一种橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶领域。具体地说，本发明专利技术涉及一种包含作为补强剂的双酚类酚醛树脂的橡胶组合物及其制备方法以及包含上述橡胶组合物的橡胶制品。本发明专利技术提供的橡胶组合物包含如下组分：二烯弹性体；补强填料；交联成分；和由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂。本发明专利技术提供的高强度高刚度的橡胶组合物，由于在该组合物中加入了由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂，所述双酚类酚醛树脂(亚甲基接受体)在所述固化剂(亚甲基给予体)存在下形成树脂网络结构，该树脂网络结构与硫化橡胶的网络结构穿插渗透相互作用，并且生成了补充交联键，因此所述由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂在本发明专利技术的橡胶组合物中与补强填料如炭黑起到了协同作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于橡胶领域。具体地说，本专利技术涉及一种包含作为补强剂的双酚类酚醛树脂的橡胶组合物及其制备方法以及包含上述橡胶组合物的橡胶制品。本专利技术提供的橡胶组合物包含如下组分：二烯弹性体；补强填料；交联成分；和由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂。本专利技术提供的高强度高刚度的橡胶组合物，由于在该组合物中加入了由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂，所述双酚类酚醛树脂(亚甲基接受体)在所述固化剂(亚甲基给予体)存在下形成树脂网络结构，该树脂网络结构与硫化橡胶的网络结构穿插渗透相互作用，并且生成了补充交联键，因此所述由双酚类酚醛树脂和固化剂组成的补强剂在本专利技术的橡胶组合物中与补强填料如炭黑起到了协同作用。【专利说明】
本专利技术属于橡胶领域。具体地说，本专利技术涉及以及包含上述橡胶组合物的橡胶制品，更具体地涉及一种包含作为补强剂的双酚类酚醛树脂的橡胶组合物及其制备方法以及包含上述橡胶组合物的橡胶制品。
技术介绍
酚醛树脂可以应用于许多行业中，如日用品、建筑材料、涂料等，还可以应用于汽车和飞机的轮胎中。汽车轮胎中常用的橡胶包括天然橡胶以及如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)等的合成橡胶，这些橡胶材料的耐磨性、抗裂性、低生热性等多种性能都需要得到改善和提高。为了使这些橡胶材料在轮胎中应用时具有合适的耐磨性和机械强度，必须向这些橡胶材料中加入高弹性/模量的热固性酚醛树脂、硫磺、六亚甲基四胺(HMT)、橡胶促进剂、炭黑等添加剂。但是，硫磺用量过高，会使得胶料的结构性能不稳定；而大量填充炭黑，会使胶料的加工性能变差。另外，热固性酚醛树脂在橡胶中作为补强剂使用也有其不足之处，由于热固性酚醛树脂接近交联或已经交联，其在橡胶中分散困难，只能起到固体颗粒填充的作用。二十世纪四十年代以后，人们将热塑性酚醛树脂应用于橡胶补强。热塑性酚醛树脂在各种橡胶制品的成型过程中都要发生交联反应，使该树脂形成三向网络大分子结构，所述三向网络结构可促 进橡胶制品使用性能更加理想。为了加快交联反应的进行，还要同时加入促进交联的助剂，即固化剂或固化促进剂。六亚甲基四胺(HMT)是最常用的固化剂，而固化促进剂可采用对甲苯磺酰氯和苯磺酰氯。将热塑性酚醛树脂与亚甲基给予体(如HMT) 一起加入到橡胶中后，该树脂作为亚甲基接受体可以与亚甲基给予体再次反应，使之形成三向网络大分子结构，起到更加充分的补强作用。在轮胎中能够起到补强作用的酚醛树脂，最常见的有苯酚-甲醛树脂以及油改性的苯酚-甲醛树脂，如腰果油改性的苯酚-甲醛树脂、妥尔油改性的苯酚-甲醛树脂。在酚类物质中，双酚类物质是分子结构中含有两个苯环的物质，与苯酚比较，双酚类物质的刚性更大，补强效果更佳，比较适用于对补强性能要求较高的地方，如轮胎的三角胶部位。目前，对于双酚类酚醛树脂及其改性产品的研究已有许多报道，如中国专利技术专利申请公开第 CN101096403A 号、第 CN102276776A 号、第 CN101497683A 号、第 CN101104671A号、第CN102304210A号，日本专利第JP62-015216号，美国专利第US005395915A号均提出了双酚类酚醛树脂及其改性产品的制备方法，这些专利或专利申请所制备的产品被广泛用于覆铜层压板、印刷油墨、涂料、胶黏剂、环氧树脂固化剂等领域。这些专利或专利申请所披露的全部内容在此引入作为参考。但是，双酚类酚醛树脂在橡胶或轮胎中的应用还未见任何报道。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种具有高强度和刚度以及提高的加工性能和使用性能的包含作为补强剂的双酚类酚醛树脂的橡胶组合物。本专利技术的另一个目的是提供本专利技术的橡胶组合物的制备方法。本专利技术的又一个目的是提供一种包含本专利技术的橡胶组合物的橡胶制品。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种橡胶组合物，其包含如下组分:二烯弹性体；补强填料；交联成分；和双酚类酚醛树脂。(I) 二烯弹性体在本专利技术所述的橡胶组合物中，所述二烯弹性体是指以公知方式至少部分地源自二烯单体的弹性体(即二烯单体的均聚物或共聚物)，其中，所述二烯单体指带有两个碳-碳双键(共轭双键或非共轭双键)的单体。所述二烯弹性体选自以下二烯弹性体:天然橡胶(NR)、聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯(BR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物及其混合物。优选地，所述二烯弹性体选自天然橡胶(NR)、异戊二烯/ 丁二烯共`聚物(BIR)、丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)、异戊二烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)及其混合物。(2)补强填料在本专利技术所述的橡胶组合物中，加入补强填料可以增强所述组合物的力学性能，对所述补强填料的种类不做限定，只要其能够起到增强所述组合物的力学性能的作用即可。所述补强填料可以为有机填料、无机填料及其混合物。在橡胶组合物中作为补强填料的有机填料中，最常用的是炭黑，所有常用于轮胎中的炭黑在本专利技术的橡胶组合物中均适用，如ASTM等级为100、200、300系列的增强炭黑(例如N115、N234、N330、N375等)，或者ASTM等级更高系列的炭黑(例如N660、N772等)。在橡胶组合物中作为补强填料的无机填料中，常用的是硅质填料和/或铝质填料及其混合物。硅质类型(特别是二氧化硅(SiO2))或铝质类型(特别是氧化铝(Al3O2))的填料非常适合作为无机填料。对于二氧化硅，可使用根据其制法而分类的湿法二氧化硅和干法二氧化硅中的任意一种，特别是BET比表面积小于450平方米/克的二氧化硅，优选BET比表面积为50至400平方米/克的二氧化硅。例如，由Degussa生产的Ultrasil7000二氧化硅，由Rhodia生产的Zeosilll65MP和Zeosil 1115MP 二氧化硅都非常适合作为本专利技术的橡胶组合物中的补强填料。在本专利技术所述的橡胶组合物中，所述补强材料的含量优选为25~200phr，更优选为 30 ~150phr。当单独使用无机填料作为补强材料时，为了使所述无机填料与二烯弹性体偶联，需要向橡胶组合物中添加偶联剂。所述偶联剂具有反应性，在其分子结构中具有可以与所述二烯弹性体进行反应的有机官能基团和与无机填料反应的水解性基团。适用的偶联剂为双官能有机硅烷或聚有机硅氧烷，例如由EvonikDegussa公司生产的Si69。在本专利技术所述的橡胶组合物中，所述偶联剂的含量优选为I~12phr,更优选为5~8phr。(3)交联成分在本专利技术所述的橡胶组合物中，所述交联成分是指能够交联二烯弹性体的各种交联成分，优选使用硫化剂和硫化促进剂的组合。适用的硫化剂包括硫(如硫磺)、含硫有机化合物(如烷基苯酚二硫化物TB710、1，6_双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷KA9188、亚甲基-1，6-二硫代硫酸二钠盐HTS等)等,优选使用硫作为硫化剂。所述硫化剂的含量优选为3~lOphr。适用的硫化促进剂包括秋兰姆系硫化促进剂、次磺酰胺系硫化促进剂等，优选使用至少一种硫化促进剂。所述硫化促进剂的含量优选为0.5~3phr。所述交联成分优选使用硫化剂和硫化促进剂的组合，更优选使用硫化剂、硫化促进剂和硫化活化剂的组合，所述硫化活化剂可以使用氧化锌、硬脂酸等，优选同时使用氧化锌和硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文芳，张成，阮振刚，董栋，
申请(专利权)人：北京彤程创展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：