[發明專利]一種抗濕滑和高定伸橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110353031.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113072751B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 何麗霞;劉莉;孫立水;劉光燁;馬驥;張孝娟
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K13/04;C08K7/26;C08K3/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 趙斌;苗峻

本發明涉及橡膠材料領域，尤其涉及一種抗濕滑和高定伸橡膠復合材料及其制備方法。該復合材料采用特定微觀結構含量的低分子量的聚異戊二烯替代傳統配方體系中的增塑劑，在改善橡膠復合材料的加工性能和氣味的同時，顯著提高復合材料0℃時的損耗因子，從而提升了抗濕滑性能，且保證了該復合材料具有較高的100％和300％定伸應力和撕裂強度。

技術領域

本發明涉及橡膠材料領域，尤其涉及一種抗濕滑和高定伸橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

我國是世界上最大的輪胎生產國和橡膠消費國，輪胎產量約占世界總產量的三分之一，輪胎出口量占我國輪胎產量的40％左右，大部分產品銷往歐、美等發達國家。近年來，為應對“綠色化工”、REACH法規、輪胎標識等法規標準的實施，發展“綠色輪胎”已成為國家重大需求。而作為綠色輪胎的關鍵原材料：合成橡膠，在實現高性能綠色輪胎的開發中起著決定性作用。

專利CN108192169B公開了用一種抗濕滑安全輪胎胎面膠及其制備方法，在輪胎配方中引入了石墨烯，該制備方法比較復雜，混煉時間長、能耗高。

液體異戊橡膠作為一種低分子量的順1,4-聚異戊二烯材料(LPI)，作為一種反應型增塑劑，在硫化過程中可與硫磺或過氧化物反應，實現其與基體橡膠材料之間的交聯反應，另外其對膠料無污染，在制品中無遷移，作為環保型增塑材料現已逐漸替代傳統增塑劑，廣泛應用于輪胎、粘合劑、壓敏膠、密封件、醫療器件等綠色橡膠制品中。

與傳統增塑劑(芳烴油，環烷油等)相比，一方面，LPI材料中無殘留鹵素，不含多環芳烴等致癌物，對膠料無污染，是一種環保型材料；另一方面，LIP與橡膠可以共硫化，在制品中無遷移，不會被溶劑抽出，避免了因增塑劑抽出引起的體積收縮、變形等問題對制品使用壽命的影響。

液體異戊橡膠通常是采用陰離子溶液聚合方法制備的線形LPI，分子鏈以順式-1,4-構型為主。近年來，研究者將LPI應用在天然橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等橡膠共混體系的性能，研究結果表明，該結構的LPI在提高膠料加工性能的同時，還可以改善炭黑粒子在硫化膠中的分散。但普遍存在隨著液體異戊橡膠添加量的增加，硫化膠的定伸應力和撕裂強度顯著降低，該問題限制了其廣泛應用。

目前，本領域中為了獲得高定伸應力和撕裂強度的硫化膠，往往選擇高分子量高門尼粘度的聚異戊二烯橡膠，并添加傳統增塑劑以達到相應性能。例如：固特異公司的專利(US5104941，EP1911797A1，EP0524339A1)和中國科學院長春應用化學研究所的專利申請(CN105646972A)，在輪胎胎面膠中引入高分子量3,4-聚異戊二烯橡膠，可有效提高輪胎胎面膠0℃時Tanδ值，從而改善其抗濕滑性能。3,4-聚異戊二烯橡膠是一種能夠顯著提高0℃時Tanδ值(輪胎復合材料抗濕滑性能的重要評價指標)，幾乎不影響60℃時Tanδ值(輪胎復合材料滾動阻力的衡量指標之一)的一種新型橡膠材料。

因此，迄今為止本領域中還沒有聚異戊二烯完全替代配方中的油類增塑劑，并獲得低氣味、高抗濕滑、力學性能優異并且低滾阻的輪胎胎面膠用橡膠復合材料的相關技術。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種抗濕滑和高定伸橡膠復合材料及其制備方法。該復合材料采用特定微觀結構含量的低分子量的聚異戊二烯替代傳統配方體系中的增塑劑，在改善橡膠復合材料的加工性能和氣味的同時，顯著提高復合材料0℃時的損耗因子，從而提升了抗濕滑性能，且保證了該復合材料具有較高的100％和300％定伸應力和撕裂強度。

為實現上述目的，本發明的技術方案具體如下：

一種抗濕滑和高定伸橡膠復合材料，按重量份計，其原料組分包括：

二烯烴類橡膠100份；

聚異戊二烯5-25份；

氧化鋅3-5份；

硬脂酸1-3份；