[發(fā)明專利]一種碲改性橡膠及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710422785.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107177062B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱立新;石川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南協(xié)同創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): C08L7/02
• 分類號(hào): C08L7/02;C08L9/08;C08L15/00;C08K3/30;C08K5/17;B60C1/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊燕瑞;劉巧霞

本發(fā)明屬于橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碲改性橡膠及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明制備方法包含如下步驟：(1)將還原劑A與膠乳攪拌混合得到混合膠乳A；(2)將外加劑與碲鹽混合均勻，加入混合膠乳A中攪拌均勻，并于60～70℃下保持12～18h制得混合膠乳B；(3)將混合膠乳B烘膠后混煉制得混煉膠C；(4)混煉膠C經(jīng)硫化后制得碲改性橡膠D。本發(fā)明方法通過(guò)將低維碲材料分散于橡膠乳液中再制備出含有碲材料的橡膠材料，其中低維碲材料和碲材料的分散幾乎同時(shí)進(jìn)行，解決了類金屬碲材料不易反應(yīng)且不易分散的問(wèn)題，得到的碲改性橡膠具有良好的高溫?zé)岱€(wěn)定性、抗疲勞性等特點(diǎn)，有效提高橡膠輪胎的使用壽命，可廣泛應(yīng)用于各橡膠領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碲改性橡膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

多少年來(lái)，橡膠在人們的日常生活中起到了不可替代的作用，隨著時(shí)代的進(jìn)步，高彈性橡膠成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的戰(zhàn)略物質(zhì)，其技術(shù)進(jìn)步在許多工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展中起關(guān)鍵作用。橡膠材料固有的粘彈性質(zhì)及橡膠/填料相互作用和填料網(wǎng)絡(luò)作用，使得橡膠在動(dòng)態(tài)使用時(shí)不可避免地產(chǎn)生內(nèi)耗，內(nèi)耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃吭谙鹉z中聚集。由于多數(shù)橡膠制品(例如輪胎和動(dòng)密封材料)在動(dòng)態(tài)條件下長(zhǎng)期使用，加之橡膠是熱的不良導(dǎo)體，因此產(chǎn)生的熱量會(huì)不斷地在橡膠內(nèi)部聚集、使橡膠制品的溫度快速上升。熱量的聚集和溫度上升使得橡膠的物理機(jī)械性能大幅下降，并且，在熱氧和疲勞雙重作用下，材料開(kāi)始加速老化。因此，降低橡膠的生熱與熱量聚集對(duì)提高橡膠制品的使用性能、使用壽命甚至安全性具有重要意義。

橡膠基體中基本上沒(méi)有熱傳遞所必須的均一致密的有序晶體結(jié)構(gòu)或載荷子，因此導(dǎo)熱性能較差(導(dǎo)熱率與橡膠品種有關(guān)，丁基膠較低，硅橡膠較高，一般在0.09～0.27W/(m.K)之間)。作為非晶體的橡膠，其導(dǎo)熱機(jī)理是依靠無(wú)規(guī)排列的分子或原子圍繞某一固定位置的熱振動(dòng)，將能量依次傳給相鄰的分子或原子。橡膠基體的導(dǎo)熱性還取決于分子內(nèi)部的結(jié)合緊密程度，除了本身結(jié)合緊密外，也可用外界的定向拉伸或模壓提高導(dǎo)熱性。橡膠基體的導(dǎo)熱性也隨其相對(duì)分子質(zhì)量、交聯(lián)度和取向度的增大而增強(qiáng)。合成新的本征型導(dǎo)熱橡膠在技術(shù)上存在困難，因此一般通過(guò)填充高導(dǎo)熱性的填料來(lái)制取導(dǎo)熱橡膠。

橡膠是一個(gè)交聯(lián)體系，若從交聯(lián)劑的角度引入導(dǎo)熱性的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，則有可能在橡膠基體中形成分子/介觀的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。碲(Te)是硫(S)、硒(Se)的同系物，屬于類金屬，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。單質(zhì)碲和硫一樣，也存在幾種同素異形體，最穩(wěn)定的是灰碲，是一種帶有金屬光澤的脆性晶體。其中Se₈和S₈分子結(jié)構(gòu)相似，硒和硫可以相互取代形成混合的八元環(huán)狀分子Se_nS_8-n，而碲原子由于和硫原子半徑相差較大，相對(duì)來(lái)說(shuō)嵌入S₈環(huán)中較難，形成的環(huán)狀化合物穩(wěn)定性也差些，含碲越多，越不穩(wěn)定。其單質(zhì)的導(dǎo)熱率比有機(jī)高分子高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

單質(zhì)碲雖有被關(guān)注過(guò)，但因其粒徑只能達(dá)數(shù)十微米，比表面積較低，硫化活性不足。本發(fā)明旨在用納米材料合成技術(shù)改性碲材料，使得合成的碲低維納米材料具有巨大的比表面積，可極大地提高其與橡膠的交聯(lián)活性。因此，可以通過(guò)碲低維材料在橡膠中的分散而在橡膠基體中引入碲的分子/介觀網(wǎng)絡(luò)；相比硫，碲是一種半導(dǎo)體，單質(zhì)碲的導(dǎo)熱率是3W/(m.K)，而單質(zhì)硫的導(dǎo)熱率僅為0.205W/(m.K)。雖然這種導(dǎo)熱率只比有機(jī)高分子高一個(gè)數(shù)量級(jí)，但是其分子級(jí)的分散可使導(dǎo)熱效率大大提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種碲改性橡膠的制備方法。

本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備的碲改性橡膠。本發(fā)明碲改性橡膠具有良好的高溫?zé)岱€(wěn)定性、抗疲勞性等特點(diǎn)，可提高橡膠輪胎的使用壽命。

本發(fā)明再一目的在于提供上述碲改性橡膠的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種碲改性橡膠的制備方法，包含如下步驟：