[發明專利]一種阻礙橡膠共混物中的填料遷移的方法

在審

• 申請號: 201410608342.1
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104356407A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 張琳;王玉海;劉震;王夢蛟
• 申請（專利權）人: 怡維怡橡膠研究院有限公司
• 主分類號: C08J3/28
• 分類號: C08J3/28;C08J3/24;C08J3/22;C08L23/28;C08L7/00;C08L9/06;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/04;B29B7/28;B29C35/08
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技術領域

本發明涉及橡膠混合物生產領域，特別是提供一種增強填料橡膠間相互作用，阻礙填料遷移，維持填料在橡膠基體內初始良好分散狀態方法，提高橡膠混合物性能的生產工藝。?

背景技術

隨著對填料與橡膠相互作用研究的深入，特別是M.-J.Wang,Rubber?chem.Techno對填料與聚合物、填料與填料相互作用理論的發表，為電子輻照預硫化技術在橡膠領域中的應用提供了足夠的理論支持。?

專利CN101318384一種子午線輪胎內襯氣密層部件及其制備工藝，通過對氣密層部件進行電子輻照處理，提高了氣密層部件的格林強度、粘合強度、結構尺寸穩定性等性能；專利CN20120126133公開了一種用于子午線輪胎的減薄氣密層部件的方法，利用電子輻照預處理技術，可減薄氣密層部件，其落腳點同樣在于提高膠料格林強度、結構穩定性方面；專利200610140583公開課一種子午輪胎結構材料的輻照交聯預處理方便，其結果在于改善了輪胎結構材料的抗拉強度，降低厚度，減少天然膠用量，提高輪胎組成材料的穩定性等優勢；這些專利都側重于對橡膠材料格林強度的提高及尺寸穩定性方面，并未真正認識到電子輻照在對填充橡膠預處理時，對填料在橡膠中的效應所起到的作用。?

根據M.-J.Wang,Rubber?chem.Techno對固體物質表面與材料間的相互作用描述，只有在填料和聚合物表面的能量特性相同，即聚合物和填料表面由于氫鍵、酸-堿相互作用或其他極性相互作用產生的粘合能足以補償聚合物與填料堿的表面能及填料和聚合物本身的內聚能之間差異的影響，在聚合物母體中分散的填料才能穩定。同時，填料在橡膠中有聚集形成聚集體的趨勢，這是填料在橡膠中的聚集效應，填料聚集將導致膠料各種性能變差，其中擴散是影響填料聚集的因素之一，擴散常數△＝KT/6πηr，K-波茲曼常數，T-溫度，η-膠料粘度，r-填料半徑。?

炭黑在由不同橡膠組成的橡膠混合物中，由于其與每一組分橡膠的相互作用強弱不同，在混煉膠停放過程中，其總是存在從相互作用弱的橡膠相向相互作用強的橡膠相中遷移的趨勢，怡惟怡橡膠研究院內部報告Inner?Liner?Compound中的TEM測試結果顯示，在鹵化丁基膠與天然膠組成的橡膠混合物中，在混煉膠停放過程中，炭黑總是會從鹵化丁基膠中向天然膠相中遷移，并最終在天然膠相中穩定下來，這對氣密層的性能是不利的。?

本專利首先對混煉膠的煉膠工藝進行了調整，最大限度的提高了每一組分橡膠與填料的相互作用能力，然后再將各組分橡膠母膠與其他配合劑混煉得到混煉膠，接著對此方法得到的混煉膠進行電子輻照預處理，以期通過預交聯的三維網絡結構對橡膠基體內的填料進行固定及錨定，使其不能遷移，最大程度的保持填料在橡膠基體內的初始良好分散狀態。?

電子輻照預硫化技術簡介：?

電子輻照預硫化是指在常溫常壓下，經高能電子束激發橡膠分子產生的自由基，結合生成共價鍵，橡膠分子間發生交聯，形成三維網狀結構。輻照預硫化技術是一種新型橡膠改性和加工手段，其快速、靈活、節能和環保等特點，使其在改善填料在橡膠基體內的分散、提高橡膠制品綜合性能有先天性優勢。?

發明內容

本發明的目的是提供一種增強填料橡膠間相互作用，阻礙填料在橡膠混合物中的遷移，維持填料在橡膠混合物中的初始分散狀態來提高橡膠綜合性能的方法。?

本發明的方法為：對由兩組分或多組分橡膠、補強填充劑、其它配合劑組成的橡膠混合物，先將每一組份橡膠分別與補強填充劑、任選的輻照敏化劑混煉制備橡膠母膠；后將各組分橡膠母膠與防老劑、硫化劑和/或油混煉形成混煉膠；將混煉膠進行電子輻照處理；然后對混煉膠進行硫化，得到橡膠。?

所述橡膠組分為天然橡膠、合成橡膠中兩種或兩種以上的橡膠，其中合成橡膠包括：異戊橡膠、順丁膠、三元乙丙橡膠、丁基膠、丁苯橡膠、鹵化丁基膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠中的一種或多種。?

所述輻照敏化劑為二官能團、三官能團、四官能團交聯助劑的一種或多種任意并用。其中，二官能團交聯助劑，包括新戊二醇雙丙烯酸酯、二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇雙丙烯酸酯或聚乙二醇雙丙烯酸酯；三官能團交聯助劑，包括氰脲酸三烯丙酯或三烯丙基異氰尿酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯；四官能團交聯助劑，包括季戊四醇四丙烯酸酯或乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯或二甲基丙烯酸四甘醇酯。?