一种橡胶组合物及其制备方法和橡胶制品技术

本申请涉及橡胶制品技术领域，具体公开了一种橡胶组合物及其制备方法和橡胶制品。橡胶组合物包含以下组分：按照100份橡胶计，100份橡胶，20‑80份炭黑，0.5‑5份硫化剂，1‑10份混合烷基间苯二酚改性腰果酚‑甲醛粘合树脂，混合烷基间苯二酚改性腰果酚‑甲醛粘合树脂包括式（1）和式（2），且混合烷基间苯二酚改性腰果酚‑甲醛粘合树脂以烷基间苯二酚封端；橡胶组合物的制备方法包含：将橡胶和炭黑混合后，升温至140‑160℃后，冷却至80‑95℃，然后加入硫化剂、混合烷基间苯二酚改性腰果酚‑甲醛粘合树脂，于40‑50℃混炼4‑10 min，得到橡胶组合物。本申请的橡胶组合物具有优异的粘合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶组合物及其制备方法和橡胶制品
本申请涉及橡胶制品
，更具体地说，它涉及一种橡胶组合物及其制备方法和橡胶制品。
技术介绍
钢丝骨架材料粘合层取决于初始粘合强度，以及橡胶-钢丝粘合强度保持率、热老化、盐老化、湿老化和蒸汽老化等因素，其中，胶料、填料、硫化体系、生热和粘合剂的品种和质量是影响粘合性能的主要因素。在汽车轮胎的制造中，为提高轮胎的帘线层与橡胶间的粘合强度，通常采用在橡胶硫化前加入亚甲基接受体和亚甲基给予体组成粘合体系，在硫化过程中产生树脂化反应，形成硫化胶-树脂网络，从而增强硫化橡胶的物理性能、机械性能以及橡胶与帘线的粘合力。相关技术通过调整改性粘合树脂来改善橡胶组合物的性能，但是，橡胶组合物粘合性能的提高并不显著。
技术实现思路
为了极大的促进橡胶组合物的粘合性能，本申请提供一种橡胶组合物及其应用。第一方面，本申请提供一种橡胶组合物及其应用，采用如下的技术方案：一种橡胶组合物，所述橡胶组合物包含以下重量份的组分：按照100份橡胶计，100份橡胶，20-80份炭黑，0.5-5份硫化剂，1-10份混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂；其中，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂包括式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元，且所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂以烷基间苯二酚封端；所述式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元如下：其中，R′和R″各自独立地为烷基或烷芳基；a和b各自独立地为1或2；且当R′与R″相同时，a和b不同；当R′与R″不同时，a和b相同或不同；所述n为0、1、2或3；所述式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元的重均分子量总和在500-4000的范围内。在本申请中，烷基间苯二酚是指被取代的间苯二酚，取代基可以是烷基、烷芳基。通常也可称为“被取代的间苯二酚”。混合烷基间苯二酚是指至少两种烷基间苯二酚的混合，其中烷基间苯二酚的种类可以是两种、三种、四种、五种或更多种。在本申请的技术方案中，首先腰果酚与甲醛在碱性条件下反应，此时，甲醛基本反应完，得到羟化液；接着加入至少两种烷基间苯二酚，进行链增长反应，反应一段时间，即可制得混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛树脂，该混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛树脂中，包括至少两种由烷基间苯二酚与腰果酚、甲醛形成的第一重复单元和第二重复单元(如式(1)和式(2)所示)，且以烷基间苯二酚封端。申请人发现，烷基间苯二酚的反应活性强于间苯二酚的反应活性，烷基间苯二酚能更好地与橡胶组分发生反应；并且，不同类型的烷基间苯二酚具有协同效应，使不同类型的烷基间苯二酚分子在结构上可以互补，因此，混合烷基间苯二酚的作用优于单一烷基间苯二酚的作用。本申请中的混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂与亚甲基给予体有较高反应活性，烷基间苯二酚的取代基与橡胶组分具有更好的相容性，使橡胶组合物具有良好的粘合性能。本申请的混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的重均分子量为500-5000。本申请的混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的软化点为80-140℃；进一步优选，混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的软化点为90-110℃。通过采用上述技术方案，混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的分子量在上述范围内，混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的粘性较好。本申请的混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂中游离的间苯二酚的含量在3-15质量％；进一步优选，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂中游离的间苯二酚的含量在4-12质量％范围内。在本申请中，游离间苯二酚是指被取代和未取代的间苯二酚，游离间苯二酚的含量是指被取代和未取代的间苯二酚的总含量。当游离间苯二酚含量过高时，炼胶过程中会“冒烟”，并产生刺激性气味，对操作人员的健康不利；当游离间苯二酚含量过低，降低树脂的粘合性能。在一个实施方案中，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂还包括如下式(3)所示的第三重复单元，其中，式(3)所示的第三重复单元的分子量为300-3000。通过采用上述技术方案，本申请的混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂中还包括间苯二酚与腰果酚、甲醛形成的重复单元(如式(3)所示)。多种重复单元之间在结构上互补，能提高混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的交联程度，有利于提高混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂与橡胶组分之间的相容性。优选地，所述R′和所述R″独立地为C1-10烷基或C7-12烷芳基；进一步优选，所述R′和所述R″独立地为C1-8烷基；再进一步优选，所述R′和R″独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基。通过采用上述技术方案，R′和R″独立地为C1-10烷基或C7-12烷芳基，烷基间苯二酚的反应活性较高，能更好的与甲醇、腰果酚与甲醇的反应产物进行反应，得到更多的重复单元，从而可提高混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的反应活性。烷基的碳原子数超过10个时，导致混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的反应活性降低；考虑到空间位阻效应，烷芳基中的烷基碳原子数控制在1-6的范围内，能有效的提高混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的反应活性。在一个实施方案中，按照橡胶100重量份计，所述橡胶组合物还包含0.5-5份烷基酚硫化物和/或0.5-10份烷基酚改性氨基树脂。通过采用上述技术方案，通过橡胶组合物中的烷基酚硫化物、烷基酚改性氨基树脂以及混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂三种组分之间的协同作用，使得该橡胶组合物的粘合性能、耐老化性能以及抗硫化返原性均显著提高。优选地，所述烷基酚硫化物包含由式(4)表示的重复单元：式(4)中，R1、R2各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C20的烷基、C6-C30的芳基、C7-C30的烷芳基、C7-C30的芳烷基中的至少一种，其中，R1和R2不同时为氢，x为1-2的整数；优选地，所述R1和所述R2各自独立的选自氢、直链或支链的C1-C15的烷基、C6-C18的芳基、C7-C18的烷芳基、C7-C18的芳烷基中的至少一种，其中，所述R1和所述R2不同时为氢。优选地，所述烷基酚改性氨基树脂包括由式(5)表示的重复单元：式(5)中，R3、R4、R5各自独立地为氢、取代或未取代的烷基酚失去氢原子之后的残基、重复单元中的至少一种，且R3、R4、R5中至少有一个为取代或未取代的烷基酚失去氢原子之后的残基。在一个实施方案中，所述烷基酚硫化物的重均分子量为500-3000；进一步优选，软化点为70-120℃。在一个实施方案中，所述烷基酚改性氨基树脂的重均分子量为1000-30000；进一步优选，软化点为50-180℃。本申请中烷基酚硫化物具有较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包含以下重量份的组分：/n按照100份橡胶计，100份橡胶，20-80份炭黑，0.5-5份硫化剂，1-10份混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂；/n其中，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂包括式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元，且所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂以烷基间苯二酚封端；/n所述式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包含以下重量份的组分：
按照100份橡胶计，100份橡胶，20-80份炭黑，0.5-5份硫化剂，1-10份混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂；
其中，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂包括式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元，且所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂以烷基间苯二酚封端；
所述式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元如下：



其中，R′和R″各自独立地为烷基或烷芳基；
a和b各自独立地为1或2；且
当R′与R″相同时，a和b不同；
当R′与R″不同时，a和b相同或不同；
所述n为0、1、2或3；
所述式(1)所示的第一重复单元和式(2)所示的第二重复单元的重均分子量的总和在500-4000。


2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的重均分子量为500-5000。


3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述混合烷基间苯二酚改性腰果酚-甲醛粘合树脂的软化点为80-140℃。


4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述R′和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁，卢佳，张成，王光辉，蒋小强，董栋，张宁，
申请(专利权)人：北京彤程创展科技有限公司，彤程新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11