[發明專利]綠色工程輪胎用橡膠組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811217573.4
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111073077B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 李晶;梁滔;胡海華;朱晶;周雷;李波;徐典宏;楊政;張守漢;馮旭;肖曄
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L13/00;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/36
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;梁揮

1.一種綠色工程輪胎用橡膠組合物，主要包括以下組份：

(1)溶聚丁苯橡膠膠漿 100質量份

(2)超分散型納米白炭黑 80～130質量份

(3)酰化溶聚丁苯膠漿 15～25質量份

其特征在于，所述的超分散型納米白炭黑首先對聚醚多元醇和硅烷偶聯劑進行共聚反應，其生成產物有機硅/聚醚多元醇共聚物對納米白炭黑粒子表面進行多點錨固改性，而后采用酸酐對聚苯乙烯進行酰化處理，最后包覆在納米白炭黑粒子表面形成一種硬殼來制備超分散型納米白炭黑；

所述酸酐為二元酸酐化合物，選自戊二酸酐、丙二酸酐、馬來酸酐、丁二酸酐中的一種。

2.如權利要求1所述的綠色工程輪胎用橡膠組合物，其特征在于，所述納米白炭黑的粒徑為10～100nm。

3.如權利要求1所述的綠色工程輪胎用橡膠組合物，其特征在于，所述硅烷偶聯劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一種。

4.如權利要求1所述的綠色工程輪胎用橡膠組合物，其特征在于，所述聚醚多元醇選自丙二醇聚氧丙烯醚，乙二醇聚氧丙烯醚，丙二醇聚氧乙烯醚，乙二醇聚氧乙烯醚，聚四氫呋喃二醇，三羥甲基丙烷聚氧丙烯醚，端羥基聚四氫呋喃中的至少一種。

5.如權利要求1所述的綠色工程輪胎用橡膠組合物，其特征在于，所述酸酐為馬來酸酐。

6.一種權利要求1所述的綠色工程輪胎用橡膠組合物的制備方法，其特征在于，所述具體的制備過程包括如下步驟：

(1)超分散型納米白炭黑的制備：

a.有機硅/聚醚多元醇共聚物的制備：在反應器中先加入100質量份硅烷偶聯劑和100～200質量份溶劑，攪拌1～2hr，然后再加入10～30質量份聚醚多元醇，繼續攪拌加熱待反應器溫度達到90～120℃時，在攪拌條件下迅速加入1.0～5.0質量份引發劑，反應10～15hr后，減壓、蒸餾，得到有機硅/聚醚多元醇共聚物；

b.酰化聚苯乙烯的制備：在聚合釜中先加入100質量份聚苯乙烯和400～600質量份溶劑，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達到50～70℃時，在攪拌條件下迅速加入0.05～0.5質量份催化劑，直到體系變成橙紅色時加入5～15質量份酸酐，攪拌反應2～5h，然后加入5～10質量份質量濃度為5.0％的氫氧化鈉水溶液終止反應，抽濾、洗滌制得酰化聚苯乙烯；

c.超分散型納米白炭黑的制備：取100質量份納米白炭黑和4～13質量份有機硅/聚醚多元醇共聚物、200～400質量份溶劑加入到聚合釜中，升溫至40～60℃，攪拌反應1～3hr；然后加入10～30質量份酰化聚苯乙烯，攪拌反應2～4hr后，經閃蒸、干燥、研磨制得超分散型納米白炭黑；

(2)酰化溶聚丁苯膠漿的制備：在聚合釜中先加入100質量份溶聚丁苯膠漿和100～200質量份溶劑，攪拌、加熱，待聚合釜溫度達到40～50℃時，在攪拌條件下迅速加入0.1～0.4質量份催化劑，直到體系變成橙紅色時加入10～20質量份酸酐，攪拌反應2～4h，加入8～12質量份質量濃度為5.0％的氫氧化鈉水溶液終止反應，抽濾、洗滌制得酰化溶聚丁苯膠漿；

(3)綠色輪胎胎面用橡膠組合物的制備：取100質量份溶聚丁苯膠漿和400～600質量份溶劑加入到凝聚釜里攪拌混合40～60min，然后加入80～130質量份超分散型納米白炭黑和15～25質量份酰化溶聚丁苯膠漿，升溫至60～70℃時，攪拌混合50～60min，最后經濕法脫灰、干燥、壓塊制得綠色輪胎胎面用橡膠組合物。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述引發劑選自氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鎂，碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述引發劑為氫氧化鉀。