一种橡胶组合物与硫化橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种橡胶组合物与硫化橡胶及其制备方法和应用。所述橡胶组合物含有橡胶基胶、增强剂、硫化剂、硫化活化剂和硫化促进剂，其中，所述橡胶组合物还含有部分氢化的二烯烃聚合物，且所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量不超过30000g/mol，双键的氢化度为85％以下。本发明专利技术提供的硫化橡胶能够长期降低动态温升，极具工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种橡胶组合物、一种硫化橡胶的制备方法、由该方法制备得到的硫化橡胶以及所述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。
技术介绍
随着世界范围能源危机和环境污染的不断加剧，人们对节能和环保越来越重视。为了减少燃油的消耗和温室气体的排放，汽车工业也向着节能和环保方向发展，要求最大程度地提高轮胎安全性、减少油耗。由橡胶材料粘弹性造成的滞后损失以及与地面之间的摩擦生热使汽车轮胎在行驶过程中温度逐渐升高，导致橡胶及帘线的强度下降。随着高速公路的发展，汽车行驶速度提高，轮胎温度也大幅度升高，使轮胎“肩空”、“肩裂”、“胎圈脱层”及热疲劳老化等现象频繁发生，当轮胎温度超过临界温度时，会发生爆胎，严重时会导致发生交通事故。轮胎的生热和温升不仅会影响其使用性能，而且会对汽车油耗产生很大的影响。因此降低轮胎用橡胶材料在动态载荷作用下的生热(动态温升)有着重要的现实意义。为了降低轮胎用橡胶材料的动态温升，提高汽车行驶安全性，国内外专家学者做了大量的工作。例如，JP2006225560A公开了一种采用满足①吸油值(DBP值)在60-100cm3/100g，②表面活性吸附法比表面积(CTAB)在90-130m2/g，③DBP(mL/100g)≤(0.782×CTAB(m2/g)-8.7)三个条件的炭黑进行改性的橡胶组合物，这样能够减少生热并提高耐疲劳性能。CN101928412A公开了一种环保低生热型载重轮胎胎体用橡胶组合物，该橡胶组合物采用大粒径炭黑N770进行改性，使得胶料生热降低，轮胎寿命延长。但是以上专利申请均采用较大粒径的炭黑作为填料，对橡胶的补强效果较差。研究表明，增强剂的表面改性也能够降低橡胶材料的生热，例如，使用硅烷偶联剂对白炭黑进行表面修饰(CompositesScienceandTechnology2013,88:69-75.)、采用含有长脂肪族链的取代苯酚改性炭黑N330(JournalofAppliedPolymerScience,1997,66:683-693)均能够获得生热较低的橡胶材料。但是这些方法制备的橡胶材料的硬度较低，与未改性的白炭黑和炭黑相比需要填充更多的增强剂才能满足制品硬度的要求。此外，调整橡胶组合物中的组分以及特定组分之间的配合(例如，调整硫磺和促进剂之间的比例以及使用导热增强剂(CN102746536A)、使用低分子增塑剂(CA1216384A1)等)也是降低生热的一种有效方法。虽然采用该方法能够在一定程度上降低生热并在短时间内降低材料在动态应力作用下的滞后，但是同时也降低了材料的压缩永久变形和力学性能，并且由于添加的小分子配合剂在长期应力的作用下容易迁移到材料的表面而失去降低生热的效果，因此，材料的降低生热效果会随着使用时间的延长而逐渐失效。综上所述，现有的橡胶组合物虽然能够在一定程度上降低生热，但是却存在对橡胶补强效果不理想，或者是小分子配合剂不能长期稳定生效的问题，很难获得综合性能良好的橡胶组合物。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服采用现有的橡胶组合物不能长期降低动态温升的缺陷，而提供一种新的能够长期降低动态温升的橡胶组合物、一种硫化橡胶的制备方法、由该方法制备得到的硫化橡胶以及所述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。具体地，本专利技术提供了一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有橡胶基胶、增强剂、硫化剂、硫化活化剂和硫化促进剂，其中，所述橡胶组合物还含有部分氢化的二烯烃聚合物，且所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量不超过30000g/mol，双键的氢化度为85％以下。本专利技术提供了一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将上述橡胶组合物中的各组分进行混炼，然后将得到的混炼胶进行硫化反应。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的硫化橡胶。此外，本专利技术还提供了所述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。本专利技术人的专利技术人经过深入研究后发现，在所述橡胶组合物和硫化橡胶中引入具有上述特定数均分子量以及双键氢化度的部分氢化的二烯烃聚合物之后，能够长期显著降低其动态温升，同时还具有较好的力学性能和耐磨性能。此外，由于所述部分氢化的二烯烃聚合物中含有一定量的双键，这样既能够与橡胶基胶以及硫化剂进行交联反应，从而化学固定在硫化橡胶内部而不易在使用过程中迁出，即能够长期降低动态温升，又不会对橡胶组合物的热氧化性能产生负面影响。根据本专利技术的一种优选实施方式，当所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量为7000-30000g/mol时，能够使得到的硫化橡胶在长期降低动态温升的基础上，还能够获得较好的力学性能。根据本专利技术的另一种优选实施方式，当所述部分氢化的二烯烃聚合物的氢化度为50-85％时，能够使得到的硫化橡胶在长期降低动态温升的基础上，还能够获得较好的热氧化性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的橡胶组合物含有橡胶基胶、增强剂、硫化剂、硫化活化剂和硫化促进剂，其中，所述橡胶组合物还含有部分氢化的二烯烃聚合物，且所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量不超过30000g/mol，双键的氢化度为85％以下。根据本专利技术提供的橡胶组合物，尽管只要将所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量控制在不超过30000g/mol就能够获得较低的动态温升，但是所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量过低会影响其力学性能，因此，为了在不影响力学橡胶的基础上降低其生热，优选地，所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量为7000-30000g/mol，更优选为15000-25000。根据本专利技术提供的橡胶组合物，尽管只要将所述部分氢化的二烯烃聚合物中双键的氢化度控制在85％以下就能够长期获得较低的动态温升，但是所述部分氢化的二烯烃聚合物中双键的氢化度过低会影响硫化橡胶的耐热老化性能，因此，为了在不影响耐热老化性能的基础上降低其生热，优选地，所述部分氢化的二烯烃聚合物中双键的氢化度优选为50-85％，更优选为65-85％，最优选为75-85％。在本专利技术中，所述部分氢化的二烯烃聚合物中双键的氢化度采用溴化碘滴定法进行测定。具体原理如下：二烯烃聚合物氢化之前以及氢化之后的双键含量均可以通过溴化碘滴定法进行测定，而双键的氢化度＝(二烯烃聚合物氢化之前双键的含量-二烯烃聚合物氢化之后双键的含量)÷二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有橡胶基胶、增强剂、硫化剂、硫化活化剂和硫化促进剂，其特征在于，所述橡胶组合物还含有部分氢化的二烯烃聚合物，且所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量不超过30000g/mol，双键的氢化度为85％以下。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有橡胶基胶、增强剂、硫化剂、
硫化活化剂和硫化促进剂，其特征在于，所述橡胶组合物还含有部分氢化的
二烯烃聚合物，且所述部分氢化的二烯烃聚合物的数均分子量不超过
30000g/mol，双键的氢化度为85％以下。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述部分氢化的二烯烃
聚合物的数均分子量为7000-30000g/mol，优选为15000-25000。
3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述部分氢化的二烯烃
聚合物的氢化度为50-85％，优选为65-85％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，相对于100
重量份的所述橡胶基胶，所述部分氢化的二烯烃聚合物的含量为2-10重量
份，优选为2-7重量份。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述部分
氢化的二烯烃聚合物为聚异戊二烯和/或聚丁二烯。
6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，相对于100重量份的所
述橡胶基胶，所述增强剂的含量为40-80重量份，所述硫化剂的含量为0.5-3
重量份，所述硫化活化剂的含量为2-6重量份，所述硫化促进剂的含量为
1-4重量份。
7.根据权利要求1或6所述的橡胶组合物，其中，所述增强剂为炭黑
和白炭黑的混合物，且相对于100重量份的所述橡胶基胶，所述炭黑的含量
为20-40重量份，所述白炭黑的含量为20-40重量份。
8.根据权利要求7所述的橡胶组合物，其中，所述炭黑的CTAB值为
20-130m2/g，DBP值为20-125cm3/100g；优选地，所述炭黑的CTAB值为
40-120m2/g，DBP值为40-115cm3/100g；更优选地，所述炭黑的CTAB值为
65-115m2/g，DBP值为50-100cm3/100g。
9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲亮靓，解希铭，王丽静，于国柱，姜科，赵青松，关逸英，李绍宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11