[發明專利]一種導熱橡膠材料用橡膠組合物、一種硫化橡膠及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010772718.8
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN114058128A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 趙青松;解希銘;王麗麗;唐功慶;孫攀;劉蘋;鄭方遠;唐瀚瀅
• 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: C08L23/22
• 分類號: C08L23/22;C08L11/00;C08L61/06;C08L91/06;C08L91/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C09K5/14
• 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，公開了一種導熱橡膠材料用橡膠組合物、一種硫化橡膠及其制備方法和應用，該組合物中含有母煉膠、補強填充劑、硫化劑、硫化活性劑、增塑劑和硫化助劑，母煉膠通過將基礎橡膠和碳基填料進行第一混煉而獲得，所述基礎橡膠為不飽和度低于2％的高飽和基礎橡膠；所述碳基填料為石墨烯；所述硫化劑包括含有鹵元素的酚醛樹脂，所述硫化助劑為氯丁橡膠和/或溴化丁基橡膠。本發明的橡膠組合物獲得的硫化橡膠具有優良的導熱性能，較好的加工性能和機械力學性能。

技術領域

本發明涉及橡膠領域，具體地，涉及一種導熱橡膠材料用橡膠組合物、一種制備硫化橡膠的方法以及由該方法制備得到的硫化橡膠、硫化橡膠在制備導熱橡膠材料中的應用。

背景技術

硫化膠囊是輪胎硫化定型時使用的內支撐模具，是生產輪胎的硫化機中最為復雜的活動件之一，使用環境和條件極為苛刻，需要經受熱水、蒸汽、氮氣不斷交換，高溫高壓，多次脈沖機械形變和長期反復拉伸變形。也即，輪胎硫化膠囊要求耐高溫，高強度，高伸張，低扯斷永久變形(伸張恢復性)。

只有膠囊使用壽命長，才能提高生產效率，確保輪胎質量和控制較低的制造成本。因此，硫化膠囊的使用壽命一直是輪胎企業最關注的問題。

丁基橡膠氣密性能優異，硫化膠囊都是以丁基橡膠為主要材料。而丁基橡膠的導熱系數是0.09W/(m·K)，遠低于普通鋼材的導熱系數(45W/(m·K))。生胎外部與鋼制模具直接接觸，內部與丁基膠囊直接接觸，外表面升溫快于內表面，導致生胎內外受熱不均。

另外，膠料中還使用炭黑等填料，硫化膠的導熱系數小，導致使用過程中熱量不易傳導出去，硫化膠囊的耐老化性能以及耐裂紋增長性能不高，導致硫化膠囊平均使用壽命較低，不僅會增加生產成本，還會直接影響到產品的質量和生產效率。

如何在保證硫化膠囊的長的使用壽命的前提下克服丁基橡膠形成的硫化膠囊的導熱效率低的缺陷是本領域內亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述缺陷，提供一種使得獲得的硫化橡膠同時具有良好加工性能、優良導熱性能和機械性能的橡膠組合物。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種導熱橡膠材料用橡膠組合物，該組合物中含有各自獨立保存或者任意兩者以上混合保存的以下組分：

母煉膠、補強填充劑、硫化劑、硫化活性劑、增塑劑和硫化助劑，

所述母煉膠通過將基礎橡膠和碳基填料進行第一混煉而獲得；

所述基礎橡膠為不飽和度低于2％的高飽和基礎橡膠；所述碳基填料為石墨烯；所述硫化劑包括含有鹵元素的酚醛樹脂，所述硫化助劑為氯丁橡膠和/或溴化丁基橡膠；

在所述組合物中，相對于100重量份的所述基礎橡膠，所述碳基填料的含量為1-15重量份，所述補強填充劑的含量為20-60重量份，所述硫化劑的含量為3-15重量份，所述硫化活性劑的含量為1-11重量份，所述增塑劑的含量為1-10重量份，所述硫化助劑的含量為1-10重量份。

本發明的第二方面提供一種制備硫化橡膠的方法，該方法應用前述組合物進行，包括：

(1)將基礎橡膠和碳基填料進行第一混煉，得到母煉膠；

(2)將所述母煉膠與補強填充劑、硫化活性劑、增塑劑和硫化助劑進行第二混煉，得到混煉膠；

(3)將所述混煉膠與硫化劑進行第三混煉，得到最終混煉膠；

(4)將所述最終混煉膠進行硫化。

本發明的第三方面提供由前述制備硫化橡膠的方法制備得到的硫化橡膠。

本發明的第四方面提供前述硫化橡膠在制備導熱橡膠材料中的應用。