CN104262705A - 橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg大于40℃且软化点小于140℃的增塑烃类树脂15-35重量份以及交联体系5-15重量份；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶，氧化锌1-5重量份，硬脂酸5-20重量份，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)5-15重量份，吗啉类硫化剂3-10重量份。本发明提供的橡胶组合物具有高耐磨性和低滚动阻力，并且具有加工性不恶化的良好性能。

Description

橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种橡胶组合物，尤其涉及一种轮胎胎面用橡胶组合物。
背景技术
被称为“道路”轮胎的一些现有轮胎旨在以高速运行并行驶越来越长的路程，这是由于全世界道路网的改进和高速公路网的发展。然而，由于节约燃料和保护环境的需要变为优先考虑的事情，所以轮胎重要的是具有低的能量消耗。而能量耗散的一个源头是轮胎的升温。
类似地，已知的是用于土木工程的轮胎的胎面对升高的温度特别的敏感。目前持续地尝试改进轮胎的性质，特别是其耐磨性，并且通常已知耐磨性的改进造成能量消耗的增加。
为了获得耐磨性和能量消耗的这种改进，在胎面中尝试使用更细的增强填料，特别是“细”炭黑，即CTAB比表面积大于或等于90m2/g的炭黑，或甚至“非常细”炭黑，即CTAB比表面积大于或等于130m2/g的炭黑。然而，为了获得由轮胎胎面中的填料所赋予的最优的增强性和滞后性，并由此获得高耐磨性和低滚动阻力，通常已知的是这种填料应在弹性体基体中以这样的最后形式存在：既尽可能地细碎，又尽可能地均匀分布。这种情况仅当这种填料具有如下非常好的能力才能实现：一方面在与弹性体混合的过程中掺入基体中并解附聚，另一方面在此基体中均匀分散。
目前，已知非常细炭黑极难以在弹性体基体中正确地分散，并引起加工性的劣化(与使用相同含量的不太细的炭黑相比)。因此，如何将具有一定表面的炭黑用于轮胎用的橡胶组合物中取得最优的增强性和滞后性，并由此获得高耐磨性和低滚动阻力，并且具有加工性不恶化的轮胎的胎面是本行业需要解决的一个重要问题。而且随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也逐年提高，这就要求轮胎胎面还要具有良好的抗湿滑性能以及低的滚动阻力。
发明内容
本发明目的在于提供一种轮胎胎面用橡胶组合物。本发明提供的橡胶组合物用于轮胎胎面可使轮胎具有良好的抗湿滑性能以及低的滚动阻力。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg大于40℃且软化点小于140℃，例如为52℃、64℃、78℃、95℃、115℃、124℃、136℃等的增塑烃类树脂15-35重量份，例如为18重量份、25重量份、30重量份等以及交联体系5-15重量份，例如为8重量份、12重量份、14重量份等；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶，氧化锌1-5重量份，例如为2重量份、4重量份、4.6重量份等，硬脂酸5-20重量份，例如为7重量份、14重量份、19重量份等，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)5-15重量份，例如为8重量份、12重量份、14重量份等，吗啉类硫化剂3-10重量份，例如为5重量份、7重量份、9重量份等。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶是由二烯类橡胶胶乳和纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液在引发剂存在的条件下接枝聚合而制得，所述二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液干基的质量比为100：20～50，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以复合乳液干基为100重量份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅10～15重量份。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，还包含CTAB比表面积为150-200m2/g的炭黑的增强填料。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为70～140nm，重均分子量为70000～150000，分子量分布为4～7。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，所述二烯类橡胶选自乳聚丁苯橡胶、、顺丁橡胶、苯乙烯－异戊二烯－丁二烯橡胶中的一种或至少两种的组合，优选为溶聚丁苯橡胶与天然橡胶的混合。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，所述纳米二氧化硅是指二氧化硅采用硅氧烷偶联剂通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，偶联剂为表面功能化改性纳米二氧化硅质量的10～20％。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，所述硅氧烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和三(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中一种或多种。
作为优选技术方案，对于本发明的橡胶组合物，共轭二烯烃为1，3-丁二烯，异戊二烯，2，3-二甲基-1，3丁二烯，2，3-二乙基-1，3丁二烯，2-甲基-3-乙基-1，3丁二烯。
采用本领域已知技术制备含有上述橡胶组合物成分的轮胎胎面。
本发明提供的橡胶组合物用于轮胎胎面可使轮胎具有良好的抗湿滑性能以及低的滚动阻力。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg 140℃的增塑烃类树脂35重量份以及交联体系5重量份；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚异戊二烯烃改性的顺丁橡胶，氧化锌5重量份，硬脂酸5重量份，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)15重量份，吗啉类硫化剂3重量份，
所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶是由二烯类橡胶胶乳和纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液在引发剂存在的条件下接枝聚合而制得，所述二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液干基的质量比为100：50，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以复合乳液干基为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅15份，
所述纳米二氧化硅是指二氧化硅采用γ－氨基丙基三乙氧基硅烷通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，偶联剂为表面功能化改性纳米二氧化硅质量的10％。
实施例2
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg 40℃的增塑烃类树脂15重量份以及交联体系15重量份；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚2，3-二甲基-1，3丁二烯改性的苯乙烯－异戊二烯－丁二烯橡胶，氧化锌1重量份，硬脂酸20重量份，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)5重量份，吗啉类硫化剂10重量份，
所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶是由二烯类橡胶胶乳和纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液在引发剂存在的条件下接枝聚合而制得，所述二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液干基的质量比为100：20，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以复合乳液干基为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅10份，
所述纳米二氧化硅是指二氧化硅采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，偶联剂为表面功能化改性纳米二氧化硅质量的20％。
实施例3
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg 80℃的增塑烃类树脂25重量份以及交联体系10重量份；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚2-甲基-3-乙基-1，3丁二烯改性的乳聚丁苯橡胶，氧化锌3重量份，硬脂酸10重量份，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)10重量份，吗啉类硫化剂7重量份，
所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶是由二烯类橡胶胶乳和纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液在引发剂存在的条件下接枝聚合而制得，所述二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液干基的质量比为100：30，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以复合乳液干基为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅12份。
实施例1-3制得橡胶组合物具有良好的抗湿滑性能以及低的滚动阻力。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物基于二烯弹性体100重量份、包含玻璃化转变温度Tg大于40℃且软化点小于140℃的增塑烃类树脂15-35重量份以及交联体系5-15重量份；二烯弹性体为纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶，氧化锌1-5重量份，硬脂酸5-20重量份，N-苯基-n-异丙基-对苯二胺(3PPD)5-15重量份，吗啉类硫化剂3-10重量份。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的二烯类橡胶是由二烯类橡胶胶乳和纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液在引发剂存在的条件下接枝聚合而制得，所述二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液干基的质量比为100：20～50，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液，以复合乳液干基为100重量份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅10～15重量份。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，还包含CTAB比表面积为150-200m2/g的炭黑的增强填料。
4.根据权利要求2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为70～140nm，重均分子量为70000～150000，分子量分布为4～7。
5.根据权利要求1-4任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二烯类橡胶选自乳聚丁苯橡胶、、顺丁橡胶、苯乙烯－异戊二烯－丁二烯橡胶中的一种或至少两种的组合，优选为溶聚丁苯橡胶与天然橡胶的混合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅是指二氧化硅采用硅氧烷偶联剂通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，偶联剂为表面功能化改性纳米二氧化硅质量的10～20％。
7.根据权利要求6所述的橡胶组合物，其特征在于，所述硅氧烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和三(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的橡胶组合物，其特征在于共轭二烯烃为1，3-丁二烯，异戊二烯，2，3-二甲基-1，3丁二烯，2，3-二乙基-1，3丁二烯，2-甲基-3-乙基-1，3丁二烯。
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