[發明專利]輪胎胎面橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710911457.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109575387B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 姜科;解希銘;段海東;劉翠云;劉蘋;李紹寧;喬勛昌
• 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: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L9/00;C08L7/00;C08L91/06;C08K13/02;C08K5/37;C08K5/548;C08K3/36;B60C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及橡膠領域，公開了輪胎胎面橡膠組合物和硫化橡膠及其制備方法和應用，該組合物中含有主體橡膠、增強劑、功能化單體和自由基引發劑，所述功能化單體為單巰基類化合物，所述自由基引發劑中含有中溫類引發劑和高溫類引發劑，所述中溫類引發劑為分解溫度在40～100℃的自由基引發劑；所述高溫類引發劑為分解溫度大于100℃的自由基引發劑。加入不同自由基引發劑的方式，使得功能化單體均勻的分布于主體橡膠的分子鏈上，從而大幅度提升了增強劑在主體橡膠中的分散均勻性，由此獲得了高強度、低滾阻、高抗濕滑、高耐磨的輪胎胎面用橡膠組合物。

技術領域

本發明涉及橡膠領域，具體地，涉及一種輪胎胎面橡膠組合物、一種利用所述輪胎胎面橡膠組合物制備硫化橡膠的方法以及由該方法制備得到的硫化橡膠、前述硫化橡膠在輪胎胎面膠中的應用。

背景技術

隨著汽車的日益普及，石油的用量以及二氧化碳的排放量越來越高，并由此導致了石油資源的緊缺和全球氣候的變暖。因此，一場降低油耗的汽車工業革命直接引發了汽車制造商對降低輪胎滾動阻力的要求。

在阻礙汽車前進的阻力中，滾動阻力占18-30％，滾動阻力能耗約占耗油量的14.4％，這意味著滾動阻力降低30％，則可節油4.5-6％。在降低滾動阻力的同時，輪胎還應具有較好的抗濕滑性能才能滿足工業應用的需求。

通常情況下，抗濕滑性與滾動阻力可分別由硫化橡膠在0℃及60℃時的損耗因子tanδ值來表征。0℃時的tanδ值越大，抗濕滑性越好；60℃時的tanδ值越小，滾動阻力越低。要使膠料獲得良好的綜合性能，應盡量增大0℃時的tanδ值，減小60℃時的tanδ值。

CN101821328A在橡膠未進行溶劑脫除之前，通過化學鍵合的方式引入硅烷基團，得到了具有優異性能的濕滑性和耐磨性的二烯基橡膠，該方法雖然可以較好的在分子鏈上引入極性基團，但橡膠的溶劑脫除較困難，在溶劑脫除過程中容易產生交聯，影響溶劑的脫除以及應用過程中加工困難。

CN102731723A采用自由基聚合機理把極性基團聚合到分子鏈中，眾所周知，自由基聚合很難控制聚合物的結構，雖然該方法可以在分子鏈中引入極性基團，但主體橡膠的結構很難達到預期要求。

CN101319064A通過在溶聚丁苯橡膠聚合末期加入硅烷偶聯劑封端，制得末端帶硅氧烷基團的溶聚丁苯橡膠膠液，在膠液中加入白炭黑粉體后充分攪拌，經共凝聚、熱處理后獲得分子末端與填料牢固鍵接的復合材料。該納米復合材料具有優異的填料-橡膠相互作用和界面結合，表現出高抗濕滑性、低滾動阻力和優異的物機性能。

CN101113217A提供的橡膠組合物包含不低于10重量份的具有不低于22nm平均粒徑的二氧化硅和不低于5重量份的具有小于22nm的平均一次粒徑的二氧化硅，其中兩種二氧化硅總量為15-150重量份。所獲得的胎面橡膠復合材料可以有效提高輪胎的抗濕滑性能、磨耗性能和操控穩定性，同時降低了輪胎的滾動阻力。

CN103159998A通過添加納米級碳化硅粉末的方法，可以降低輪胎的滾動阻力，同時不影響胎面的耐磨性能，尤其是通過使用納米碳化硅材料大大提高了輪胎的抗濕滑性能。

目前，世界上一些大公司也逐漸推出滾動阻力較低、抗濕滑性能較好的橡膠輪胎，并冠以“綠色輪胎”的美名。目前，“綠色輪胎”的填充體系以白炭黑為主。然而，不同比表面積的白炭黑賦予膠料的性能相差較大，要么偏向于強度、要么偏向于動態性能，無法做到同時兼顧。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種新的輪胎胎面橡膠組合物以及由該輪胎胎面橡膠組合物形成的硫化橡膠。本發明的硫化橡膠具有較高強度，同時具有較低的滾動阻力和高的抗濕滑性能，能夠用于制備綠色輪胎胎面膠。