[發明專利]一種降低丁苯橡膠硫化膠生熱的方法及其產品與制備方法

有效

• 申請號: 202010518097.0
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111621040B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 羅筑;季永春;田瑤珠
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L9/06;C08L1/02;C08K3/04;C08K3/06;D06M15/693;D06M101/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

本發明公開了一種降低丁苯橡膠生熱的方法及其產品與制備方法。本發明通過對大麻纖維進行天然膠乳包覆，增強了纖維與丁苯橡膠基體間的粘結強度，限制了丁苯橡膠分子鏈的運動，降低了生熱。而且本發明制備方法工藝簡單，成本低廉，十分適宜工業化生產。

技術領域

本發明涉及高分子材料科學領域，具體地涉及一種降低丁苯橡膠硫化膠生熱的方法及其產品與制備方法。

背景技術

隨著現代科學技術和交通運輸業的不斷發展，使得汽車的車速不斷加快，輪胎在汽車上的地位和作用逐漸提高，而汽車輪胎的內部溫升也隨之增大，對于其性能的要求也更加嚴格。此外，節能環保也是未來汽車產業的主要發展方向之一。

目前輪胎的損壞主要有3種形式：機械損壞、疲勞損壞和熱損壞。輪胎滾動時能量的損失中，轎車熱損失約占損失總能量的5％，載重汽車熱損失約占10％，尤其溫升造成的熱氧化和抗疲勞性能下降常導致輪胎過早損壞。丁苯橡膠耐磨性好，彈性較好，加工方便，廣泛應用于汽車輪胎，但其生熱較高。

發明內容

本發明提供一種降低丁苯橡膠硫化膠生熱的方法及其產品與制備方法，它所獲得的產品生熱明顯降低。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：降低丁苯橡膠硫化膠生熱的方法，將大麻纖維經清洗烘干后，用堿溶液進行浸泡處理，將堿溶液處理后的大麻纖維清洗烘干后，用天然膠乳浸潤包覆，再進行干燥，獲得改性大麻纖維，將該改性的大麻纖維與丁苯橡膠進行混煉，以降低丁苯橡膠硫化膠的生熱。

所述用堿溶液進行浸泡處理是指，用質量百分比濃度為1％-10％的NaOH溶液浸泡20-60min。

用天然膠乳浸潤包覆具體是指，天然膠乳的固含量為20％-60％，每10g大麻纖維中加入20-200g上述的天然膠乳，即固液比2-20；將大麻纖維在加入的天然膠乳溶液中充分分散，并使大麻纖維完全浸沒在天然膠乳中，再進行干燥，獲得改性大麻纖維。

按質量份數計算，包括100份丁苯橡膠、20-60份炭黑、纖維凈含量為1.5-5份改性大麻纖維為制備材料。

按上述的質量份數取各組分，將丁苯橡膠、炭黑與改性大麻纖維投入110-150℃的密煉機中混煉5-8分鐘，然后在60～80℃的雙輥開煉機上混煉，加入硫磺硫化體系及配合劑，薄通3～5次，得到混煉膠；然后將混煉膠按照硫化儀測定的正硫化時間進行硫化，制得改性大麻纖維增強硫化丁苯橡膠復合材料。

大麻纖維來源于可再生資源，原料易得，污染小，具有較高模量與強度，質輕價廉等優點，十分適合應用于輪胎產業，作為補強材料可替代部分炭黑，降低生熱。在大麻纖維中，半纖維素是大麻纖維中非纖維素聚糖的總稱，分子中往往帶有數量不等的鏈或支鏈的復合聚糖，易于吸水。木質素是具有三維空間網狀結構的芳香族高聚物，其性能不穩定，遇酸、堿、溫度、光照等作用容易發生縮合。使得大麻纖維有較好的親水性和極性，而這會導致大麻纖維與聚合物基體之間的相容性差，因此本發明通過對其進行堿處理后，可將半纖維素、木質素、果膠、表面蠟質等雜質除去。

天然膠乳是天然橡膠粒子分布在水介質中的一種穩定的膠體分散體系，主要成分是橡膠烴，絕大多數是順式-1,4-聚異戊二烯，具有較大的伸長率，較小的蠕變，自身生熱低等優異的性能。經過發明人研究發現，經與改性后的大麻纖維包覆，形成柔性界面層，不僅通過共同硫化提高纖維與基體橡膠的相容性，提高纖維的增強效果，更為重要的是交變應變下由于纖維與橡膠模量的較大差異產生應力集中，導致天然橡膠柔性界面層分擔的變形量高于基體橡膠，而天然橡膠的生熱遠小于丁苯橡膠，因此降低了該丁苯橡膠復合材料的生熱。

本發明通過對大麻纖維進行天然膠乳包覆，增強了纖維與丁苯橡膠基體間的粘結強度，限制了丁苯橡膠分子鏈的運動，降低了生熱。而且本發明制備方法工藝簡單，成本低廉，十分適宜工業化生產。

具體實施方式