CN111117021A - 基于溶聚丁苯的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶领域，公开了一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用，该组合物中含有独立保存或者混合保存的组分A、组分B和组分C，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂。由本发明提供的基于溶聚丁苯的橡胶组合物制备的硫化橡胶能够在保持胶料抗湿滑性、拉伸强度和拉断伸长率基本不变的前提下，降低胶料的滚动阻力。

Description

基于溶聚丁苯的橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物、一种制备硫化橡胶的方法和由该方法制备得到的硫化橡胶，以及该硫化橡胶在轮胎中的应用。
背景技术
绿色环保是未来社会发展的方向，近些年来绿色轮胎由于具有低滚动阻力、节油环保的特点而备受关注。
美国早在2007年前就通过了包含轮胎标签规定的法规；日本从2010年开始实施自愿轮胎标签制度；而欧盟、韩国将从2012年11月1日起，实施强制性轮胎标签法规。这些法规对轮胎滚动阻力和抗湿滑性提出了更高的等级要求，因此如何降低轮胎滚动阻力、提高抗湿滑性的研究为中国轮胎工业绿色升级具有重要意义。
然而，目前研究方向集中于如何提高白炭黑在橡胶基体中的分散，包括湿法混炼、提高混炼设备能力等。
发明内容
本发明的目的是在保持胶料抗湿滑性、拉伸强度和拉断伸长率基本不变的前提下，降低胶料的滚动阻力，提供一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物及一种制备硫化橡胶的方法和由该方法制备得到的硫化橡胶，并且提供该硫化橡胶在轮胎中的应用。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物，该组合物中含有独立保存或者混合保存的组分A、组分B和组分C，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂。
本发明的第二方面提供一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：
(1)将组分A中的各组分混合以制备白炭黑母胶，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；
(2)将组分B中的各组分与步骤(1)获得的白炭黑母胶混合以制备二段母胶，所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；
(3)将组分C中的各组分与步骤(2)获得的二段母胶混炼以制备终炼胶，所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂；
(4)将所述终炼胶进行硫化。
本发明的第三方面提供由前述第一方面所述的方法制备得到的硫化橡胶。
本发明的第四方面提供前述第三方面所述的硫化橡胶在轮胎中的应用。
由本发明提供的基于溶聚丁苯的橡胶组合物制备的硫化橡胶能够在保持胶料抗湿滑性、拉伸强度和拉断伸长率基本不变的前提下，降低胶料的滚动阻力。
另外，本发明的基于溶聚丁苯的橡胶组合物中采用了价格相对较低的硬石膏，使得本发明还具有成本低的优点。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物，该组合物中含有独立保存或者混合保存的组分A、组分B和组分C，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂。
本发明提供的前述基于溶聚丁苯的橡胶组合物通过组分A、组分B和组分C的配合，使得由该橡胶组合物获得的硫化橡胶能够在保持胶料抗湿滑性、拉伸强度和拉断伸长率基本不变的前提下，降低胶料的滚动阻力。
优选情况下，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的含量为30-100重量份，所述炭黑的含量为0.1-20重量份，所述硬石膏的含量为1-25重量份。本发明的发明人发现，在所述橡胶组合物中，基于100重量份的所述基础橡胶，当所述白炭黑的含量为50-80重量份，所述炭黑的含量为2-10重量份以及所述硬石膏的含量为5-20重量份时，由该橡胶组合物获得的硫化橡胶的滚动阻力明显更低。
为了进一步降低由本发明的橡胶组合物获得的硫化橡胶的滚动阻力，优选情况下，在所述基础橡胶中，所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的含量重量比为1：(0-1)。当所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的含量重量比为1:0时，表示基础橡胶中不含有顺丁橡胶。
为了进一步降低由本发明的橡胶组合物获得的硫化橡胶的滚动阻力，优选地，所述硬石膏的平均尺寸为200-1250目。
根据一种优选的具体实施方式，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述用于偶联的表面改性剂的含量为4-10重量份，所述活化剂的含量为3-13重量份，所述防老剂的含量为0.1-5重量份，所述软化剂的含量为5-20重量份，所述硫化剂的含量为0.3-2重量份，所述硫化促进剂的含量为2-6重量份。
优选情况下，所述溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，填充油量为0-40重量份，门尼粘度为45-70。
本发明中，所述溶聚丁苯橡胶中的填充油的含量是以100重量份的不含填充油的溶聚丁苯橡胶为基准的。并且，本发明中，涉及以溶聚丁苯橡胶为基准的用量，均是不包括其中的填充油量的。
优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％。
优选地，所述用于偶联的表面改性剂选自有机硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、硝基偶联剂和醇类化合物中的至少一种；更优选所述用于偶联的表面改性剂为有机硅烷偶联剂。本发明的所述有机硅烷偶联剂例如可以为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si69)。
优选情况下，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g。
优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g。
优选地，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂和物理防老剂中的至少一种；所述胺类防老剂可以选自N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺、N-苯基-N’-环己基对苯二胺、N-异丙基-N′-苯基对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺和N,N′-双(1,4-二甲基戊基)对苯二胺中的一种或多种；所述喹啉类防老剂可以选自2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉和6-十二烷基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉中的一种或多种。优选情况下，所述防老剂为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。
所述物理防老剂优选为微晶蜡。
在本发明中，优选所述防老剂为微晶蜡和防老剂4020的混合物，更优选地，在该混合物中，所述微晶蜡和防老剂4020的含量重量比为1：(0.1-5)，特别优选为1：(1-2)。
优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种。所述芳烃油例如可以为芳烃油TDAE V500。优选地，所述聚乙二醇的重均分子量在300-5000范围内。
优选地，所述活化剂为脂肪酸金属皂盐或为金属氧化物和脂肪酸的混合物。
更优选地，所述金属氧化物为氧化锌和/或氧化镁，所述脂肪酸为硬脂酸和/或硼酸，所述脂肪酸金属皂盐为硬脂酸锌和/或硼酸锌。
优选情况下，所述活化剂为氧化锌或氧化镁与硬脂酸的混合物，且所述混合物中的氧化锌或氧化镁与硬脂酸的重量比优选为(1-3)：1。
优选地，所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；优选地，所述硫化促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)、二苯胍(促进剂D)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)中的至少一种。
优选地，所述硫化剂为硫磺给予体、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)己烷中的至少一种。所述硫磺给予体是指能够提供硫磺的物质。所述硫磺包括不溶性硫磺、可溶性硫磺和充油硫磺中的至少一种。例如，所述硫化剂为普通硫磺S、充油不溶性硫磺IS等。
如前所述，本发明的第二方面提供一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：
(1)将组分A中的各组分进行第一混炼以制备白炭黑母胶，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；
(2)将组分B中的各组分与步骤(1)获得的白炭黑母胶进行第二混炼以制备二段母胶，所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；
(3)将组分C中的各组分与步骤(2)获得的二段母胶进行第三混炼以制备终炼胶，所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂；
(4)将所述终炼胶进行硫化。
优选情况下，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的用量为30-100重量份，所述炭黑的用量为0.1-20重量份，所述硬石膏的用量为1-25重量份。更优选地，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的用量为50-80重量份，所述炭黑的用量为2-10重量份，所述硬石膏的用量为5-20重量份。
根据一种优选的具体实施方式，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述用于偶联的表面改性剂的用量为4-10重量份，所述活化剂的用量为3-13重量份，所述防老剂的用量为0.1-5重量份，所述软化剂的用量为5-20重量份，所述硫化剂的用量为0.3-2重量份，所述硫化促进剂的用量为2-6重量份。
为了进一步降低由本发明的方法获得的硫化橡胶的滚动阻力，优选情况下，在所述基础橡胶中，所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的用量重量比为1：(0-1)。当所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的含量用量比为1:0时，表示基础橡胶中不含有顺丁橡胶。
在第二方面中，为了进一步降低由本发明的方法获得的硫化橡胶的滚动阻力，优选情况下，所述硬石膏的平均尺寸为200-1250目。
本发明的方法中涉及的各个组分的种类及相关性质与本发明第一方面中所述的相应各个组分的种类及相关性质相同，例如，优选地，所述溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，填充油量为0-40重量份，门尼粘度为45-70；优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％；优选地，所述用于偶联的表面改性剂选自有机硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、硝基偶联剂和醇类化合物中的至少一种，优选为有机硅烷偶联剂；优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g；优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g；优选地，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂和物理防老剂中的至少一种；所述物理防老剂优选为微晶蜡。优选所述防老剂为微晶蜡和防老剂4020的混合物，更优选地，在该混合物中，所述微晶蜡和防老剂4020的用量重量比为1：(0.1-5)，特别优选为1：(1-2)。
优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种；优选地，所述活化剂为脂肪酸金属皂盐或为金属氧化物和脂肪酸的混合物；优选所述金属氧化物为氧化锌和/或氧化镁，所述脂肪酸为硬脂酸和/或硼酸，所述脂肪酸金属皂盐为硬脂酸锌和/或硼酸锌；优选所述活化剂为氧化锌或氧化镁与硬脂酸的混合物，且所述混合物中的氧化锌或氧化镁与硬脂酸的重量比为(1-3)：1；优选地，所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；优选地，所述硫化剂为硫磺给予体、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)己烷中的至少一种。本发明的第二方面不再针对各组分详细叙述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
优选情况下，在步骤(1)中的所述第一混炼的条件包括：温度为80-160℃，更优选为130-155℃；时间为2-8min，更优选为4-6min。
优选地，在步骤(2)中的所述第二混炼的条件包括：温度为120-170℃，更优选为145-165℃；时间为2-8min，更优选为4-6min。
优选地，在步骤(3)中的所述第三混炼的条件包括：时间为4-6min，温度为不超过120℃。
优选地，在步骤(4)中的所述硫化的条件包括：温度为150-170℃，压力为10-20MPa，时间为30-50min。
为了具体地说明本发明的制备硫化橡胶的方法，以下提供一种优选的具体实施方式来进行说明：
(1)将基础橡胶置于密炼机内，转速为50～120rpm，初始混炼温度为70～90℃，生胶塑炼时间为0.1～1min条件下进行塑炼；然后将含有白炭黑和用于偶联的表面改性剂的组分A中的剩余组分引入上述密炼机中进行第一混炼，得到备白炭黑母胶；
(2)将所述白炭黑母胶与含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂的组分B加入密炼机内进行第二混炼，出料并停放3-5小时，得到二段母胶；
(3)设置密炼机的转速为50～100rpm，初始混炼温度为25～50℃，将所述二段母胶塑炼0.5～1.5min后，加入含有硫化促进剂和硫化剂的组分C进行第三混炼，得到终炼胶；
(4)将所述终炼胶放入平板硫化机内进行硫化；
如前所述，本发明的第三方面提供由前述第一方面所述的方法制备得到的硫化橡胶。
本发明得到的前述硫化橡胶能够在保持胶料抗湿滑性基本不变的前提下，降低胶料的滚动阻力。
如前所述，本发明的第四方面提供前述第三方面所述的硫化橡胶在轮胎中的应用。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下实例中使用的仪器设备情况如表1中所示，硫化橡胶的性能测试及仪器如表2中所示，硫化橡胶性能测试条件如表3中所示。
表1
序号 设备名称 型号 生产厂家
1 密炼机 BR1600 美国法雷尔公司
2 平板硫化机 XLB-D400*400*2 上海第一橡胶机械厂
表2
序号 测试项目 测试仪器型号 生产厂家
1 拉伸强度、拉断伸长率 万能拉力机，SHIMADZU,AG-20KNG 日本岛津公司
2 动弹粘弹谱仪 EPLEXOR 500N 德国高宝公司
表3
Figure BDA0001851327070000091
以下实例中，使用的各种材料均为市售品，具体如下：
溶聚丁苯橡胶：2636，燕山石化产品(其中，结合苯乙烯含量为25重量％，乙烯基含量为63重量％，填充油量为37.5份；门尼粘度62)；
顺丁橡胶：BR9000，燕山石化产品(其中，顺式含量为97.8重量％)；
白炭黑：165GR，法国罗地亚公司，氮吸附比表面积为170m2/g；115GR，法国罗地亚公司，氮吸附比表面积为115m2/g；
炭黑：N330，CTAB吸附比表面积为75m2/kg，东莞市齐德利化工科技有限公司；N220，CTAB吸附比表面积为110m2/kg，东莞市齐德利化工科技有限公司；
硬石膏：平均尺寸分别为400目、600目和100目，安徽恒泰新型建筑材料有限公司；
表面改性剂：双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物(Si69)，南京曙光化工有限公司；
软化剂：环保芳烃油TDAE V500(简称TDAE)，新达洋(宁波)有限公司；
活化剂：氧化锌、硬脂酸，潍坊恒丰化工有限公司；PEG4000：淮海安石油化工厂；
防老剂：N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺(防老剂4020)江苏圣奥化学科技有限公司；微晶蜡，购自济南玉溢化工有限公司，牌号为70#；
硫化剂：硫磺，潍坊中恒化工有限公司；
硫化促进剂：N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)、二苯胍(促进剂D)，上海永研化工科技有限公司。
以下实施例和对比例中的组分用量均为重量份，每重量份表示1g。
实施例1
本实施例的配方如表L1中所示。
表L1
Figure BDA0001851327070000101
Figure BDA0001851327070000111
制备方法：
(1)将溶聚丁苯橡胶加入密炼机内，设置转速为80rpm，初始混炼温度为80℃，生胶塑炼时间为0.5min；将白炭黑和表面改性剂加入上述密炼机中混炼，混炼温度为140℃，混炼时间为5min，得到白炭黑母胶；
(2)将炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂加入密炼机内，与所述白炭黑母胶进行混炼，混炼时间为5min，排胶温度为150℃，出料并停放4小时，得到二段母胶；
(3)设置密炼机的转速为80rpm，初始混炼温度为40℃，将所述二段母胶塑炼1min后，添加硫化剂、硫化促进剂进行混炼，混炼温度为110℃，混炼时间为4min，出料得到终炼胶；
(4)将所述终炼胶放入平板硫化机内进行硫化，硫化温度为160℃、硫化压力为15MPa、硫化时间为35min，制得硫化橡胶样品S-1。
实施例2
本实施例的配方如表L2中所示。
表L2
Figure BDA0001851327070000112
Figure BDA0001851327070000121
制备方法：
(1)将溶聚丁苯橡胶和顺丁橡胶加入密炼机内，设置转速为80rpm，初始混炼温度为80℃，生胶塑炼时间为0.5min；将白炭黑和表面改性剂加入上述密炼机中混炼，混炼温度为155℃，混炼时间为4min，得到白炭黑母胶；
(2)将炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂加入密炼机内，与所述白炭黑母胶进行混炼，混炼时间为6min，排胶温度为145℃，出料并停放4小时，得到二段母胶；
(3)设置密炼机的转速为80rpm，初始混炼温度为40℃，将所述二段母胶塑炼1min后，添加硫化剂、硫化促进剂进行混炼，混炼温度为105℃，混炼时间为6min，出料得到终炼胶；
(4)将所述终炼胶放入平板硫化机内进行硫化，硫化温度为165℃、硫化压力为15MPa、硫化时间为30min，制得硫化橡胶样品S-2。
实施例3
本实施例的配方如表L3中所示。
表L3
Figure BDA0001851327070000131
制备方法：
(1)将溶聚丁苯橡胶和顺丁橡胶加入密炼机内，设置转速为75rpm，初始混炼温度为70℃，生胶塑炼时间为0.5min；将白炭黑和表面改性剂加入上述密炼机中混炼，混炼温度为135℃，混炼时间为6min，得到白炭黑母胶；
(2)将炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂加入密炼机内，与所述白炭黑母胶进行混炼，混炼时间为4min，排胶温度为165℃，出料并停放4小时，得到二段母胶；
(3)设置密炼机的转速为75rpm，初始混炼温度为50℃，将所述二段母胶塑炼1min后，添加硫化剂、硫化促进剂进行混炼，混炼温度为115℃，混炼时间为5min，出料得到终炼胶；
(4)将所述终炼胶放入平板硫化机内进行硫化，硫化温度为160℃、硫化压力为15MPa、硫化时间为35min，制得硫化橡胶样品S-3。
实施例4
本实施例的配方如表L4中所示。
表L4
Figure BDA0001851327070000141
制备方法：
本实施例采用与实施例3相同的制备方法进行。
制得硫化橡胶样品S-4。
实施例5
本实施例的配方如表L5中所示。
表L5
Figure BDA0001851327070000151
制备方法：
本实施例采用与实施例2相同的制备方法进行。制得硫化橡胶样品S-5。
实施例6
本实施例的配方如表L6中所示。
表L6
Figure BDA0001851327070000152
Figure BDA0001851327070000161
制备方法：
本实施例采用与实施例2相同的制备方法进行。制得硫化橡胶样品S-6。
实施例7
本实施例的配方如表L7中所示。
表L7
Figure BDA0001851327070000162
制备方法：
本实施例采用与实施例3相同的制备方法进行。制得硫化橡胶样品S-7。
实施例8
本实施例的配方如表L8中所示。
表L8
Figure BDA0001851327070000171
制备方法：
本实施例采用与实施例3相同的制备方法进行。制得硫化橡胶样品S-8。
对比例1
本对比例的配方如表D-L1中所示。
表D-L1
Figure BDA0001851327070000172
Figure BDA0001851327070000181
制备方法：
本对比例采用与实施例1相同的制备方法进行。
制得硫化橡胶样品D-1。
对比例2
本对比例的配方如表D-L2中所示。
表D-L2
Figure BDA0001851327070000182
Figure BDA0001851327070000191
制备方法：
本对比例采用与实施例2相同的制备方法进行。
制得硫化橡胶样品D-2。
对比例3
本对比例的配方如表D-L3中所示。
表D-L3
Figure BDA0001851327070000192
制备方法：
本对比例采用与实施例3相同的制备方法进行。
制得硫化橡胶样品D-3。
测试例
将实施例和对比例的硫化橡胶样品进行性能测试，结果见表4。
表4
Figure BDA0001851327070000201
从以上结果可以看出，使用本发明的橡胶组合物制备的硫化橡胶的滚动阻力大幅降低，抗湿滑性和拉伸强度以及拉断伸长率变化不大。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种基于溶聚丁苯的橡胶组合物，该组合物中含有独立保存或者混合保存的组分A、组分B和组分C，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的含量为30-100重量份，所述炭黑的含量为0.1-20重量份，所述硬石膏的含量为1-25重量份；
优选地，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的含量为50-80重量份，所述炭黑的含量为2-10重量份，所述硬石膏的含量为5-20重量份。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，在所述基础橡胶中，所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的含量重量比为1：(0-1)。
4.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，所述硬石膏的平均尺寸为200-1250目。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述用于偶联的表面改性剂的含量为4-10重量份，所述活化剂的含量为3-13重量份，所述防老剂的含量为0.1-5重量份，所述软化剂的含量为5-20重量份，所述硫化剂的含量为0.3-2重量份，所述硫化促进剂的含量为2-6重量份。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，填充油量为0-40重量份，门尼粘度为45-70；
优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述用于偶联的表面改性剂选自有机硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、硝基偶联剂和醇类化合物中的至少一种；
优选地，所述用于偶联的表面改性剂为有机硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g；
优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g；
优选地，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂和物理防老剂中的至少一种；优选所述防老剂为微晶蜡和防老剂4020的混合物；更优选地，在该混合物中，所述微晶蜡和防老剂4020的含量重量比为1：(0.1-5)，优选为1：(1-2)；
优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种；
优选地，所述活化剂为脂肪酸金属皂盐或为金属氧化物和脂肪酸的混合物；优选所述金属氧化物为氧化锌和/或氧化镁，所述脂肪酸为硬脂酸和/或硼酸，所述脂肪酸金属皂盐为硬脂酸锌和/或硼酸锌；优选所述活化剂为氧化锌或氧化镁与硬脂酸的混合物，且所述混合物中的氧化锌或氧化镁与硬脂酸的重量比为(1-3)：1；
优选地，所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；
优选地，所述硫化剂为硫磺给予体、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)己烷中的至少一种。
9.一种制备硫化橡胶的方法，该方法包括：
(1)将组分A中的各组分进行第一混炼以制备白炭黑母胶，所述组分A中含有基础橡胶、白炭黑和用于偶联的表面改性剂，所述基础橡胶为溶聚丁苯橡胶或者溶聚丁苯橡胶与顺丁橡胶的混合物；
(2)将组分B中的各组分与步骤(1)获得的白炭黑母胶进行第二混炼以制备二段母胶，所述组分B中含有炭黑、硬石膏、活化剂、防老剂和软化剂；
(3)将组分C中的各组分与步骤(2)获得的二段母胶进行第三混炼以制备终炼胶，所述组分C中含有硫化剂和硫化促进剂；
(4)将所述终炼胶进行硫化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的用量为30-100重量份，所述炭黑的用量为0.1-20重量份，所述硬石膏的用量为1-25重量份；
优选地，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述白炭黑的用量为50-80重量份，所述炭黑的用量为2-10重量份，所述硬石膏的用量为5-20重量份；
优选地，相对于100重量份的所述基础橡胶，所述用于偶联的表面改性剂的用量为4-10重量份，所述活化剂的用量为3-13重量份，所述防老剂的用量为0.1-5重量份，所述软化剂的用量为5-20重量份，所述硫化剂的用量为0.3-2重量份，所述硫化促进剂的用量为2-6重量份。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在所述基础橡胶中，所述溶聚丁苯橡胶与所述顺丁橡胶的用量重量比为1：(0-1)；
优选地，所述硬石膏的平均尺寸为200-1250目。
12.根据权利要求9-11中任意一项所述的方法，其中，所述溶聚丁苯橡胶中结合苯乙烯含量为15-30重量％，乙烯基含量为35-70重量％，填充油量为0-40重量份，门尼粘度为45-70；
优选地，所述顺丁橡胶中的顺式含量为90-99重量％；
优选地，所述用于偶联的表面改性剂选自有机硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、硝基偶联剂和醇类化合物中的至少一种，优选为有机硅烷偶联剂；
优选地，所述白炭黑的氮吸附比表面积为60-230m2/g；
优选地，所述炭黑的CTAB吸附比表面积为10-300m2/g；
优选地，所述防老剂为胺类防老剂、喹啉类防老剂和苯并咪唑类防老剂和物理防老剂中的至少一种；优选所述防老剂为微晶蜡和防老剂4020的混合物；更优选地，在该混合物中，所述微晶蜡和防老剂4020的用量重量比为1：(0.1-5)，优选为1：(1-2)；
优选地，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂和聚乙二醇中的至少一种；
优选地，所述活化剂为脂肪酸金属皂盐或为金属氧化物和脂肪酸的混合物；优选所述金属氧化物为氧化锌和/或氧化镁，所述脂肪酸为硬脂酸和/或硼酸，所述脂肪酸金属皂盐为硬脂酸锌和/或硼酸锌；优选所述活化剂为氧化锌或氧化镁与硬脂酸的混合物，且所述混合物中的氧化锌或氧化镁与硬脂酸的重量比为(1-3)：1；
优选地，所述硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂、噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂和胍类促进剂中的至少一种；
优选地，所述硫化剂为硫磺给予体、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)己烷中的至少一种。
13.根据权利要求9-11中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中的所述第一混炼的条件包括：温度为80-160℃，优选为130-155℃；时间为2-8min，优选为4-6min；
优选地，在步骤(2)中的所述第二混炼的条件包括：温度为120-170℃，优选为145-165℃；时间为2-8min，优选为4-6min；
优选地，在步骤(3)中的所述第三混炼的条件包括：时间为4-6min，温度为不超过120℃；
优选地，在步骤(4)中的所述硫化的条件包括：温度为150-170℃，压力为10-20MPa，时间为30-50min。
14.由权利要求9-13中任意一项所述的方法制备得到的硫化橡胶。
15.权利要求14所述的硫化橡胶在轮胎中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114437422A (zh) * 2020-11-02 2022-05-06 中国石油化工股份有限公司 用于鞋底的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN114437423A (zh) * 2022-02-10 2022-05-06 正新橡胶（中国）有限公司 一种用于减少半制品押出气泡的橡胶组合物及应用
CN114479217A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 北京化工大学 一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106608990A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和硫化橡胶
CN107118400A (zh) * 2014-01-23 2017-09-01 怡维怡橡胶研究院有限公司 一种提高填料与橡胶结合性能的方法
CN107641228A (zh) * 2016-07-20 2018-01-30 中国石油化工股份有限公司 有机硅烷的应用和橡胶组合物以及硫化橡胶及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107118400A (zh) * 2014-01-23 2017-09-01 怡维怡橡胶研究院有限公司 一种提高填料与橡胶结合性能的方法
CN106608990A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和硫化橡胶
CN107641228A (zh) * 2016-07-20 2018-01-30 中国石油化工股份有限公司 有机硅烷的应用和橡胶组合物以及硫化橡胶及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114479217A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 北京化工大学 一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用
CN114479217B (zh) * 2020-10-23 2023-02-28 北京化工大学 一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用
CN114437422A (zh) * 2020-11-02 2022-05-06 中国石油化工股份有限公司 用于鞋底的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN114437422B (zh) * 2020-11-02 2023-05-09 中国石油化工股份有限公司 用于鞋底的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN114437423A (zh) * 2022-02-10 2022-05-06 正新橡胶（中国）有限公司 一种用于减少半制品押出气泡的橡胶组合物及应用

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