CN103421144A - 一种母炼胶及其制备方法和硫化橡胶及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种母炼胶的制备方法以及由该方法制备的母炼胶，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使丁二烯和苯乙烯在溶剂中聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳进行凝聚和干燥，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有纳米二氧化硅。本发明还提供一种硫化橡胶及其在制备轮胎中的应用，该硫化橡胶由含有上述母炼胶、硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂的混合物混炼和硫化后得到。采用本发明的方法制备的母炼胶，提高了纳米二氧化硅在丁二烯-苯乙烯聚合物中的分散均匀性，由上述母炼胶制备的硫化橡胶具有更好的力学性能。

Description

一种母炼胶及其制备方法和硫化橡胶及其应用

技术领域

本发明涉及一种母炼胶的制备方法及由该方法制备的母炼胶，还涉及一种由含有上述母炼胶的混合物混炼和硫化后得到的硫化橡胶及其应用。

背景技术

白炭黑（主要成分为二氧化硅）作为橡胶的补强填料已经获得广泛应用，它提供的独特性能包括耐撕裂、耐屈挠、耐磨耗和耐热；适宜的硬度、刚性和定伸应力，良好的粘合性能；低生热；高弹性和中性色。由于白炭黑的自身凝聚力较强，在混炼中将生胶与白炭黑混合，很难使白炭黑均匀分散到胶料中，需要多段混炼才能达到混合均匀而便于后续加工，因此造成混炼过程的能耗大。另外，为了解决上述问题，可以在混炼过程中加入硅烷偶联剂，但是硅烷偶联剂具有硫化作用，因此混炼过程必须严格控制混炼时间和温度，以实现白炭黑和硅烷偶联达到白炭黑与胶料混合均匀，避免过硫化对橡胶制品的性能影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分散有纳米二氧化硅的母炼胶及其工艺简便的制备方法，以及由该母炼胶制备得到的力学性能提高的硫化橡胶及其应用。

本发明首先提供一种母炼胶的制备方法，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使丁二烯和苯乙烯在溶剂中聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳进行凝聚和干燥，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有纳米二氧化硅。

本发明提供由上述方法制备的母炼胶。

本发明还提供一种硫化橡胶，该硫化橡胶由含有上述母炼胶、硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂的混合物混炼和硫化后得到，相对于所述母炼胶中100重量份的所述聚合物，所述硫化剂的用量为0.5-2.5重量份、所述硫化活化剂的用量为3-10重量份、所述促进剂的用量为1-4重量份、所述防老剂的用量为1-3重量份。

另外，本发明还提供上述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。

采用本发明的方法制备的母炼胶，通过在聚合之前在溶剂中分散纳米二氧化硅，能够提高纳米二氧化硅在丁二烯-苯乙烯聚合物中的分散均匀性。与通过纳米二氧化硅（与上述母炼胶含有相同量）和含有丁二烯-苯乙烯聚合物的生胶混炼制备的硫化橡胶（即对比例1的硫化橡胶DS1）相比，由上述母炼胶制备的硫化橡胶（即实施例1的硫化橡胶S1）具有更好的力学性能。

具体实施方式

以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。

首先本发明提供一种母炼胶的制备方法，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使丁二烯和苯乙烯在溶剂中聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳进行凝聚和干燥，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有纳米二氧化硅。

在本发明中，对于乳液聚合中丁二烯和苯乙烯的用量没有特别的限制，但考虑到不过分增加聚合物胶乳的粘度以及能够很好地散发聚合过程产生的热量，在优选情况下，以所述丁二烯、苯乙烯和溶剂的总重量为基准，所述丁二烯和苯乙烯的含量为20-50重量%。

根据本发明的方法，纳米二氧化硅作为橡胶的补强材料，其用量可以根据期望得到的力学性能进行适当选取，例如，所述纳米二氧化硅的用量为所述丁二烯和苯乙烯总重量的0.5-50%，优选为0.5-10%。

在本发明中，所述纳米二氧化硅可以为任意形状，例如，球形、椭球形、棱柱等。在优选的情况下，所述纳米二氧化硅为球形或椭球形。所述纳米二氧化硅为球形或椭球形时，纳米二氧化硅的制备工艺简单，且能够使该形状的纳米二氧化硅补强的硫化橡胶具有更好的力学性能。

在本发明中，所述纳米二氧化硅的粒径可以在较大范围内选择，例如，所述纳米二氧化硅的粒径为5-100纳米。在优选情况下，所述纳米二氧化硅的粒径为5-30纳米。

根据本发明的方法，所述溶剂中分散有纳米二氧化硅可以通过将纳米二氧化硅预先分散在部分溶剂中，形成分散液后再与丁二烯、苯乙烯、乳化剂、引发剂以及剩余的水等接触进行乳液聚合，也可以将纳米二氧化硅分散在全部溶剂中，形成分散液后再与丁二烯、苯乙烯、引发剂和乳化剂等接触进行乳液聚合。无论采用哪种方式，均优选分散液中纳米二氧化硅的质量百分含量为5-30%。

在本发明中，采用公知的条件使丁二烯和苯乙烯在水中进行乳液聚合，例如，所述乳液聚合的条件包括聚合温度为5-8℃、聚合时间为8-12小时。

在本发明中，丁二烯和苯乙烯之间的比例可以根据丁苯橡胶的用途在较大范围内选取，例如，以丁二烯和苯乙烯总重量为基准，所述丁二烯的含量为50-80重量%，所述苯乙烯的含量为20-50重量%。

所述引发剂可以为乳液聚合中使用的各种引发剂，引发剂的用量也可以根据需要得到的丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量在较大的范围内选取，例如，所述引发剂为氧化还原引发剂，所述引发剂的用量为丁二烯和苯乙烯总重量的0.04-0.2%。所述氧化还原引发剂中氧化剂可以选自过氧化氢二异丙苯、过氧化氢蒎烷和过氧化氢对孟烷中的一种或多种；所述氧化还原剂中还原剂可以选自甲醛次硫酸氢钠和/或乙二胺四乙酸铁钠盐；所述氧化剂的用量可以为丁二烯和苯乙烯总重量的0.025-0.08%，所述还原剂的用量可以为丁二烯和苯乙烯总重量的0.04-0.1%。

所述乳化剂可以选自本领域常用的乳化剂，对于其用量也没有特别的限制，例如，所述乳化剂选自松香的钠盐、松香的钾盐、碳原子数14-20的脂肪酸的钠盐、碳原子数14-20的脂肪酸的钾盐中的一种或多种，所述乳化剂的用量为丁二烯和苯乙烯总重量的4-6%。在优选的情况下，所述乳化剂选自松香的钠盐、松香的钾盐、碳原子数16或18的脂肪酸的钠盐、碳原子数16或18的脂肪酸的钾盐中的一种或多种。

所述乳液聚合还可以在分子量调节剂的存在下进行，所述分子量调节剂的用量可以为丁二烯和苯乙烯总重量的0.1-0.4%。所述分子量调节剂可以选用各种在乳液聚合中使用的分子量调节剂，例如，所述分子量调节剂为叔十二碳硫醇。

通常，在丁二烯和苯乙烯的转化率达到70%以上时，可以向聚合物胶乳中加入各种用于乳液聚合的终止剂，使聚合终止。所述终止剂可以为二乙基羟胺。

在本发明中，聚合终止后，对聚合物胶乳（丁苯胶乳）的凝聚和干燥处理可以采用公知的方法进行，例如，使丁苯胶乳在真空度-0.09MPa至0下脱气2-8小时，向脱气后的丁苯胶乳中加入稀硫酸与氯化钾或稀硫酸与氯化钠使丁二烯-苯乙烯共聚物和纳米二氧化硅凝聚，再使上述混合物在50-80℃的空气中干燥后，得到母炼胶（含有纳米二氧化硅的丁二烯-苯乙烯共聚物）。

本发明提供由上述方法制备的母炼胶。

本发明还提供一种硫化橡胶，该硫化橡胶由含有上述的母炼胶、硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂的混合物混炼和硫化后得到，相对于所述母炼胶中100重量份的所述聚合物（丁二烯-苯乙烯共聚物），所述硫化剂的用量为0.5-2.5重量份、所述硫化活化剂的用量为3-10重量份、所述促进剂的用量为1-4重量份、所述防老剂的用量为1-3重量份。

根据本发明提供的硫化橡胶，所述硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂均可以采用公知的各种用于橡胶配合、混炼的硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂。例如，所述硫化剂选自硫黄、硒、碲、过氧化苯甲酰、氨基甲酸乙酯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷中的一种或多种；所述硫化活化剂选自氧化锌、氧化镁、硬脂酸中的一种或多种；所述促进剂选自二苯胍（促进剂D）、二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TT）、2-硫醇基苯骈噻唑（促进剂M）、亚乙基硫脲（促进剂NA-22）和N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）中的一种或多种；所述防老剂选自2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体（防老剂RD）、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉（防老剂AW）、N-苯基-α-苯胺（防老剂A）、N-苯基-β-萘胺（防老剂D）、N-苯基-N’-环己基对苯二胺（防老剂4010）和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺（防老剂4020）中的一种或多种。

根据本发明提供的硫化橡胶，该硫化橡胶的制备可以采用各种公知的方法进行。例如，将含有上述母炼胶与硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂等橡胶助剂的混合物在开炼机中混炼，得到的混炼胶在平板硫化机中硫化交联，得到硫化橡胶。对于制备丁二烯-苯乙烯共聚物的硫化橡胶，混炼的条件可以包括辊速为15-30转/分钟，混炼时间为10-30分钟，硫化条件包括硫化温度为140-180℃、压力为10-20MPa、时间为10-40分钟。可以根据需要将硫化橡胶裁剪为各种橡胶测试标准规定的尺寸进行测试，以确定该硫化橡胶的性能，并根据性能确定该硫化橡胶的用途。本发明的硫化橡胶可以与现有技术一样使用，如用于制备各种轮胎。

以下通过实施例对本发明作详细的说明。

除非特别说明，本发明的实施例、对比例和制备例中所用试剂均可以通过商购得到。

下述实施例和制备例得到的母炼胶和硫化橡胶，其中，母炼胶和硫化橡胶的门尼粘度按照GB/T1232.1-2000的方法使用自动门尼粘度计（日本岛津制作所，型号：SMV-300），以预热时间为1min、转动时间为4min、试验温度为100℃的条件进行测定；硫化橡胶的断裂拉伸强度、扯断伸长率及300%定伸应力依据GB/T528-1998进行测试。

实施例和对比例中纳米二氧化硅水分散液的制备：

（1）室温下、在搅拌下将3kg二氧化硅（球形、粒径为5-30nm）加入27kg去离子水中分散均匀，形成二氧化硅水分散液Ⅰ；

（2）室温下、再搅拌下将25g二氧化硅（球形、粒径5-30nm）加入475g去离子水中分散均匀，形成二氧化硅水分散液Ⅱ；

（3）室温下、再搅拌下将300g二氧化硅（球形、粒径5-30nm）加入700g去离子水中分散均匀，形成二氧化硅水分散液Ⅲ；

（4）室温下、再搅拌下将0.3kg二氧化硅（棱柱形、粒径5-30nm）加入2.7kg去离子水中分散均匀，形成二氧化硅水分散液Ⅳ；

（5）室温下、再搅拌下将0.3kg二氧化硅（球形、粒径50-80nm）加入2.7kg去离子水中分散均匀，形成二氧化硅水分散液Ⅴ。

实施例1

在10L聚合釜中，加入140重量份（1重量份相当于30g，下同）水，60重量份二氧化硅水分散液Ⅰ，2重量份松香皂（淄博齐翔石油化工集团有限公司、主要成分为歧化松香酸钾皂，下同），3重量份脂肪酸皂（嘉纳尔科技有限公司，主要成分为碳原子数16或18的半固化牛脂肪酸钾皂，下同），30重量份苯乙烯，向聚合釜中通入氮气置换数次，然后加入70重量份丁二烯。启动聚合釜搅拌，向聚合釜夹套内通冷水降温，当聚合釜温度降至5℃时加入过氧化氢二异丙苯（DIP）0.04重量份，甲醛次硫酸氢钠（SFS）0.06重量份，乙二胺四乙酸铁钠盐（EDTAFeNa）0.04重量份，叔十二碳硫醇0.35重量份，在5℃下反应，当丁二烯和苯乙烯转化率到达70%时（此时已反应12h），添加0.05重量份二乙基羟胺使反应终止。之后使聚合物胶乳在真空度-0.08MPa下脱气2小时，向脱气后的胶乳中加入稀硫酸和NaCl凝聚，再使凝聚后的混合物在70℃的空气中干燥，恒重后得到母炼胶M1，门尼粘度值为55。

将母炼胶M1与1.4g硫磺、2g二苯胍、1gN-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸、2g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中以150℃、15MPa硫化40分钟，最终得到硫化橡胶S1。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

对比例1

在10L聚合釜中，加入200重量份水，2重量份松香皂，3重量份脂肪酸皂，30重量份苯乙烯，向聚合釜中通入氮气置换数次，然后加入70重量份丁二烯。启动聚合釜搅拌，向聚合釜夹套内通冷水降温，当聚合釜温度降至5℃时加入过氧化氢二异丙苯0.04重量份，甲醛次硫酸氢钠0.06重量份，乙二胺四乙酸铁钠盐0.04重量份，叔十二碳硫醇0.35重量份，在5℃下反应，当丁二烯和苯乙烯转化率到达70%时（此时已反应12h），添加0.05重量份二乙基羟胺使反应终止。之后使聚合物胶乳在真空度-0.08MPa下脱气2小时，向脱气后的胶乳中加入稀硫酸和NaCl凝聚，再使凝聚后的混合物在70℃的空气中干燥，恒重后得到生胶DM1，门尼粘度值为58。

先将生胶DM1与6g纳米二氧化硅（球形、粒径为5-30nm）在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼10分钟，再添加1.4g硫磺、2g二苯胍、1g N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸、2g氧化锌混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中以150℃、15MPa硫化40分钟，最终得到硫化橡胶DS1。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

对比例2

按照对比例1的方法进行乳液聚合，在反应终止后，在20-40转/分钟搅拌下向聚合物胶乳中添加60重量份二氧化硅水分散液Ⅰ，搅拌分散20分钟后脱气、凝聚并干燥，恒重后得到母炼胶DM2，门尼粘度值为55。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶DM2代替母炼胶M1，得到硫化橡胶DS2。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

对比例3

按照对比例1的方法进行乳液聚合，得到生胶DM1.

先将生胶DM1与6g白炭黑（上海立升实业有限公司、比表面积165m²/g）、1.5g双-(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼10分钟，再添加1.4g硫磺、2g二苯胍、1g N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸、2g氧化锌混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中以150℃、15MPa硫化40分钟，最终得到硫化橡胶DS3。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例2

在10L聚合釜中，加入95重量份水，10重量份二氧化硅水分散液Ⅱ，1重量份松香皂，3重量份脂肪酸皂，50重量份苯乙烯，向聚合釜中通入氮气置换数次，然后加入50重量份丁二烯。启动聚合釜搅拌，向聚合釜夹套内通冷水降温，当聚合釜温度降至8℃时加入过氧化氢蒎烷0.05重量份，甲醛次硫酸氢钠0.07重量份，乙二胺四乙酸铁钠盐0.03重量份，叔十二碳硫醇0.35重量份，在8℃下反应，当丁二烯和苯乙烯转化率到达70%时（此时已反应16小时），添加0.05重量份二乙基羟胺使反应终止。之后使聚合物胶乳在真空度-0.08MPa下脱气2小时，向脱气后的胶乳中加入稀硫酸和NaCl物质凝聚，再使凝聚后的混合物在70℃的空气中干燥，恒重后得到母炼胶M2，门尼粘度值为56。

将母炼胶M2与1.4g硫磺、2g二苯胍、1gN-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸、2g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中以150℃、15MPa硫化40分钟，最终得到硫化橡胶S2。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例3

在20L聚合釜中，加入375重量份水，33重量份二氧化硅水分散液Ⅲ，1.5重量份松香皂，3.5重量份脂肪酸皂，20重量份苯乙烯，向聚合釜中通入氮气置换数次，然后加入80重量份丁二烯。启动聚合釜搅拌，向聚合釜夹套内通冷水降温，当聚合釜温度降至6℃时加入过氧化氢对孟烷0.04重量份，甲醛次硫酸氢钠0.05重量份，乙二胺四乙酸铁钠盐0.05重量份，叔十二碳硫醇0.35重量份，在6℃下反应，当丁二烯和苯乙烯转化率到达70%时（此时已反应16小时），添加0.05重量份二乙基羟胺使反应终止。之后使聚合物胶乳在真空度-0.08MPa下脱气2小时，向脱气后的胶乳中加入稀硫酸和NaC物质凝聚，再使凝聚后的混合物在70℃的空气中干燥，恒重后得到母炼胶M3，门尼粘度值为60。

将母炼胶M3与1.4g硫磺、2g二苯胍、1g N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸、2g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中以150℃、15MPa硫化40分钟，最终得到硫化橡胶S3。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例4

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是使用二氧化硅水分散液Ⅳ代替二氧化硅水分散液Ⅰ。得到母炼胶M4，门尼粘度值为58。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M4代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S4。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例5

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是使用二氧化硅水分散液Ⅴ代替二氧化硅水分散液Ⅰ。得到母炼胶M5，门尼粘度值为57。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M4代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S5。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例6

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为190重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为10重量份。得到母炼胶M6，门尼粘度值为48。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M6代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S6。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例7

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为180重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为20重量份。得到母炼胶M7，门尼粘度值为48。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M7代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S7。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例8

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为170重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为30重量份。得到母炼胶M8，门尼粘度值为53。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M8代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S8。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例9

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为160重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为40重量份。得到母炼胶M9，门尼粘度值为52。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M9代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S9。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例10

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为150重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为50重量份。得到母炼胶M10，门尼粘度值为53。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M10代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S10。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例11

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为130重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为70重量份。得到母炼胶M11，门尼粘度值为54。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M11代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S11。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例12

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为120重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为80重量份。得到母炼胶M12，门尼粘度值为56。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M12代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S12。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

实施例13

按照实施例1的方法制备母炼胶，不同的是水的用量为110重量份、二氧化硅水分散液Ⅰ的用量为90重量份。得到母炼胶M13，门尼粘度值为57。

按照实施例1的方法制备硫化橡胶，不同的是使用母炼胶M13代替母炼胶M1，得到硫化橡胶S13。硫化橡胶的性能数据如表1所示。

通过表1中实施例1与对比例1-2的数据比较，在添加等量纳米二氧化硅的情况下，可以看出与丁二烯-苯乙烯共聚物生胶和纳米二氧化硅直接混炼得到硫化橡胶、在乳液聚合后的丁二烯-苯乙烯共聚物胶乳中分散纳米二氧化硅得到母炼胶制备的硫化橡胶相比，本发明用分散有纳米二氧化硅的水作为丁二烯和苯乙烯乳液聚合的分散介质，使纳米二氧化硅均匀分散在母炼胶中，由该母炼胶混炼得到的硫化橡胶的力学性能提高。另外，通过实施例1和对比例3的数据比较，可以看出本发明方法能够使二氧化硅均匀分散在橡胶中，获得的硫化橡胶的力学性能优于使用白炭黑和硅烷偶联剂混炼得到的硫化橡胶。通过实施例1和实施例4的数据比较，可以看出使用球形的纳米二氧化硅比使用棱柱形的纳米二氧化硅能够获得与橡胶中聚合物更好的配合效果，从而提高硫化橡胶的力学性能。通过实施例1和实施例5的数据比较可以看出，采用本发明优选粒径范围内的纳米二氧化硅能够使硫化橡胶获得更好的力学性能。

表1

Claims (11)

1.一种母炼胶的制备方法，该方法包括在乳液聚合的条件下，在引发剂和乳化剂的存在下，使丁二烯和苯乙烯在溶剂中聚合得到聚合物胶乳，将所述聚合物胶乳进行凝聚和干燥，其中，所述乳液聚合中的溶剂为水，且所述溶剂中分散有纳米二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述丁二烯、苯乙烯和溶剂的总重量为基准，所述丁二烯和苯乙烯的含量为20-50重量%。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述纳米二氧化硅的用量为所述丁二烯和苯乙烯总重量的0.5-50%，优选为0.5-10%。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述纳米二氧化硅为球形或椭球形。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述纳米二氧化硅的粒径为5-100纳米，优选为5-30纳米。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述乳液聚合的条件包括聚合温度为5-8℃、聚合时间为8-12小时。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，以丁二烯和苯乙烯总重量为基准，所述丁二烯的含量为50-80重量%，所述苯乙烯的含量为20-50重量%。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述引发剂的用量为丁二烯和苯乙烯总重量的0.04-0.2%，所述乳化剂的用量为丁二烯和苯乙烯总重量的4-6%。

9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的母炼胶。

10.一种硫化橡胶，该硫化橡胶由含有权利要求9所述的母炼胶、硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂的混合物混炼和硫化后得到，相对于所述母炼胶中100重量份的所述聚合物，所述硫化剂的用量为0.5-2.5重量份、所述硫化活化剂的用量为3-10重量份、所述促进剂的用量为1-4重量份、所述防老剂的用量为1-3重量份。

11.权利要求10所述的硫化橡胶在制备轮胎中的应用。