如果IR以20重量％的比例取代NR，配方工藝無需調(diào)整就可以順利使用；僅以輪胎行業(yè)2010年將消耗NR250萬噸計，則IR消耗量就可達(dá)50萬噸，即可減少50萬噸NR的進(jìn)口量。目前俄羅斯在輪胎生產(chǎn)中IR的應(yīng)用比例為50％，中國若能達(dá)到這個比例，則IR的需求量更大。

但是，研究表明，在制備橡膠組合物時，如果IR替代NR的量達(dá)20％以上，橡膠組合物的屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、屈服伸長和斷裂伸長會隨異戊橡膠含量的增加而降低，且混煉膠的加工性能也會有所降低，具體表現(xiàn)在膠料強(qiáng)度低、易拉斷、易粘輥、不易成形，在制作輪胎的過程中影響輪胎的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的橡膠組合物，特別是合成異戊二烯的含量較高的橡膠組合物強(qiáng)度較低、加工性能不好的缺陷，而提供了一種強(qiáng)度較高、加工性能較好，且特別適用于合成異戊二烯的含量較高的橡膠組合物，以及一種硫化橡膠的制備方法和由該方法得到的硫化橡膠。

本發(fā)明提供了一種橡膠組合物，所述橡膠組合物含有二烯烴橡膠、防老劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活化劑和增強(qiáng)劑，其中，所述增強(qiáng)劑含有分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵和選自異氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一種基團(tuán)的物質(zhì)。

本發(fā)明還提供了一種硫化橡膠的制備方法，該方法包括將上述橡膠組合物混合均勻，得到混煉膠，并將所述混煉膠硫化，得到硫化橡膠。

此外，本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的硫化橡膠。

本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述增強(qiáng)劑含有分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵和選自異氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一種基團(tuán)的物質(zhì)時，能夠顯著提高所述橡膠組合物的強(qiáng)度和加工性能。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述增強(qiáng)劑還含有蒙脫土?xí)r，所述蒙脫土與分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵和選自異氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一種基團(tuán)的物質(zhì)能夠起到很好地協(xié)同作用，所得的橡膠組合物的強(qiáng)度和加工性能更為優(yōu)異。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述橡膠組合物中還含有炭黑和/或白炭黑時，一方面，分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵和選自異氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一種基團(tuán)的物質(zhì)中的活性基團(tuán)能夠與炭黑和/或白炭黑表面的羧基、羥基反應(yīng)，從而增強(qiáng)其與炭黑和/或白炭黑的結(jié)合力；另一方面，所述雙鍵能夠參與硫化反應(yīng)，在混煉過程中產(chǎn)生微交聯(lián)，因此，能夠使混煉膠的硬度變大、強(qiáng)度和挺度增強(qiáng)，從而使其加工性能得到更為明顯地改善。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述橡膠組合物中還含有偶聯(lián)劑時，所述硅烷偶聯(lián)劑與防老劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活化劑和增強(qiáng)劑能夠相互作用，從而提高與二烯烴橡膠的結(jié)合力，使所述混煉膠具有更好的加工性能與機(jī)械力學(xué)性能。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明，所述橡膠組合物含有二烯烴橡膠、防老劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、活化劑和增強(qiáng)劑，其中，所述增強(qiáng)劑含有分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵和選自異氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一種基團(tuán)的物質(zhì)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，含有異氰酸酯基的物質(zhì)是指含有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)；含有氰酸酯基的物質(zhì)是指含有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)；含有羰基的物質(zhì)是指含有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)；含有酯基的物質(zhì)是指含有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。