[發明專利]一種用于輪胎胎面的橡膠組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201210230077.9
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN103524796A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 趙志超;趙旭濤;馬朋高;路祥;胡育林;王永峰;李曉艷;邵衛;李波;鄭聚成;李晶;趙洪國;陳建剛;胡海華;王振華;陳東平;李鐵柱;應繼成
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08L9/00;C08K3/04;C08K3/06;C08F136/06;C08F136/08;C08F136/04;C08F2/44;C08K9/06;C08K3/36;B60C1/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本發明涉及一種橡膠組合物，更具體的說涉及一種用于輪胎胎面的橡膠組合物。

背景技術

隨著汽車向高速、安全、節能、舒適化方向的發展，對輪胎高性能化的要求也逐年提高，這就要求輪胎胎面具有良好的抗濕滑性能，優異的耐磨性以及低的滾動阻力。

納米二氧化硅俗稱白炭黑，是橡膠工業中用量僅次于炭黑的第二大補強劑。自上世紀九十年代，白炭黑作為補強填料廣泛應用于輪胎胎面配方中，使上述的輪胎胎面要求的“魔鬼三角”性能獲得較明顯的平衡。

本發明提供一種用于輪胎胎面的橡膠組合物，將納米二氧化硅引入到聚共軛二烯烴分子鏈上制備功能復合乳液，并通過與膠乳共混制備改性的橡膠產品，可提高輪胎的耐磨性、抗濕滑性，并具有較低的滾動阻力。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于輪胎胎面的橡膠組合物，該橡膠組合物用于輪胎時有較好的耐磨性、抗濕滑性，并具有較低的滾動阻力。

本發明所公開的橡膠組合物，以各個組分重量計，含有100份主體橡膠、10～60份炭黑、0.5～3份硫化劑，其中，以主體橡膠質量為100％計算，主體橡膠包括（1）納米二氧化硅/聚共軛二烯烴改性的橡膠10～100％，（2）二烯類橡膠0～90％；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴改性的橡膠由二烯類橡膠膠乳和納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液摻混后凝聚、破乳共沉淀制備而成，二烯類橡膠膠乳干基與納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液干基的質量比為100：0.1～100，納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液，以乳液干基為100份計，含有表面功能化改性的納米二氧化硅0.1～5份，納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液粒徑為50～80nm，數均分子量為100000～140000，分子量分布為2～3。

本發明所述的橡膠組合物中，二烯類橡膠選自于主要常用于輪胎胎面的橡膠，如乳聚丁苯橡膠（ESBR）、溶聚丁苯橡膠（SSBR）、天然橡膠、順丁橡膠、苯乙烯－異戊二烯－丁二烯（SIBR）橡膠中的一種，二烯類橡膠膠乳相應可以為聚丁二烯橡膠膠乳、天然橡膠膠乳、丁苯橡膠膠乳。

本發明所述的橡膠組合物中，炭黑可以是通用的炭黑，本發明優選使用氮吸附比表面積為60～120m²·g^-1，DBP吸收值為60～120cm³·g^-1的炭黑。

本發明所述的橡膠組合物中，為了提高二氧化硅在乳液中的分散性從而進一步提高功能乳液的性能，本發明選用偶聯劑處理二氧化硅，使二氧化硅具有反應性，再使用原位乳液聚合法制得穩定性良好的納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液。本發明所公開的納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液，以乳液干基為100份計，含有表面功能化改性的納米二氧化硅0.1～5份；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復合乳液粒徑為50～80nm，數均分子量為100000～140000，分子量分布為2～3。

本發明所述的橡膠組合物中，表面功能化改性的納米二氧化硅是指二氧化硅采用偶聯劑通過表面官能團化處理制成具有反應型的納米二氧化硅，其中的偶聯劑為硅氧烷偶聯劑，其占表面功能化改性納米二氧化硅質量的0.1～50%，優選10～30%。

本發明所述的橡膠組合物中，納米二氧化硅，只要是納米級的即可，優選20～60nm。

本發明所述的硅氧烷偶聯劑，可以是乙烯類硅氧烷、甲基丙烯酸酯類硅氧烷中的一種或多種，優選乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）、乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷低聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPS）、三（三甲基硅氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷（MPTS）中的一種或多種；更優選乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三（三甲基硅氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中的一種或多種。

本發明所述的橡膠組合物中，共軛二烯烴為C₄-C₁₂共軛二烯烴，優選為1，3-丁二烯，異戊二烯，2，3-二甲基-1，3丁二烯，2，3-二乙基-1，3丁二烯，2-甲基-3-乙基-1，3丁二烯，2-氯-1，3-戊二烯，1，3-戊二烯，3-丁基-1，3-辛二烯，2-苯基-1，3-丁二烯，1，3-己二烯中的一種或多種，更優選1，3-丁二烯和/或異戊二烯。