本发明专利技术提供了一种乳聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶。所述乳聚丁苯橡胶组合物包含有共混的改性橡胶组分和乳聚丁苯橡胶；以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为1～70份；所述改性橡胶组分包含未交联橡胶和分散在其中的具有交联结构的橡胶粒子；其中具有交联结构的橡胶粒子为丁腈橡胶粒子，平均粒径为50～200nm，凝胶含量为60％重量或更高；其中未交联橡胶为丁苯橡胶；所述具有交联结构的橡胶粒子与未交联橡胶的重量比为80∶20-30∶70。所述乳聚丁苯橡胶组合物的硫化胶滚动阻力、湿滑性能、耐磨性能能够同时得到提高，可以用于制备高性能汽车胎面胶。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶领域，进一步地讲，涉及一种由改性橡胶组分改性的乳聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶。
技术介绍
汽车越来越成为现代生活不可或缺的工具，而汽车所用的动力基本来自于石油，石油资源是有限的，同时汽车工业的快速发展也面临二氧化碳排放减量压力，如何降低汽车燃油消耗变得越来越迫切。降低燃油消耗，不仅可以降低汽车运行成本，而且可以减少二氧化碳排放量和缓解石油资源的紧张状况。汽车燃油消耗除了受汽车自身设计因素影响外，轮胎滚动阻力也是重要因素之一，轮胎滚动阻力燃油消耗占汽车燃油消耗的14 17%，轮胎滚动阻力每降低10%，通常可以降低燃油消耗I 2%。因此，降低轮胎滚动阻力被作为降低燃油消耗的重要措施之一。但是在降低轮胎胶料(主要是胎面胶)滚动阻力研究中遇到了很棘手的问题。即滚动阻力、湿滑性能、耐磨性能相互矛盾的所谓的“魔三角”问题。简单的增加软化剂用量，可以提高轮胎的抗湿滑性，但其耐磨性降低和滚动阻力增加。提高补强填料(炭黑或白炭黑)的用量，可以在一定程度上降低滚动阻力，却使补强填料在胶料中很难分散均匀，并使抗湿滑性降低。加大硫化剂的用量，即提高交联密度，和增加补强填料用量的效果一样，降低滚动阻力同时使抗湿滑性变差。为了实现三方面性能的平衡，除了对轮胎结构设计进行优化外，国内外还对胶料(以胎面胶为主)配方进行了广泛深入的研究。一方面合成适用的橡胶原料(如溶聚丁苯橡胶SSBR、反式聚异戊二烯TP1、丁二烯-异戊二烯-苯乙烯集成橡胶SIBR、高乙烯基顺丁橡胶HVBR等)，另一方面着手寻求具有较好综合性能的改性剂和实用配方。在配方研究中已获得了一些进展，比较有代表性的是:溶聚丁苯橡胶(SSBR)等与炭黑和白炭黑并用或倒易(反转)炭黑体系，体系特点是主配方基本不变，只是在补强填料上有所不同，容易在工业上实现；其缺点是需要使用较多的硅烷偶联剂且炼胶时设备负荷大，硫化胶的耐磨性也不理想。采用直接聚合方法或过氧化物等化学交联方法制备的橡胶凝胶在配方适当时，可以改善硫化胶的性能。例如，欧洲专利EP405216和德国专利DE4220563中分别报道了在橡胶组合物中分别加入氯丁橡胶凝胶和顺丁橡胶凝胶来提高硫化胶的耐磨性和疲劳温升，但是损失了耐湿滑性。所以很多专利开始采用改性的橡胶凝胶来改善橡胶硫化胶的性能，例如美国专利US6184296使用经过表面改性的顺丁和丁苯橡胶凝胶(凝胶中胶乳粒子溶胀指数4 5，粒径60 450nm)，使天然橡胶(NR)配方体系硫化胶的滚动阻力降低，且强力性能未受影响。美国专利US6133364中，把氯甲基苯乙烯接枝到丁苯橡胶凝胶表面上，然后将其用于NR配方体系中，使硫化胶的滚动阻力降低，而抗湿滑性提高。 美国专利US6207757用氯甲基苯乙烯改性的丁苯橡胶凝胶达到了降低NR配方体系硫化胶滚动阻力的作用，同时提高了轮胎的牵引性能和耐用性。美国专利US6242534把含羧基和氨基的丁苯橡胶凝胶一并用于NR配方体系，不仅降低了体系硫化胶的滚动阻力，提高了抗湿滑性，而且明显提高了定伸应力。欧洲专利EP1431075用丁苯橡胶凝胶和增塑淀粉来改善丁苯橡胶(SBR)与顺丁橡胶(BR)并用的白炭黑体系的性能，结果耐磨性得到了改进，滚动阻力降低，硫化胶的比重也较小。美国专利US6699935用共聚改性丁苯橡胶凝胶使改性丁苯橡胶配方体系具有低滚动阻力兼有出色的抗湿滑性与耐磨性。上述专利文献提到的橡胶凝胶全部采用化学交联方法交联，这种方法需要使用价格较高的交联单体且能耗较大，并且主要涉及天然橡胶配方体系或丁苯橡胶的白炭黑体系及改性丁苯橡胶配方体系。而且重要的是必须将交联后得到的橡胶凝胶在进行改性后才可以达到滚动阻力、抗湿滑性与耐磨性的同时提高。而且虽然在这些专利中有报道橡胶凝胶的粒径，但是当这些橡胶凝胶分散到硫化胶中时，能否还能达到最初级粒径的分散，能否真正发挥纳米级橡胶凝胶的改性作用，没有在任何专利中报道。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术的目的之一是提供一种乳聚丁苯橡胶组合物。该橡胶组合物的硫化胶抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性同时得到提高，可以作为优良的汽车胎面胶使用。本专利技术的另一个目的是提供所述橡胶组合物的制备方法。本专利技术的再一个目的是提供所述橡胶组合物的硫化胶。本申请人于2000年9月18日`提交的国际专利申请W001/40356 (优先权日1999年12月3日)以及本申请人于2001年6月15日递交的国际专利申请W001/98395 (优先权日2000年6月15日)中公开了一种全硫化粉末橡胶。提出当采用辐照方法交联橡胶胶乳后，由于辐照交联使得橡胶胶乳中的胶乳粒子(橡胶粒子)达到一定的凝胶含量，其胶乳粒子的粒径固定下来，不会在之后的干燥过程中粘连或凝并。专利技术人在研究中发现，将这种辐照交联后的丁腈橡胶胶乳和未交联的丁苯橡胶胶乳混合，之后共凝并得到一种交联的丁腈橡胶粒子改性丁苯橡胶的橡胶组合物。其中由于辐照交联的具有交联结构的丁腈橡胶粒子之间不会粘连和凝并，而普通的未交联丁苯橡胶胶乳的胶乳粒子会凝并，因此具有交联结构的丁腈橡胶粒子便会以其原始粒子的粒径分散在未交联的丁苯橡胶胶乳凝并后得到的生胶基体中，而且分散均匀程度的要比直接将全硫化粉末橡胶与生胶混炼得到的混合物中好得多。由此得到一种改性橡胶组分。将该改性橡胶组份作为固体母胶，再和未交联的块状乳聚丁苯橡胶通过密炼机、双辊研磨机、螺杆挤出机等共混工艺得到混炼胶。如此得到的混炼胶，也可以保证辐照交联的具有交联结构的橡胶粒子在未交联的乳聚丁苯橡胶基体中达到所述的粒径范围内的分散状况。在此组合物中再加入常用的橡胶加工助剂混炼、硫化后得到硫化胶。由于辐照交联后的丁腈橡胶粒子已经具有交联结构，不需要考虑分散相的硫化，这样就解决了不同橡胶组成的组合物的共硫化问题；同时辐照交联的具有交联结构的丁腈橡胶粒子依然以非常小的原始粒径非常均匀地分散在以丁苯橡胶为基体的硫化橡胶中，所以最终得到的硫化胶的抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性可以得到同时的提高。具体来讲，本专利技术的一种乳聚丁苯橡胶组合物，包含有共混的改性橡胶组分和乳聚丁苯橡胶；以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为I 70份，优选为I 40份，更优选为I 20份，最优选为1-10份。所述乳聚丁苯橡胶为现有技术中乳液聚合方法(乳聚法)制备的苯乙烯/ 丁二烯共聚物。以上所述的橡胶组合物的制备方法，所述改性橡胶组分包含未交联橡胶和分散在其中的具有交联结构的橡胶粒子；所述具有交联结构的橡胶粒子与未交联橡胶的重量比为80: 20 30: 70，优选 80: 20 40: 60。其中未交联橡胶为现有技术中的各种丁苯橡胶，优选为同上所述的现有技术中的乳聚丁苯橡胶，即乳液聚合方法(乳聚法)制备的苯乙烯/ 丁二烯共聚物。其中具有交联结构的橡胶粒子为丁腈橡胶粒子，平均粒径为50 200nm，优选为70 200nm，更优选80 180nm ;凝胶含量为60 %重量或更高，优选为75 %重量或更高。所述改性橡胶组分中具有交联结构的橡胶粒子为均相结构，不进行任何接枝改性、表面改性。本专利技术所述乳聚丁苯橡胶组合物中的改性橡胶组分的制备，是包括将未交联橡胶胶乳与具有交联结构的橡胶粒子的胶乳在内的组分混合后凝并而得:其中具有交联结构的橡本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种乳聚丁苯橡胶组合物，包含有共混的改性橡胶组分和乳聚丁苯橡胶；以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为1～70份；所述改性橡胶组分包含未交联橡胶和分散在其中的具有交联结构的橡胶粒子，所述具有交联结构的橡胶粒子与未交联橡胶的重量比为80∶20～30∶70；其中具有交联结构的橡胶粒子为丁腈橡胶粒子，平均粒径为50～200nm，凝胶含量为60％重量或更高；其中未交联橡胶为丁苯橡胶。
【技术特征摘要】
1.一种乳聚丁苯橡胶组合物，包含有共混的改性橡胶组分和乳聚丁苯橡胶；以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为I 70份； 所述改性橡胶组分包含未交联橡胶和分散在其中的具有交联结构的橡胶粒子，所述具有交联结构的橡胶粒子与未交联橡胶的重量比为80: 20 30: 70;其中具有交联结构的橡胶粒子为丁腈橡胶粒子，平均粒径为50 200nm，凝胶含量为60 %重量或更高；其中未交联橡胶为丁苯橡胶。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为I 40份。3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于以乳聚丁苯橡胶为100重量份计，改性橡胶组分为I 20份。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述改性橡胶组分中具有交联结构的橡胶粒子为均相结构。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述改性橡胶组分中具有交联结构的橡胶粒子的凝胶含量为75 %重量或更高。6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述改性橡胶组分中具有交联结构的橡胶粒子的平均粒径为70 200nm。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔金樑，丛悦鑫，张晓红，李迎，高建明，张乾民，宋志海，孙艳玲，赖金梅，宋培军，蔡传伦，赵国训，张红彬，戚桂村，王亚，李秉海，
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：
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