CN115716946A - 一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物。所述橡胶组合物包括：二烯烃弹性体70‑100份，硅烷偶联剂1‑10份，炭黑10‑40份，增塑剂柠檬酸酯2‑30份，防老剂2‑10份，氧化锌1‑7份，硬脂酸1‑5份，硫化剂1‑4份，促进剂1‑5份，白炭黑10‑70份。本发明所制备的橡胶材料具有环保性、低温性能好、耐磨性突出且稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物。
背景技术
随着轮胎行业的发展，对节能环保、安全性能的要求越来越高，2010年欧盟发布了限制多环芳烃(PAH)含量较高的传统芳烃油应用的REACH法规，加之我国2020年9月在联合国大会上提出的“碳达峰、碳中和”目标，所以寻找和开发一种可替代石油系芳烃油的增塑剂，并将其应用于轮胎胶料中，更为急迫且具备重要价值。
此外，雪地胎作为专用于冬季气候条件下的轮胎，对胶料的低温性能要求比较高，通常通过采用特殊的配方体系，降低胶料的玻璃化转变温度(Tg)，使其在低温下具备较低的模量和较好的柔软性，但是提升其低温性能的同时，轮胎的耐磨性会变差，且产生的磨屑会对环境产生污染。
综上，需要提供一种综合性能高的橡胶组合物。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物。
一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物，所述橡胶组合物包括：二烯烃弹性体70-100份，硅烷偶联剂1-10份，炭黑10-40份，增塑剂柠檬酸酯2-30份，防老剂2-10份，氧化锌1-7份，硬脂酸1-5份，硫化剂1-4份，促进剂1-5份，白炭黑10-70份。
进一步的，所述二烯烃弹性体为顺式-1,4-聚异戊二烯、3,4-结构聚异戊二烯、顺式-1,4-聚丁二烯中的至少一种，更为优选的所述3,4-结构聚异戊二烯为铁系催化聚合产物，其中3,4(+1,2)结构含量占比为50％
进一步的，所述柠檬酸酯为无色或淡黄色透明液体，包括柠檬酸三乙酯TEC、柠檬酸三丁酯TBC、柠檬酸三正己酯THC和柠檬酸三辛酯TOC，以及各自的乙酰基化合物中的至少一种。
进一步的，所述柠檬酸酯为柠檬酸三丁酯TBC、柠檬酸三正己酯THC和柠檬酸三辛酯TOC中的至少一种。
进一步的，所述柠檬酸酯为柠檬酸三丁酯TBC，其酸酯mgKOH/g为0.2，黏度为31.8mPa·s、25℃，相对密度为1.037-1.045、25℃。
进一步的，所述二氧化硅BET比表面积90～210㎡/g
进一步的，所述二氧化硅BET比表面积为115～185㎡/g。
进一步的，所述二氧化硅BET比表面积为165㎡/g。
进一步的，所述炭黑粒径为10～100nm。
进一步的，所述炭黑粒径为20～40nm。
有益效果：
(1)本发明寻找并提供了一种可以替代石油基增塑剂的生物基环保增塑剂柠檬酸酯，该增塑剂完全环保、无毒，采用常规生产工艺即可进行胶料的生产、制备，且环保无污染，符合国家“双碳”政策。
(2)本发明所制备的胎面胶料，具有较为优异的低温性能，同时具备较好的耐磨性能，克服了市面上大多数轮胎材料在具备低温性能时，胶料耐磨性较差的缺点。
具体实施方式
试验例
如表1所示，对比例为一种通用冬季轮胎胎面材料，实施例与对比例的主要差异在于采用柠檬酸酯增塑剂替换对比例中的环保芳烃油，具体原料组份详见表1。
表1
取实施例和对比例所述材料制成的胶料，进行检测试验，其结果表2所示：
表2
与对比例相比，实施例1中含柠檬酸酯橡胶组合物主要力学性能拉伸性能和撕裂强度保持持平，说明本发明提供的含柠檬酸酯增塑剂橡胶组合物可以替代含石油基芳烃油橡胶组合物；
与对比例相比，实施例1中含柠檬酸酯橡胶组合物的DIN磨耗性能提升19.8％；-25℃下的储能模量提升降低42.6％，代表胶料的低温性能提升42.6％，即本发明所提供的含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物具有优异的低温性能，同时还能提高胶料的耐磨性能。
与对比例相比，实施例2在实施例1的基础上并用了3,4-结构聚异戊二烯，并用后橡胶组合物的DIN磨耗性能提升15.2％，-25℃下的储能模量提升降低24.6％，代表胶料的低温性能提升24.6％，0℃tanδ提升6.4％，代表胶料的抗湿滑性能提升，其余力学性能基本持平。这表明3,4-结构异戊二烯由于侧基上存在双键，与柠檬酸酯同时应用于橡胶组合物中，能够减少柠檬酸酯带来的湿滑性能降低，提升胶料的抗湿滑性能，同时也会使DIN磨耗和低温下储能模量提升幅度减小。
本发明的环保增塑剂柠檬酸酯无毒，将本发明所述柠檬酸酯应用于胎面胶中，能够使胶料具备优异的加工性能和低温性能，同时提升耐磨性能，在与3,4-结构异戊二烯并用后，还能提升胶料的抗湿滑性能。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包括：二烯烃弹性体70-100份，硅烷偶联剂1-10份，炭黑10-40份，增塑剂柠檬酸酯2-30份，防老剂2-10份，氧化锌1-7份，硬脂酸1-5份，硫化剂1-4份，促进剂1-5份，白炭黑10-70份。
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二烯烃弹性体为顺式-1,4-聚异戊二烯、3,4-结构聚异戊二烯、顺式-1,4-聚丁二烯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述柠檬酸酯为无色或淡黄色透明液体，包括柠檬酸三乙酯TEC、柠檬酸三丁酯TBC、柠檬酸三正己酯THC和柠檬酸三辛酯TOC，以及各自的乙酰基化合物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述柠檬酸酯为柠檬酸三丁酯TBC、柠檬酸三正己酯THC和柠檬酸三辛酯TOC中的至少一种。
5.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述柠檬酸酯为柠檬酸三丁酯TBC，其酸酯mgKOH/g为0.2，黏度为31.8mPa·s、25℃，相对密度为1.037-1.045、25℃。
6.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅BET比表面积90～210㎡/g。
7.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅BET比表面积为115～185㎡/g。
8.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅BET比表面积为165㎡/g。
9.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑粒径为10～100nm。
10.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑粒径为20～40nm。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211547480.4A CN115716946A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种含有柠檬酸酯的绿色环保橡胶组合物 |
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Publications (1)
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| CN115716946A true CN115716946A (zh) | 2023-02-28 |
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|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5104941A (en) * | 1990-05-18 | 1992-04-14 | Huels Aktiengesellschaft | 3,4-polyisoprene-containing rubber blend mixtures for tire treads |
| CA2047899A1 (en) * | 1991-07-25 | 1993-01-26 | John Joseph Andre Verthe | Rubber blend and tire with tread thereof |
| CN113024903A (zh) * | 2019-12-25 | 2021-06-25 | 张婷 | 一种二氧化硅增强顺丁橡胶轮胎的制备方法 |
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2022
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