[發明專利]一種母煉膠及其制備方法和硫化橡膠及其應用

有效

• 申請號: 201210269946.9
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN103570855A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 邵明波;曲亮靚;李傳清;徐一兵;陳建軍;唐正偉
• 申請（專利權）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: C08F210/18
• 分類號: C08F210/18;C08F2/44;C08K9/04;C08K3/34;C08L23/16;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/06;C08K5/18;C08K5/09;C08K3/22;C08K5/47
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種母煉膠的制備方法及由該方法制備的母煉膠，還涉及一種含有上述母煉膠的硫化橡膠及其應用。

背景技術

聚合物納米復合材料是一種無機填料以納米尺度分散在聚合物基體中的復合材料，因其分散相的高度精細化和納米尺寸效應而具有與傳統復合材料明顯不同的力學性能和功能，所以受到了國內外學者的廣泛關注，并得到飛速地發展。

三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和非共軛二烯烴的三元共聚物，具有極佳的耐臭氧、耐老化、耐腐蝕、耐熱和耐候性能。由于三元乙丙橡膠在結構和性能上的優勢，使得三元乙丙橡膠得到了很快的發展，在橡膠市場上占有很大的比重，因而有關它的納米復合材料的研究也備受關注。

早期認為高極性的蒙脫土在三元乙丙橡膠基體中達到納米級分散是難以實現的。目前為止，三元乙丙橡膠的納米復合材料的制備大多采用熔融共混法，如CN1425712A、CN1425710A、CN1425711A、CN1523060A、US6462122，US6407155和US6271297中所記載的，其中，CN1425712A、CN1425710A和CN1425711A中將蒙脫土經過陽離子交換反應后，改性的蒙脫土與三元乙丙橡膠和橡膠配合劑進行熔融共混，再進行硫化；CN1523060A中有機蒙脫土由蒙脫土和陽離子交換劑（伯胺、仲胺或叔胺）組成，將改性劑用量嚴格控制在蒙脫土的離子交換能力以下，然后將聚合物與有機蒙脫土直接熔融混合，獲得剝離型結構的乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料。但是上述方法中熔融共混時間不宜過長，并且納米填料（改性的蒙脫土）在基體中分散的效果欠佳，所以導致得到的納米復合材料的性能良莠不齊。關于改性蒙脫土的方法，還有如S6462122，US6407155和US6271297中記載地采用硅烷、鈦酸酯和鋁酸酯等偶聯劑。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種工藝簡便的母煉膠的制備方法以及該方法制備的母煉膠；和一種由該母煉膠硫化得到的，具有良好的力學性能和氣體阻隔性的硫化橡膠及其應用。

本發明提供一種母煉膠的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）將層狀硅酸鹽礦物、季銨鹽與水混合、干燥；

（2）將步驟（1）所得產物分散到第一溶劑中，得到分散液；

（3）在烯烴聚合條件下、在第二溶劑存在下，使乙烯、丙烯和非共軛二烯烴與催化劑和步驟（2）所得分散液接觸，進行聚合反應，然后對聚合反應得到的膠液進行凝聚和干燥，其中，相對于合計100重量份的乙烯、丙烯和非共軛二烯烴，所述步驟（1）得到的產物為3-10重量份。

本發明還提供上述方法制備的母煉膠。

本發明提供一種硫化橡膠，該硫化橡膠由含有上述的母煉膠、炭黑、硫化劑、硫化活化劑、促進劑和防老劑的混合物混煉和硫化后得到，相對于100重量份所述的母煉膠，所述炭黑的用量為15-50重量份、所述硫化活化劑的用量為3-10重量份、所述硫化劑的用量為0.5-2.5重量份、所述促進劑的用量為1-4重量份、所述防老劑的用量為1-3重量份。

本發明還提供上述硫化橡膠在制備輪胎中的應用。

根據本發明提供的母煉膠的制備方法，層狀硅酸鹽礦物能夠良好地分散在母煉膠中，通過X射線衍射等檢測方法觀察到層狀硅酸鹽礦物無明顯層狀分布。另外，本發明提供的方法工藝簡單、成本低廉、易于實現工業化生產。根據本發明提供的硫化橡膠，通過含有上述方法制備的母煉膠、炭黑和其他橡膠助劑（硫化劑、硫化活化劑、促進劑和防老劑等）混煉和硫化，得到的硫化橡膠具有均衡的力學性能和良好的氣體阻隔性，非常適合用于制備汽車輪胎。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

首先，本發明提供一種母煉膠的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）將層狀硅酸鹽礦物、季銨鹽與水混合、干燥；

（2）將步驟（1）所得產物分散到第一溶劑中，得到分散液；

（3）在烯烴聚合條件下、在第二溶劑存在下，使乙烯、丙烯和非共軛二烯烴與催化劑和步驟（2）所得分散液接觸，進行聚合反應，然后對聚合反應得到的膠液進行凝聚和干燥，其中，相對于合計100重量份的乙烯、丙烯和非共軛二烯烴，所述步驟（1）得到的產物為3-10重量份。