CN104910451B - 含有多官能团马来酰亚胺化合物的橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含有多官能团马来酰亚胺化合物的橡胶组合物，其组成物为至少1种以上双烯系橡胶，0～120质量份数的白色无机充填剂，2～120质量份数的炭黑，0.1～20质量份数的多官能团马来酰亚胺。本发明采用新型多官能团马来酰亚胺，硬度，拉伸模量，交联密度，撕裂强度得到了提高。

Description

含有多官能团马来酰亚胺化合物的橡胶组合物
技术领域
本发明属于橡胶轮胎领域，涉及一种用于轮胎的橡胶组合物。更具体地说，是一种用于轮胎的带束层、胎体、胎面、基部胶、三角胶、子口、气密层、过渡层、肩垫胶、胎侧、胎侧支撑胶等的化合物，与一般使用的双马来酰亚胺相比，不影响橡胶的硫化效果，能大幅提高特别是撕裂强度、拉伸模量和硬度。
背景技术
近年来，随着汽车的高马力化和高速化，对轮胎的抗破坏特性等性能要求越来越高，需要提高轮胎的抗破坏性能。通常采用双马来酰亚胺类化合物，但是一般的双马来酰亚胺衍生物熔点高，在150摄氏度以上，这要求与橡胶混合时，双马来酰亚胺衍生物必须微粉化。而且，采用双马来酰亚胺，硫化速度会受影响，使交联密度降低，即拉伸模量下降。
以下现有技术文献记载了本领域对于含有马来酰亚胺化合物应用于橡胶组合物的尝试，包括：
专利文献
专利文献1 EP1362888 A1
专利文献2 EP0358084 A2
专利文献3 特開2003-252872
专利文献4 EP0823453 A1
专利文献5 特開昭60-245642
专利文献6 特開2006-152117
专利文献7 特開2008-24826
专利文献8 特開2009-96418
专利文献9 WO2009/125842 A1
专利文献10 WO2013/114869 A1
发明内容
本发明用于轮胎的带束层、胎体、胎面、基部胶、三角胶、子口、气密层、过渡层、肩垫胶、胎侧、胎侧支撑胶等部件，大幅提高胶料的撕裂强度、拉伸模量和硬度，改善抗撕裂性以及交联密度。
本发明的橡胶组成采用多官能基马来酰胺化合物，其熔点低于130摄氏度，0.1～20质量份配合而成，分散性良好。
在一些说明性的实施例中，本发明相关的橡胶轮胎组成物，至少含有1种以上双烯系橡胶，0～120质量份的白色无机充填剂，0～120质量份的炭黑，0.1～20质量份的多官能团马来酰亚胺化合物。
在一些说明性的实施例中，本发明的橡胶组成部分轮胎的带束层、胎体、胎面、基部胶、三角胶、子口、气密层、过渡层、肩垫胶、胎侧、胎侧支撑胶等橡胶部件。从成分来讲，为天然橡胶以及二烯系列合成橡胶，能单独或共混使用。二烯系合成橡胶，比如苯乙烯-丁二烯共聚体(SBR)，聚丁二烯(BR)，聚异丙烯(IR)，丁二烯-异丙稀共聚体、丁二烯-苯乙烯-异丙烯共聚体、丙烯腈-丁二烯共聚物、氯丁橡胶、丁基橡胶(IIR)、卤素化丁基橡胶等等。另外，其中天然橡胶以及二烯系列合成橡胶的一部分可具有多官能型改性结构，多官能型改性结构可为四氯化锡，硅烷偶联剂等，在橡胶分子的末端或侧链具有改性官能基团构造的成分。
在一些说明性的实施例中，白色充填剂一般采用氧化硅，或者如下式构造的材料：
mM1·xSiOy·zH2O……………………(I)
式(I)中，M1是，钠、钾、铝、镁、钛、钙、锰、铁、钴、镍、铜、锌族群中选出的金属，这些金属氧化物及氢氧化物，以及这些水合物中选出的至少一种，m、x、y、z分别是0～5整数，0～10整数，2～5整数，0～10整数。
这些白色无机充填材中，优选二氧化硅，其在橡胶组合物中的质量份数为0-100。二氧化硅为微珠型或者高分散，易分散型或普通型，一般表面积在60～250m2/g的等级。比如115MP，115G，165MP，165G,，175G，175MP，200MP，200G等，质量份数为0～120、0～100更好。
在一些说明性的实施例中，炭黑，根据制造方法有炉法炭黑，乙炔黑炭，以及热裂解炭黑，任意一种都可使用。比如SRF、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF也可以。在本发明中，炭黑的例子包括，但不限于：N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N315、N326、N330、N332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990、N991。这些炭黑具有碘吸收值是2至200g/kg，DBP的吸收值是5至200cm3/100g的特征，使用质量份为0～120，2～100更好。
在一些说明性的实施例中，本发明的橡胶组成物，多官能团马来酰亚胺的一般式如下。
在一些说明性的实施例中，上式一般式(Ⅱ)中的n为0～30的整数。这些多官能团的马来酰亚胺诱导体，单独使用，也可2种以上混合使用。
在一些说明性的实施例中，上式(Ⅱ)中n，从物理机械性能上考虑，0.2～20较好，0.4～10更好。
在一些说明性的实施例中，这种马来酰亚胺诱导体相对于橡胶的质量份数为0.1～20。0.1～15为好，0.5～10更好。
本发明的有益效果如下：
本发明采用新型多官能团马来酰亚胺，硬度，拉伸模量，交联密度，拉伸强度得到了提高。
具体实施方式
本发明的橡胶组成部分为轮胎的带束层、胎体、胎面、基部胶、三角胶、子口、气密层、过渡层、肩垫胶、胎侧、胎侧支撑胶等橡胶部件。从成分来讲，为天然橡胶以及二烯系列合成橡胶，能单独或共混使用。二烯系合成橡胶，比如苯乙烯-丁二烯共聚体(SBR)，聚丁二烯(BR)，聚异丙烯(IR)，丁二烯-异丙稀共聚体、丁二烯-苯乙烯-异丙烯共聚体、丙烯腈-丁二烯共聚物、氯丁橡胶、丁基橡胶(IIR)、卤素化丁基橡胶等等。另外，其中天然橡胶以及二烯系列合成橡胶的一部分可具有多官能型改性结构，多官能型改性结构可为四氯化锡，硅烷偶联剂等，在橡胶分子的末端或侧链具有改性官能基团构造的成分。
本发明使用的氧化硅为微珠型或者高分散，易分散型或普通型，一般表面积在60～250m2/g的等级。比如115MP，115G，165MP，165G,，175G，175MP，200MP，200G等，质量份数为0～120、0～100更好。
本发明使用的炭黑比表面积为30～200m2/g，规格包括但不限于N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N315、N326、N330、N332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990、N991。质量份为0～120，2～100更好。
本发明关于轮胎应用技术，轮胎的橡胶部件其交联密度、硬度、100％拉伸模量、300％拉伸模量、撕裂强度的提高。
测试方法和标准
(i)硫化测试T90：ASTM D5289-2007A；采用德国MONTECH公司的D-MDR3000硫化流变仪。T90＝实施例的T90/对比例的T90x 100％
(ii)硫化测试MH-ML：ASTM D5289-2007A；采用德国MONTECH公司的D-MDR3000硫化流变仪。MH-ML＝实施例的MH-ML/对比例的MH-ML x100％
(iii)肖氏硬度ShoreA：ASTM D2240-2010；采用德国Zwick公司的Z3130硬度计。ShoreA＝实施例的ShoreA/对比例的ShoreAx 100％
(iv)拉伸模量：ASTM D412-2006，测试环境温度是23±2℃；采用德国Zwick Z010拉力试验机。拉伸模量100％＝实施例的拉伸模量100％/对比例的拉伸模量100％x 100％；拉伸模量300％＝实施例的拉伸模量300％/对比例的拉伸模量300％x 100％；
(v)撕裂强度：ASTM D624-2012，采用德国Zwick Z010拉力试验机。撕裂强度＝实施例的撕裂强度/对比例的撕裂强度x 100％
实施例
以下为制造举例，实施举例，试验举例，本发明不限于所举例子。
实施例1
多官能基马来酰亚胺比双马来酰亚胺更能提高硬度、拉伸模量、交联密度、撕裂强度。
实施例2
多官能基马来酰亚胺比双马来酰亚胺更能提高硬度、拉伸模量、交联密度、撕裂强度。
实施例3
多官能基马来酰亚胺比双马来酰亚胺更能提高硬度、拉伸模量、交联密度、撕裂强度。
实施例4
多官能基马来酰亚胺比双马来酰亚胺更能提高硬度、拉伸模量、交联密度、撕裂强度。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。

Claims (1)

1.含有多官能团马来酰亚胺化合物的橡胶组合物，其特征在于，其组成物为至少1种以上双烯系橡胶，0～100质量份数的二氧化硅，2～100质量份数的炭黑，0.2～10质量份数的多官能团马来酰亚胺；
所述多官能团马来酰亚胺化合物至少含有以下构造式的一种：
所述马来酰亚胺衍生物单独使用或者2种以上混合使用，所述式(II)中的n为0.4～10；
橡胶成分为天然橡胶以及二烯系列合成橡胶，所述天然橡胶以及二烯系列合成橡胶能单独或共混使用；
所述二烯系合成橡胶为苯乙烯-丁二烯共聚体，聚丁二烯，聚异丙烯，丁二烯-异丙稀共聚体、丁二烯-苯乙烯-异丙烯共聚体、丙烯腈-丁二烯共聚物、氯丁橡胶中的一种；
其中天然橡胶以及二烯系列合成橡胶的一部分具有多官能型改性结构，所述多官能型改性结构通过四氯化锡，硅烷偶联剂改性获得，在橡胶分子的末端或侧链具有改性官能基团构造的成分。
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