CN101613494A - 充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶改性高反式-1,4-聚异戊二烯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶(HVBR)与高反式－1，4－聚异戊二烯(TPI)并用胶。采用炼即或密炼加工工艺共混、硫化制备而成。例如当采用TPI/充(HVBR)并用比为25/75质量份时，可比并用比为0/100胶料的滚动阻力降低20％。而当TPI/(HVBR)并用比为5/95质量份时，可在降低材料滚动阻力的同时使并用胶保持较好的抗湿滑性能。

Description

充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶改性高反式-1，4-聚异戊二烯
(一)技术领域
本发明涉及一种具有低滚动阻力和低动态生热的改性充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶简
Figure S2008100169654D00011
的制备。系采用了高反式-1，4-聚异戊二烯(简称TPI)与充油钼系高乙烯基聚丁二烯
Figure S2008100169654D00012
橡胶共混，共硫化而制得。属于橡胶加工技术领域。
(二)背景技术
Figure S2008100169654D00013
高乙烯基聚丁二烯橡胶是指分子链中1，2-结构质量分数大于70％的聚丁二烯橡胶。它不
Figure S2008100169654D00014
胶的某些优良特性，具有高抗湿滑和耐老化性能，可单独用于汽车轮胎和各种
Figure S2008100169654D00015
制品，但其主要缺点是耐磨性、弹性和耐寒性较差。
反式-1，4-聚异戊二烯橡胶又称合成的杜仲胶或古塔波胶、巴拉塔胶，可作为来源稀少价格昂贵的巴拉塔胶的替代晶。其单体链节呈规整的反式-1，4-排列，具有高度的分子链有序性，易干结晶，常温度下为硬质固体而呈塑料态，结晶熔点Tm＝60～65℃。又因分子链中含有大量
Figure S2008100169654D00017
可以用通常不饱和橡胶的硫化方法进行硫化交联。当达到一定的交联密度时通过交联点对链段结晶的约束使其转变为弹性体。这种硫化TPI的最大特点是滚动阻力小，生热低。但其主要缺点是加工性能和抗湿滑性能较差。
(三)发明内容
本发明的目是从橡胶共混的角度出发，采用传统的加工方法，制备一种TPI/HVBR并用
Figure S2008100169654D00018
克服HVBR弹性、耐寒性较差和TPI加工性能和抗湿滑性能较差的缺点。其基本技术构思和内容是，利用TPI与HVBR相容性好，易于共混加工，并且能用普通硫磺-促进剂体系进行硫化成弹性体的性质，将二者共混制成并用胶。其中所用的高反式-1，4-聚异戊二烯为负载钒催化异戊二烯本体聚合而成，未硫化的TPI具有以下性质：
反式-1，4-结构含量    ≥98％
门尼3+4，100℃        158
拉伸强度              ≥34MPa
扯断伸长率            ≥500％
熔点                  约60℃
结晶度                约30％
这种高反式-1，4-聚异戊二烯的熔点约为60℃，在70～80℃的加工温度下具有较好的加工性能和压出性能。其滚筒行为接近天然橡胶，加工环境良好。对橡胶材料而言，好的耐磨性要求在低于-60℃以下有高的tanδ值，高的抗冰雪滑性能要求在-60～0℃间有高的tanδ值，高的抗湿滑性能要求在0～30℃之间有高的tanδ值，而低的滚动阻力则要求在30～70℃之间有低的tanδ值，低的生热表现在70℃以上有低的tanδ值。因此，并用胶的耐磨性，抗湿滑性、滚动阻力和生热分别以-80℃、0℃、60℃和80℃的损耗因子tanδ表示。
(四)具体实施方式
Figure S2008100169654D00021
原材料
高反式-1，4-聚异戊二烯(TPI)
采用负载钛催化剂等催化异戊二烯聚合而成，反式-1，4-结构含量≥98％。
充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶，采用钼系催化剂合成高门尼基础胶，乙烯基含量＝82
Figure S2008100169654D00022
ML1+4100℃＝89，高芳烃油充油量为37.5份，充油橡胶ML1+4100℃＝47。
其他加工助剂均为常见市售品。
Figure S2008100169654D00023
并用胶制备工艺
先在开炼机上对TPI进行塑炼，待TPI塑炼充分后加入充油HVBR。当橡胶混合均匀后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑和操作油、硫磺及促进剂，薄通4-6次后下片。
下列表1为本发明的6个实施例配方，表2为6个实施例所获取的胶料基本性能。其中为不含TPI的胶料配方。
表1实施例材料的基本配方
Figure S2008100169654D00025
表2实施例的基本性能
Figure S2008100169654D00031
从表2可以看出，加入TPI后可提高胶料的回弹性、耐磨性和硬度。TPI含量为5份时
Figure S2008100169654D00032
的扯断伸长率和撕裂强度要高于纯HVBR的情况，同时通过该并用比在-80℃的tanδ表
Figure S2008100169654D00033
胶料的耐磨性得到明显改善。抗湿滑性也有提高。并用胶的滚动阻力和生热也得到一定程
Figure S2008100169654D00034
改善。60℃和80℃时tanδ分别降低了3.4％(0.168/0.174)和1.8％(0.168/0.171)。随着中TPI含量的增大，tanδ基本呈现减小趋势。说明加入TPI可对降低胶料的滚动阻力和
Figure S2008100169654D00036
起到较好的作用。
以上实验结果表明，TPI/OEHVBR并用胶具有较高的硬度，较低的滚动阻力和生热，在一定的并用比例下，加入TPI可改善并用胶的拉伸性能、撕裂性能和耐磨性。

Claims (3)

1.一种采用充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶(HVBR)改性的高反式-1，4-聚异戊二烯(TPI)共混胶，其特征在于将高反式-1，4-聚异戊二烯与高乙烯基聚丁二烯橡胶进行共混、共硫化制得具有低滚动阻力和低动态生热的胶料。充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶，采用钼系催化剂合成高门尼基础胶，乙烯基含量为82％，充油橡胶制备采用高门尼基础胶填充37.5份芳烃油或环烷油制，充油橡胶的ML1+4100℃为42-60之间。
2.根据权利要求1所用的高反式-1，4-聚异戊二烯为负载钛等催化剂聚合制备，未经硫化的TPI特征如下：
反式-1，4-结构含量    ≥98％
门尼3+4，100℃        158
拉伸强度              ≥34MPa
扯断伸长率            ≥500％
熔点                  约60℃
结晶度                约30％
3.根据权利要求1所述的高反式-1，4-聚异戊二烯改性的充油钼系高乙烯基聚丁二烯橡胶，其基本配方组成为(以橡胶质量为100份计)：
(1)TPI用量为5～25质量份，其余为HVBR；
(2)采用统一配方加入辅料，并用相同工艺加工。
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