一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法。所述橡胶组合物含有主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述主体橡胶含有聚环戊烯橡胶和固体丁苯橡胶，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％，且所述橡胶组合物还含有液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶。由所述橡胶组合物得到的混炼胶的门尼粘度适宜，并且得到的硫化胶在保持较好的物理机械性能的同时，还具有耐老化性、回弹性及耐磨性好，永久变形及动态形变小，生热低，滚动阻力非常小的优点，从而可以提高橡胶耐老化性能，降低轮胎生热、提高轮胎的耐久性，延长轮胎寿命，有利于轮胎节能降耗，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、以所述橡胶组合物为原料的硫化橡胶的制备方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶。
技术介绍
随着汽车工业的日趋发展，对适用于汽车轮胎的橡胶各方面的要求越来越高，在确保轮胎在行驶过程中安全性的前提下，对延长轮胎使用寿命、降低汽车燃油消耗引起了高度重视。这就要求轮胎不仅有较好的物理机械性能，还要有优异的耐老化性能、耐磨性能、低永久变形、低生热、高抗湿滑性和低滚动阻力，并且需要满足安全行驶及节能的需求。另外还要求橡胶制品在加工过程的生胶及混炼胶强度较大，这样更有利于橡胶制品的半成品加工成型及尺寸稳定。研究表明，丁苯橡胶虽然硫化胶的物理机械性能较好，但是混炼胶强度较小，不利于橡胶制品的半成品加工成型及尺寸稳定，而且由于其硫化胶耐老化性、回弹性及耐磨性一般，永久变形、生热较大，尤其是滚动阻力较大，因此很难用作高性能绿色轮胎。而聚环戊烯橡胶虽然具有玻璃化温度低、生胶强度大、粘着性强、气密性高、耐老化性及收缩性好、耐曲挠性强、炭黑及油填充量大、加工性能优异并且其硫化橡胶还能够呈现高回弹、低滞后、低生热、低滚动阻力以及优异的抗磨性能的优点，但是其生胶门尼粘度太大，不利于橡胶的加工，并且硫化胶拉伸强度及撕裂强度较小，在橡胶组合物中很难单独使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种新的橡胶组合物、以所述橡胶组合物为原料的硫化橡胶的制备方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶。具体地，本专利技术提供的橡胶组合物含有主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述主体橡胶含有聚环戊烯橡胶和固体丁苯橡胶，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％，且所述橡胶组合物还含有液体橡胶，所述液体橡胶为液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶。本专利技术还提供了一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将所述橡胶组合物中的各组分进行混炼，得到混炼胶，然后将所述混炼胶进行硫化。此外，本专利技术还提供了由上述方法制备得到的硫化橡胶。本专利技术的专利技术人经过深入研究后发现，尽管丁苯橡胶和聚环戊烯橡胶单独使用时均存在一些问题，但是将这两者混合使用时，能够起到非常完美的协同配合作用，得到的橡胶组合物的混炼胶门尼粘度适宜，从而不仅能够获得拉伸强度较大的混炼胶并有利于橡胶制品的加工，而且有利于橡胶制品的半成品尺寸稳定及成型；得到的硫化胶在保持较好的物理机械性能的同时，还具有耐老化性好、回弹性及耐磨性好、永久变形及动态形变小、生热低、尤其是滚动阻力非常小的优点，从而可以提高橡胶耐老化性能，降低轮胎生热，提高轮胎的耐久性，延长轮胎寿命，有利于轮胎节能降耗，非常适合用作绿色节能轮胎材料。此外，所述橡胶组合物还含有液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶作为液体橡胶，由于这两种特定的液体橡胶不仅可以作为橡胶加工过程的软化剂或增塑剂，而且在硫化时又可以与主体橡胶一起参与硫化，成为反应型增塑剂，从而能够进一步提高硫化胶的耐老化性能和物理机械性能，降低橡胶生热、永久变形及滚动阻力，而且这种反应型增塑剂的引入还可以减少甚至消除常规填充油在使用过程中从橡胶中渗出从而对人体及环
境造成污染的缺陷。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主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述主体橡胶含有聚环戊烯橡胶和固体丁苯橡胶，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％，且所述橡胶组合物还含有液体橡胶，所述液体橡胶为液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶。在本专利技术中，所述聚环戊烯橡胶是指由环戊烯开环聚合反应制备得到的聚环戊烯橡胶。其中，所述聚环戊烯橡胶包括顺式聚环戊烯橡胶和反式聚环戊烯橡胶，其具体结构如下所示：如上所述，在所述橡胶组合物中，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％即可，但为了使得由所述橡胶组合物制备得到的硫化橡胶具有更好的加工性能及应用性能，优选地，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于70重量％，更优选为75-95重量％，最优选为80-90重量％。通常来说，所述聚环戊烯橡胶的数均分子量可以为6万-60万，优选为10万-35
万；分子量分布可以为1-3，优选为1.5-2.5。此外，所述聚环戊烯橡胶的门尼粘度通常可以为35-160，优选为45-140。所述聚环戊烯橡胶可以通过环戊烯开环聚合反应制备得到。具体地，当采用开环聚合反应制备聚环戊烯橡胶时，所述制备方法包括：在开环聚合催化剂和分子量调节剂的存在下，将环戊烯在溶剂中进行开环聚合反应。其中，所述开环聚合催化剂可以采用现有的各种能够使环戊烯开环聚合的催化剂，例如可以采用钨或钼二组分或三组分催化剂，钽、铌、铼催化剂，以及茂金属催化剂中的至少一种，优选采用由含钨化合物和/或含钼化合物、有机铝化合物和/或活化剂组成的催化体系。其中，所述含钨化合物可以为六氯化钨，所述含钼化合物可以为四氯化钼。所述有机铝化合物可以为烷基铝，优选为三异丁基铝、三乙基铝、一氯二乙基铝、二氯乙基铝等中的至少一种。所述活化剂可以为含氧化合物和/或含氯化合物，优选为四氯苯酚、三氯苯酚、过氧化苯甲酰、环氧氯丙烷等中的至少一种。此外，所述有机铝化合物的用量与含钨化合物和含钼化合物的总用量的摩尔比可以为0.5-8∶1，优选为1-5∶1；所述活化剂的用量与含钨化合物和含钼化合物的总用量的摩尔比可以为0.2-3.0∶1，优选为0.5-1.5∶1。所述环戊烯开环聚合反应所用的分子量调节剂可以为碳原子数为2-10的α-烯烃，优选为1-丁烯、2-丁烯、1-辛烯等中的至少一种。此外，所述分子量调节剂的用量与含钨化合物和含钼化合物的总用量的摩尔比可以为0.1-10∶1，优选为0.3-5∶1。在所述环戊烯开环聚合反应过程中，所用的溶剂可以为本领域常用的各种非极性溶剂，例如可以为各种烃类溶剂，优选为C4-C8的直链或支链饱和脂肪烃或者C6-C12的取代或未取代的芳烃。具体地，所述溶剂的实例可以包括但不限于：苯、甲苯、环己烷、环戊烷、正己烷、正戊烷、正庚烷、抽余油和加氢汽油中的一种或多种。此外，所述溶剂的用量可以使得单体的浓度
为5-60重量％，优选为10-40重量％。本专利技术对所述开环聚合反应的条件没有特别地限定，其通常包括聚合反应温度可以为-20℃至50℃、优选为-10℃至30℃，聚合反应压力可以为0-1MPa、优选为0.05-0.5MPa，聚合反应时间可以为0.5-10小时、优选为1-4小时。在本专利技术中，所述压力均指表压。所述固体丁苯橡胶可以为现有的各种在室温下呈固态的丁苯橡胶。通常来说，所述固体丁苯橡胶的数均分子量可以为10万-50万，优选为12万-40万；分子量分布可以为1-4，优选为1.5-3。以所述固体丁苯橡胶的总重量为基准，所述固体丁苯橡胶中苯乙烯结构单元的含量可以为10-40重量％，丁二烯结构单元的含量可以为60-90重量％；优选地，以所述固体丁苯橡胶的总重量为基准，所述固体丁苯橡胶中苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其特征在于，所述主体橡胶含有聚环戊烯橡胶和固体丁苯橡胶，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％，且所述橡胶组合物还含有液体橡胶，所述液体橡胶为液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有主体橡胶、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其特征在于，所述主体橡胶含有聚环戊烯橡胶和固体丁苯橡胶，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于50重量％，且所述橡胶组合物还含有液体橡胶，所述液体橡胶为液体丁苯橡胶和/或液体丁二烯橡胶。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，以所述聚环戊烯橡胶的总重量为基准，所述聚环戊烯橡胶中反式结构的含量大于70重量％，优选为75-95重量％。3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述聚环戊烯橡胶的数均分子量为6万-60万，分子量分布为1-3，门尼粘度为35-160；优选地，所述聚环戊烯橡胶的数均分子量为10万-35万，分子量分布为1.5-2.5，门尼粘度为45-140。4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述固体丁苯橡胶的数均分子量为10万-50万，分子量分布为1-4；所述固体丁苯橡胶的门尼粘度为35-95。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，以所述固体丁苯橡胶的总重量为基准，所述固体丁苯橡胶中苯乙烯结构单元的含量为10-40重量％，丁二烯结构单元的含量为60-90重量％；以所述固体丁苯橡胶中丁二烯结构单元的总重量为基准，所述丁二烯结构单元中1,2-结构的含量为8-75重量％。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述液体丁苯橡胶的数均分子量为0.5万-9.5万，分子量分布为1-3；以所述液体丁苯橡胶的总重量为基准，所述液体丁苯橡胶中苯乙烯结构单元的含量为10-40重量％，丁二烯结构单元的含量为60-90重量％。7.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述液...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小进，王雪，李传清，韩书亮，李良杰，陈淑明，
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