CN115651214A - 制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法及其制备的复合材料与橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备间同1,2‑聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法及其制备的复合材料与橡胶组合物。本发明的制备间同1,2‑聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法通过将间同1,2‑聚丁二烯采用有机溶剂溶解后再分散到顺丁橡胶胶液中，提高间同1,2‑聚丁二烯在顺丁橡胶中的分散含量，经搅拌混合、絮凝获得改性复合材料，对顺丁橡胶结构进行规整性调节，使顺丁橡胶的机械性能得到提高。本发明的间同1,2‑聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料基于所述的制备方法制备获得，具有优异的机械性能。本发明的橡胶组合物包含所述的间同1,2‑聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料，机械性能优于传统干法机械共混获得的改性顺丁橡胶组合物。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料制备技术领域，具体涉及一种制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法及其制备的复合材料与橡胶组合物。
背景技术
目前，间同1,2-聚丁二烯这种树脂通常仅单独作为高分子材料使用，在稳定剂存在下制成薄膜、纤维和各种模塑制品，或者在橡胶干法机械共混的过程中作为填料加入到生胶中，以达到改善生胶机械性能的目的。目前已有的干法机械共混的工艺是：将间同1,2-聚丁二烯在生胶混炼时，一同加入到密炼机中，混合时间1h以上，密炼结束后，将混合胶取出，制得干法混炼改性的生胶。
虽然这种干法机械共混的方式对橡胶具有一定的改性作用，但是这种传统的干法机械共混的方式通常仅用于间同1,2-聚丁二烯改性丁基橡胶、丁苯橡胶等其他橡胶，而该方法不能使间同1,2-聚丁二烯很好的分散到所要改性的不同的顺丁橡胶中，分散效果不佳可能导致存在局部改性的缺陷，目前没有用于顺丁橡胶改性的报道。其中，该工艺混炼过程中所需温度较高，用于顺丁橡胶的改性时，要达到两种物质的熔融温度以上，这使得只能加入少量的间同1,2-聚丁二烯才能完成混炼，达不到更高的改性效果，并且在混炼过程中间同1,2-聚丁二烯不易分散，加工难度较大，耗能多。
此外，要使间同1,2-聚丁二烯与顺丁橡胶的分散性得到改善，需要增加混炼过程的能量消耗，但是间同1,2-聚丁二烯在顺丁橡胶中的分散均匀程度难以控制，改性的橡胶胶液黏性较高，容易黏附密炼机室壁，在混炼的过程中对密炼机的磨损严重，混炼胶加工性能较差；并且干法机械共混的方式间同1,2-聚丁二烯的加入量不宜过多，否则会影响被改性橡胶的加工性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用现有的干法机械共混工艺制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的复合材料时，存在能耗高、加工性能差且达不到良好的改性效果的问题，提供了一种制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法。该制备方法通过将间同1,2-聚丁二烯采用有机溶剂溶解后再分散到顺丁橡胶胶液中，提高间同1,2-聚丁二烯在顺丁橡胶中的分散含量，经搅拌混合、絮凝获得改性复合材料，对顺丁橡胶结构进行规整性调节，使顺丁橡胶的机械性能得到提高。
本发明的另一目的提供了一种间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料，该间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料采用上述制备方法制备获得。
本发明的目的还在于提供一种橡胶组合物，该橡胶组合物包含上述所述的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法，具有如下步骤：
S1、将间同1,2-聚丁二烯溶解在溶剂中，获得间同1,2-聚丁二烯溶液；
S2、将间同1,2-聚丁二烯溶液与顺丁橡胶胶液混合，搅拌混合均匀，获得稳定的混合胶液；
S3、所述混合胶液经絮凝、静置、挥发、干燥，获得所述间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。
由于间同1,2-聚丁二烯其紧密的化学结构和丰富的双键作为有效的交联位点，使之能够很好地与包括顺丁橡胶的天然或合成橡胶混合并与之共固化。将间同1,2-聚丁二烯在有机溶剂中溶解之后再和顺丁橡胶胶液混合，在有机溶剂中能使得混合后的体系均匀，悬浮性能增加，不沉淀，使整个体系的性质一样，也更好的提高间同1,2-聚丁二烯的溶解度以及在顺丁橡胶中的含量，以达到更好的改性效果。
在优选的实施例中，所述溶剂为环己烷、正己烷、丙酸丁酯或1,2-二氯乙烷；且所述溶剂的用量为间同1,2-聚丁二烯的质量和顺丁橡胶胶液质量的总和的3-10倍。
进一步优选的实施例中，所述溶剂的用量为间同1,2-聚丁二烯的质量和顺丁橡胶胶液的质量的总和的6-9倍。
在优选的实施例中，按占所述间同1,2-聚丁二烯的质量与所述顺丁橡胶胶液的质量总和的百分比计，所述间同1,2-聚丁二烯的用量为5wt％～30wt％。
进一步优选的实施例中，按占所述间同1,2-聚丁二烯的质量与所述顺丁橡胶胶液的质量总和的百分比计，所述间同1,2-聚丁二烯的用量为10wt％～20wt％。
在优选的实施例中，所述顺丁橡胶胶液的质量浓度为53.6kg/m3～67kg/m3。
在优选的实施例中，所述搅拌是采用行星搅拌机在温度为45℃-80℃、公转转速为100r/min-300r/min的条件下搅拌10-15min。
进一步优选的实施例中，所述搅拌是采用行星搅拌机在温度为65℃、转速为200r/min的条件下搅拌10-15min。
在优选的实施例中，所述絮凝是在混合胶液冷却至室温后，导入无水乙醇溶液中絮凝。
在优选的实施例中，所述静置是在室温或室温以下静置10-20min。
在优选的实施例中，所述挥发是将静置后的混合胶液置于通风橱中挥发溶剂。
在优选的实施例中，所述干燥是在70℃～90℃干燥8～10h。
一种间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料，采用上述任一项所述的制备方法制备获得。
一种橡胶组合物，为间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶组合物，按重量份数计，包括如下组分：
生胶100份、炭黑50份、芳烃油10份、活性剂7份、防老剂3份、硫磺2份以及促进剂2份，所述生胶为上述所述的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。
在优选的实施例中，上述所述的橡胶组合物中，按占所述橡胶组合物的重量份数计，所述活性剂由氧化锌5份及硬脂酸2份组成。
在优选的实施例中，所述防老剂包括防老剂RD。
在优选的实施例中，所述促进剂包括促进剂NS。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的制备方法，将间同1,2-聚丁二烯在有机溶剂中溶解之后再和顺丁橡胶胶液混合，提高间同1,2-聚丁二烯在顺丁橡胶中的分散性及在顺丁橡胶中的含量，由于间同1,2-聚丁二烯和顺丁橡胶在有机溶剂中混合均匀，融合充分，经搅拌混合即可实现对顺丁橡胶结构规整性的调节，使顺丁橡胶表现出高弹性，实现拉伸结晶自补强，获得的复合材料表现出优异的机械性能，且混炼过程可控性高、耗时少、改性加工耗能低。
本发明的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料基于所述的制备方法制备获得，具有优异的机械性能，可用于高性能橡胶组合物中。
本发明的橡胶组合物，为间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶组合物，包含所述的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料，不仅机械性能相对常规的顺丁橡胶具有显著提高，且机械性能还优于传统干法机械共混获得的改性顺丁橡胶组合物。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶组合物的扫描电镜图。
图2为本发明对比例1制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶组合物的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
并且，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
应该理解，在本发明中使用的单数形式，如“一种”，包括复数指代，除非另有规定。此外，术语“包括”、“含有”、“具有”是开放性限定并非封闭式，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。
另外，说明书中的“及其组合”指的是列举的所有项目的任意组合形式。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的标准含义。倘若对于某术语存在多个定义，则以本文定义为准。
除非另有指明，本发明采用分析化学、有机合成化学和光学的标准命名及标准实验室步骤和技术。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
如下的具体实施例中，其中采用的原料来源情况如下：
间同1,2-聚丁二烯，依照专利CN1343730A公开的方法自制获得；
环己烷，天津市大茂化学试剂厂；
正己烷，天津市大茂化学试剂厂；
顺丁橡胶，BR9000，中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司；
顺丁橡胶，BR9102，中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司；
氧化锌，潍坊奥龙锌业有限公司；
硫磺，蔚林新材料科技股份有限公司；
芳烃油，博沙(上海)石油化工有限公司；
炭黑N330，卡博特(中国)投资有限公司；
硬脂酸，杭州油脂化工有限公司；
促进剂NS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)，天津科迈化工有限公司；
防老剂RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物)，天津科迈化工有限公司。
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
本发明实施例提供的制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法中，将顺丁橡胶胶液和由单一有机溶剂提前完全溶解均匀的间同1,2聚丁二烯一同加入到行星搅拌机中，在温度为45℃-80℃、公转转速为100r/min-300r/min的条件下由行星搅拌机搅拌混合。其中，行星搅拌机(型号SXJB-4)具有两个低速行星麻花式搅拌桨以及两个高速行星搅拌桨(高速分散轴)；搅拌混合时，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为100-300r/min，而其中的两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为800r/min-1000r/min，同时两种搅拌桨都随行星箱顺时针公转。在这种搅拌的作用下，两种胶料做复杂的运动，受到强力的剪切、捏合和分散作用使其形成更为稳定、分散更加均匀的混合胶液。然后经过絮凝，静置10～20min，挥发、干燥，得到间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶复合材料。
使用行星搅拌机搅拌溶解，行星搅拌机可以变频调速，使胶料做复杂的运动，受到强力的剪切、捏合和分散作用，实现搅拌无死角、高效混合，能很好地提高间同1,2聚丁二烯胶在顺丁橡胶中的分散性，搅拌速率方便控制，温度控制精确、误差小，且设备密封可靠，可防止搅拌过程中液体或胶液的飞溅，原料损失低。
并且，在有机溶剂中能使得间同1,2-聚丁二烯在特定的比例区间范围内都能很好地分散到顺丁橡胶中，在该浓度区间内都能对顺丁橡胶的性能达到改性的目的。
其中，使用单一的有机溶剂溶解间同1,2聚丁二烯，不仅溶解性好，且相较混合溶剂更方便控制添加量，无繁琐的溶剂混合步骤，节约成本，方便操作，同时更有利于提高间同1,2聚丁二烯在顺丁橡胶中的分散性，进而可制备获得性能更佳的改性复合材料。
本发明实施例提供的橡胶组合物，包含上述的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。制备过程中，将间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料与芳烃油、硬脂酸、氧化锌、防老剂、硫磺、促进剂及炭黑进行混炼，压片硫化后得到间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶。
其中，按照GB/T8660-2008公开的方法于密炼机中进行混炼，密炼机设定温度60℃，将生胶与炭黑、防老剂、氧化锌、硬脂酸进行密炼混合，20mim后胶料混合均匀；移动至开炼机上，设定温度为50℃，加入芳烃油、硫磺及促进剂，混炼均匀，薄通三角包6次，停置8小时，取片制备实验样品，其余通过平板硫化机硫化出片，硫化温度为145℃，压力为10MPa。
由于间同1,2-聚丁二烯和顺丁橡胶在有机溶剂中混合均匀，融合充分，耗能小，得到的复合材料中聚合物-填料间的相互作用强，得到改性复合材料后经混炼，压片硫化后即可得到改性橡胶，避免了传统干法机械共混过程中混合不完全、分散不均匀、加工耗能大的缺陷。另外，通过将间同1,2-聚丁二烯完全溶解之后加入到顺丁橡胶胶液中，并控制其具体含量在合适的范围内，可实现对顺丁橡胶结构规整性的调节，从而使得顺丁橡胶表现出高弹性，实现拉伸结晶自补强，使得材料表现出优异的机械性能。
实施例1
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取10g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和90g顺丁橡胶BR9000聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，10min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
实施例2
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取15g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和85g顺丁橡胶BR9000聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，10min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
实施例3
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取20g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和80g顺丁橡胶BR9000聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，15min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
实施例4
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取10g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和90g顺丁橡胶BR9102聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，15min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
实施例5
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取15g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和85g顺丁橡胶BR9102聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，15min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
实施例6
本实施例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取20g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解之后和80g顺丁橡胶BR9102聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，15min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
对比例1
本对比例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
将90g干燥的顺丁橡胶胶块BR9000和10g间同1,2-聚丁二烯一同加入到密炼机中，在150℃、25r/min条件下搅拌10min，观察混合情况，待胶块和间同1,2-聚丁二烯颗粒混合相对均匀之后，调整转速为40r/min，然后继续搅拌混合，20min后完全混合均匀，制得传统干法机械共混的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
对比例2
本对比例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取10g间同1,2-聚丁二烯在900g环己烷中溶解，30min完全溶解均匀之后和90g顺丁橡胶BR9000聚合胶液一同加入到三口瓶中，采用普通机械搅拌器搅拌，设定温度为65℃、转速为200r/min，30min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
对比例3
本对比例的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的制备，步骤如下：
称取10g间同1,2-聚丁二烯加入到环己烷和正己烷质量比1:1的混合溶液(环己烷450g、正己烷450g)中溶解，1小时完全溶解之后和90g顺丁橡胶BR9000聚合胶液一同加入到行星搅拌机中，设定温度为65℃、转速为200r/min(其中，两个麻花搅拌桨顺时针搅拌，转速为200r/min；两个高速分散轴逆时针搅拌，转速为900r/min)，15min后混合均匀，形成稳定的混合胶液；冷却至室温后，倒入到无水乙醇溶液中絮凝，静置10min后形成絮状物胶料，将其放入通风橱中将溶剂挥发4h后，放入烘箱中，70℃干燥10h，制得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的改性生胶。
将100g改性生胶、5g氧化锌、2g硫磺、10g芳烃油、50g炭黑、2g硬脂酸、2g促进剂NS以及3g防老剂RD按照GB/T8660-2008公开的方法进行混炼。将混炼后的胶料放入预先加热到145℃的模具中，经过平板硫化机反复排气后保持恒定压力和温度，硫化30分钟后，得到间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶。
微观结构观测
对实施例3制备的间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶进行电镜扫描观测，电镜扫描观测结果如图1所示。根据图1显示可知，在实施例3制备的间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶中，间同1,2-聚丁二烯起到补强填料的作用，分散均匀，几乎不发生团聚现象，间同1,2-聚丁二烯分散在顺丁橡胶中改性过程中，间同1,2-聚丁二烯和顺丁橡胶两相混合形成“海岛”结构，岛相(分散相间同1,2-聚丁二烯)以不连续的类似海上孤岛的形式分散在海相(连续相顺丁橡胶)基体中，融合充分，大部分地体现了海相的性能，同时体现出岛相对海相宏观性能的改性效果，同时粒径较小，改性作用十分明显。
而对比例1制备的间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶的电镜扫描观测结果如图2所示。根据图2显示可知，在对比例1传统干法共混的方式制备的间同1,2-聚丁二烯改性的顺丁橡胶中，间同1,2-聚丁二烯和顺丁橡胶两相存在明显的分界线，间同1,2-聚丁二烯没有很好地分散到顺丁橡胶中，所得的改性胶在有外力的情况下很容易被破坏，改性效果不明显，改性胶的性能也将明显低于实施例3制备的改性胶。
性能测试
对实施例1-6及对比例1-3制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶进行性能测试，包括最低转矩(ML，单位：dNm)、最高转矩(MH，单位：dNm)、焦烧时间(T10，单位：min)、工艺正硫化时间(T90，单位：min)、门尼粘度(MLM1M4M100℃，单位：°)、拉伸强度(单位：MPa)、硬度(单位：邵A)以及撕裂强度(单位：kN/m)等性能测试，测试项目及测试结果如下表1所示。
表1实施例1-6及对比例1-3的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的性能测试结果
根据上表1的测试结果，由实施例1-6制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶与对比例1制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的机械性能对比可知，采用本发明的制备方法制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶相较于采用传统干法机械共混方式制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶具有更加优异的机械性能。而由实施例1-6制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶与对比例2制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的机械性能对比可知，当间同1,2-聚丁二烯的有机溶剂溶液与顺丁橡胶胶液的混合采用常规搅拌器搅拌时，制备获得间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶相较采用行星搅拌机搅拌混合制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的机械性能稍差。此外，由实施例1-6制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶与对比例3制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的机械性能对比可知，采用单一有机溶剂溶解间同1,2-聚丁二烯而制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶，其机械性能相较采用混合有机溶剂溶解间同1,2-聚丁二烯而制备的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶的机械性能更优异。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，本说明书为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。而且，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。
应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种制备间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料的方法，其特征在于，具有如下步骤：
S1、将间同1,2-聚丁二烯溶解在溶剂中，获得间同1,2-聚丁二烯溶液；
S2、将间同1,2-聚丁二烯溶液与顺丁橡胶胶液混合，搅拌混合均匀，获得稳定的混合胶液；
S3、所述混合胶液经絮凝、静置、挥发、干燥，获得所述间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为环己烷、正己烷、丙酸丁酯或1,2-二氯乙烷；且所述溶剂的用量为间同1,2-聚丁二烯的质量和顺丁橡胶胶液的质量的总和的3-10倍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂的用量为间同1,2-聚丁二烯的质量和顺丁橡胶胶液质量的总和的6-9倍。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按占所述间同1,2-聚丁二烯的质量与所述顺丁橡胶胶液的质量总和的百分比计，所述间同1,2-聚丁二烯的用量为5wt％～30wt％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按占所述间同1,2-聚丁二烯的质量与所述顺丁橡胶胶液的质量总和的百分比计，所述间同1,2-聚丁二烯的用量为10wt％～20wt％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述顺丁橡胶胶液的质量浓度为53.6kg/m3～67kg/m3。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌是采用行星搅拌机在温度为45℃-80℃、公转转速为100r/min-300r/min的条件下搅拌10-15min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌是采用行星搅拌机在温度为65℃、转速为200r/min的条件下搅拌10-15min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静置是在室温或室温以下静置10-20min；和/或，所述干燥是在70℃～90℃干燥8～10h。
10.一种间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备获得。
11.一种橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：
生胶100份、炭黑50份、芳烃油10份、活性剂7份、防老剂3份、硫磺2份以及促进剂2份，所述生胶为权利要求10所述的间同1,2-聚丁二烯改性顺丁橡胶复合材料。
12.根据权利要求11所述的橡胶组合物，其特征在于，按占所述橡胶组合物的重量份数计，所述活性剂由氧化锌5份及硬脂酸2份组成；和/或，所述防老剂包括防老剂RD；和/或，所述促进剂包括促进剂NS。
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