[發(fā)明專利]一種接枝改性天然橡膠、其制備方法、包含接枝改性天然橡膠的橡膠組合物及其應用

有效

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• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110938174B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚翔;彭華龍;李海;牛忠福;王瑩瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇麒祥高新材料有限公司
• 主分類號: C08F279/02
• 分類號: C08F279/02;C08F220/14;C08L9/00;C08L51/04;C08L7/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06;B60C1/00
• 代理公司: 深圳智趣知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 崔艷崢

本發(fā)明提供了一種接枝改性天然橡膠和其制備方法，制備方法包括以下步驟：將天然橡膠膠乳用稀釋劑稀釋，并用乳化劑乳化，加入接枝改性劑丙烯酸酯類單體，采用氧化還原引發(fā)劑在40℃?60℃，進行2h?24h接枝引發(fā)反應，反應結(jié)束后，依次進行破乳、離心分離、洗滌、干燥即得接枝改性天然橡膠。本發(fā)明接枝改性天然橡膠，具有穩(wěn)定的接枝率，較高的源硬度和定伸應力，且生產(chǎn)溫度低，生產(chǎn)裝備簡單，節(jié)約能耗；接枝改性天然橡膠替代部分生膠用于制備充氣輪胎，具體用于充氣輪胎的胎側(cè)、胎面、三角膠和支撐膠部位，制備的輪胎生熱較低，且具有更優(yōu)的動態(tài)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種接枝改性天然橡膠、其制備方法、包含接枝改性天然橡膠的橡膠組合物及其應用，具體涉及該橡膠組合物在充氣輪胎中的應用。

技術(shù)背景

一直以來，在輪胎等橡膠制品中，鑒于天然橡膠優(yōu)異的彈性、強度和耐曲撓性等，通常會選天然橡膠作為基體材料，天然橡膠為非極性橡膠，其與橡膠中常用炭黑和白炭黑等帶有表面活性基團填料的界面結(jié)合不好，需要對天然橡膠進行改性，可以提高其耐磨、耐屈撓、抗?jié)窕约芭c極性填料相容性等性能。改性方法有環(huán)氧化改性、鹵化改性、環(huán)化改性、氫化改性、接枝改性等。其中，研究較多的為對天然橡膠進行環(huán)氧化改性和接枝改性。環(huán)氧化改性可提高耐油性和與極性填料的結(jié)合，但合成過程通常需要過氧酸處理，副反應較多，且改變了天然橡膠的主鏈結(jié)構(gòu)，造成其固有特性與天然橡膠有較大差異，環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧基團在加工和使用過程較易開環(huán)，帶來老化性能下降等問題。而本發(fā)明提供的接枝改性天然橡膠保持了天然橡膠主鏈結(jié)構(gòu)，對天然橡膠正常性能影響較小。

丙烯酸酯類材料接枝天然橡膠，已有甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡膠的工業(yè)化產(chǎn)品天甲橡膠，主要牌號為MG-30和MG-49，目前在粘合劑和非輪胎橡膠制品領(lǐng)域應用報道較多(如，CN105348581B，CN109401676A)，但是在輪胎配方中應用報道較少。 CN105131777B報道了將天甲橡膠與古馬隆樹脂等材料溶解到溶劑中制備涂層液，涂抹胎圈鋼絲，形成的涂層可以有效提高胎圈鋼絲與胎圈膠的粘合性能，但其不是用在輪胎部位配方中替代天然橡膠等生膠使用，CN106459509B報道了甲基丙烯酸酯類聚合物應用到含二烯類橡膠的輪胎胎面配方中，滾阻不變的同時，提高了濕滑，但其為甲基丙烯酸酯類聚合物與二烯類橡膠混合使用，非兩者接枝改性使用。

此外，輪胎等制品，需要填充大量的炭黑、白炭黑或其它無機填料，動態(tài)條件下使用的制品，在使用過程中由于炭黑或白炭黑等表面活性基團的存在，容易團聚，大量填充無機填料，造成與橡膠之間的內(nèi)摩擦會產(chǎn)生大量的熱量，帶來生熱的增加，同時也產(chǎn)生加工困難、成本增加和混煉時間長等問題。本發(fā)明提供了一種接枝改性天然橡膠，該接枝改性天然橡膠替代輪胎配方中生膠之后，在輪胎不同部位應用后，填料減量情況下，物性保持，對加工影響小，且輪胎的生熱較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決上述傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題，提供一種接枝改性天然橡膠，接枝的側(cè)鏈分布均勻，制備的接枝改性天然橡膠的源硬度高，物性優(yōu)異。

本發(fā)明提供的接枝改性天然橡膠，是由丙烯酸酯類單體對天然橡膠進行接枝聚合改性所得，接枝率為5％-60％，接枝效率為40％-95％，源硬度為9-74Shore D。

本發(fā)明接枝改性天然橡膠的接枝率及接枝效率測定方法為重量比對法，具體公式如下：

接枝率(G)＝(M1-W)/W×100％；

接枝效率(GE)＝(M1-W)/M×100％；

M1：最終抽提后剩余物的重量g；

W:投料天然橡膠的干基質(zhì)量g；

M：投料丙烯酸酯類單體的質(zhì)量g；