CN116355292A - 一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎 - Google Patents

一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎 Download PDF

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CN116355292A CN202310360496.2A CN202310360496A CN116355292A CN 116355292 A CN116355292 A CN 116355292A CN 202310360496 A CN202310360496 A CN 202310360496A CN 116355292 A CN116355292 A CN 116355292A
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Abstract

本申请涉及橡胶材料领域，具体公开了一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎，高导热低生热橡胶包括以下重量份的原料：天然胶100份；补强料38‑51份；硬脂酸1‑3份；防老剂1.5‑2.5份；硅烷偶联剂1‑2份；碳纳米管分散料0.5‑2份；增粘树脂1‑2份；不溶性硫磺1.5‑3.0份；促进剂0.5‑1.2份；硫化剂0.5‑1.0份；抗硫化返原剂0.1‑0.5份；防焦剂0.1‑0.3份。高导热低生热橡胶的制备方法包括一段母胶炼胶步骤、二段母胶炼胶步骤和终炼步骤。一种轮胎，采用上述高导热低生热橡胶制得。得到的橡胶导热性佳、压缩生热低，且拉伸强度高；制备得到的轮胎能够具有高导热低生热的优点。

Description

一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎
技术领域
本申请涉及橡胶材料领域，更具体地说，它涉及一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎。
背景技术
63寸全钢巨型工程机械子午线轮胎，轮胎直径可达到4.03m，质量可达5.8t，断面宽可达到1496mm，为目前世界最大尺寸全钢巨型工程机械子午线轮胎。63寸轮胎胎肩厚度可高达220mm，肩垫胶是用于轮胎中最厚的位置以连接胎体、胎面胶及带束层胶。
63寸全钢巨型工程机械子午线轮胎一般用于高载荷、载重量大的使用环境中，而轮胎使用的肩垫胶制备主要是以天然橡胶为主，天然橡胶是一种热的不良导体，子午线轮胎由于承载量重，轮胎使用的肩垫胶一般较厚，又在环境特殊的工况下使用，轮胎的周期性载荷生热很大，肩垫胶受胎肩部位压缩应变频率高，内部温度极易升高却无法及时导出，从而形成热积累，导致橡胶老化加快、橡胶拉伸性能降低，进而使得轮胎较厚的部位肩垫胶处发生肩空，造成轮胎早期损坏现象，缩短轮胎使用寿命。
发明内容
本申请提供一种高导热低生热橡胶及其制备方法、轮胎，得到的橡胶导热性佳、压缩生热低，且拉伸强度高；制备得到的轮胎能够在复杂的工况下长久使用，具有高导热低生热的优点，能够有效延长轮胎的使用寿命。
第一方面，本申请提供一种高导热低生热橡胶，采用如下的技术方案：
一种高导热低生热橡胶，包括以下重量份的原料：天然胶100份；补强料38-51份；硬脂酸1-3份；防老剂1.5-2.5份；硅烷偶联剂1-2份；碳纳米管分散料0.5-2份；增粘树脂1-2份；不溶性硫磺1.5-3.0份；促进剂0.5-1.2份；硫化剂0.5-1.0份；抗硫化返原剂0.1-0.5份；防焦剂0.1-0.3份；所述碳纳米管分散料中包括6-10wt％的单壁碳纳米管和8-10wt％的氧化淀粉、10-20wt％的含偶联剂的明胶溶液和液体顺丁橡胶余量。
进一步的，天然胶选用3#烟片胶，拉伸强度为25MPa-30MPa，伸长率为450％-500％，以保证橡胶材料的综合物理性能。
进一步的，抗硫化返原剂选用1,3双(柠糠酰亚胺甲基)苯，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
进一步的，防老剂选用2,2,4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺；其质量比为1:(0.5-3)，进一步优选质量比为1:3。
进一步的，所述硫化剂为1,1′-二硫代双已内酰胺；防焦剂选用N-环己基硫代邻苯二甲酞亚胺。硫化剂具有耐热、耐疲劳、抗还原的特点，防焦剂在橡胶硫化过程中主要起到防止胶料焦烧的作用，保证硫化胶料性能。
采用单壁碳纳米管、氧化淀粉、含偶联剂的明胶溶液以及液体顺丁橡胶作为碳纳米管分散料，以液体顺丁橡胶作为基质，在一定条件下，含偶联剂的明胶溶液能够与氧化淀粉交联，以使得碳纳米管分散料在内部形成紧密的碳纳米管网状导热结构，能够将橡胶内部积累的热量很好的传递出来，显著改善橡胶材料的导热性能，并降低橡胶材料在复杂工况下的压缩生热。
含偶联剂的明胶溶液不仅能有效促进各组分之间的有效结合，还能够改善碳纳米管分散料在橡胶体系中的分散性能，并且进一步与增粘树脂配合，改善体系交联密度稳定性，进一步提高橡胶材料的拉伸强度。
选用1,3双(柠糠酰亚胺甲基)苯作为抗硫化返原剂，促进剂选用N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，以热稳定的碳-碳交联键补偿因返原而破坏的硫磺交联键，从而保持橡胶内部的交联密度稳定性，使得硫化胶料能够保持良好的性能，与不溶性硫磺、促进剂和补强料配合，能够有效提高橡胶材料的拉伸强度，辅助改善橡胶材料的耐热老化性能，延长橡胶使用寿命。
优选的，所述含偶联剂的明胶溶液包括氨基偶联剂10-20wt％和明胶水溶液80-90wt％。
优选的，所述碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将单壁碳纳米管与氧化淀粉混合均匀得到混合料，加热液体顺丁橡胶并搅拌，向加热后的液体顺丁橡胶中同时加入混合料和含偶联剂的明胶溶液，混合得到膏状形态的碳纳米管分散料。
进一步的，氧化淀粉氧化度为40-60％，明胶水溶液的质量浓度为15-22％。
通过采用上述技术方案，氨基偶联剂不仅能够起到良好的活化作用，促进碳纳米管网状导热结构的生成，还能起到优良的分散作用，以利于碳纳米管分散料能够均匀充斥整个橡胶体系，起到良好的导热效果，并辅助改善橡胶材料的力学性能。
对液体顺丁橡胶进行预热，能够进一步促进纳米管网状导热结构的形成，从而在体系形成紧密的导热网状结构，有效改善橡胶材料的导热性能，降低压缩生热，进而延长橡胶的使用寿命。
优选的，所述单壁碳纳米管的平均管径1.5-2nm、平均长度4-8μm、比表面积155-180m2/g。
通过采用上述技术方案，选用特定规格参数的单壁碳纳米管，不仅能够起到优异的导热作用，还能起到良好的补强作用，有效改善橡胶的导热性能和力学性能。
优选的，所述补强料包括氧化锌、炭黑和白炭黑中的至少两种。
优选的，所述补强料包括以下重量份的组分：炭黑30-35份，白炭黑5-10份，氧化锌3-6份。
进一步的，炭黑选用粗粒径炭黑N660，白炭黑为沉淀法白炭黑，比表面积为165m2/g，
通过采用上述技术方案，由于采用炭黑N660和白炭黑进行复配，能够降低硫化胶料生热性能，提高胶料弹性和拉伸强度，氧化锌能够作为硫化活性剂，促进橡胶交联密度的提高，选用炭黑、白炭黑和氧化锌进行配合，能够辅助提高橡胶的耐热老化性能，降低生热，提高弹性，延长橡胶使用寿命。
优选的，所述增粘树脂为丁基苯酚和乙炔的缩合物。
通过采用上述技术方案，增粘树脂中含有酚羟基，含偶联剂的明胶溶液中含有氨基，在炼胶过程中能够进一步结合增强分子间作用力，进一步促进碳纳米管分散料在体系形成紧密的导热网状结构，改善橡胶导热性能的同时提高其拉伸强度。
优选的，所述硅烷偶联剂为双-[y-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂能够对补强料进行活化、分散，显著改善补强料组分在体系中的分散性，促进其效用发挥，使得各组分之间更好的结合。
第二方面，本申请提供一种高导热低生热橡胶的制备方法，采用如下的技术方案：一种高导热低生热橡胶的制备方法，包括如下步骤：
一段母胶炼胶步骤：将天然胶进行塑炼，加入补强料、硬脂酸、增粘树脂和防老剂混炼后再加入硅烷偶联剂混炼，得到胶料，将胶料翻炼冷却后得到一段母胶；
二段母胶炼胶步骤：将一段母胶和碳纳米管分散料进行混炼，翻炼冷却后得到二段母胶；终炼步骤：将二段母胶与不溶性硫磺、促进剂、硫化剂、防焦剂和抗硫化返原剂进行密炼，翻炼冷却后得到橡胶。
进一步的，在一段母胶炼胶步骤中，天然胶进行塑炼后得到塑炼胶，塑炼胶、补强料、硬脂酸、增粘树脂和防老剂按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在110-140℃；混炼时间30-60s；加入硅烷偶联剂，压上顶栓胶温控制在120-160℃，混炼时间2-4min；排胶至螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放6-8h，制得一段母胶；
进一步的，在二段母胶炼胶步骤中，一段母胶和碳纳米管分散料按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在120-140℃，炼胶时间为2-3min，螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放6-8h，制得二段母胶；
进一步的，在终炼步骤中，密炼机保持转子低速30rpm，上顶栓压力30N/cm2；将二段母胶加入密炼机中同时加入不溶性硫磺、促进剂、防焦剂、抗硫化返原剂，按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼；胶温控制在100-110℃，炼胶时间为2-3min；排胶至开炼机，翻炼冷却胶料，翻炼冷却胶料得到橡胶制品。
通过采用上述制备方法并配合特定组分，得到的橡胶导热性佳、压缩生热低，且拉伸强度高。
第三方面，本申请提供一种轮胎，采用如下的技术方案：
一种轮胎，轮胎采用上述的高导热低生热橡胶制得。
通过采用上述技术方案，制备得到的轮胎能够在复杂的工况下长久使用，具有高导热低生热的优点，轮胎的使用寿命长。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、采用单壁碳纳米管、氧化淀粉、含偶联剂的明胶溶液以及液体顺丁橡胶作为碳纳米管分散料，以液体顺丁橡胶作为基质，在一定条件下，含偶联剂的明胶溶液能够与氧化淀粉交联，以使得碳纳米管分散料在内部形成紧密的碳纳米管网状导热结构，能够将橡胶内部积累的热量很好的传递出来，显著改善橡胶材料的导热性能，并降低橡胶材料在复杂工况下的压缩生热。
2、选用1,3双(柠糠酰亚胺甲基)苯作为抗硫化返原剂，促进剂选用N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，以热稳定的碳-碳交联键补偿因返原而破坏的硫磺交联键，从而保持橡胶内部的交联密度稳定性，使得硫化胶料能够保持良好的性能，与不溶性硫磺、促进剂和补强料配合，能够有效提高橡胶材料的拉伸强度，辅助改善橡胶材料的耐热老化性能，延长橡胶使用寿命。
3、增粘树脂中含有酚羟基，含偶联剂的明胶溶液中含有氨基，在炼胶过程中能够进一步结合增强分子间作用力，进一步促进碳纳米管分散料在体系形成紧密的导热网状结构，改善橡胶导热性能的同时提高其拉伸强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。除特殊说明外，原料均为普通市售原料。
在目前的研究中，为了改善橡胶的导热性能，延长轮胎的使用寿命，研发人员尝试使用碳纳米管等高导热材料来制备高导热的橡胶复合材料，但在研究过程中发明人发现如果直接加入碳纳米管这类高导热材料，由于其结构的特殊性(碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm)，其很难在橡胶体系分散并与橡胶及其他原料相结合发挥材料导热性能，反而容易形成团聚影响硫化胶力学性能。在进一步的研究过程中，发明人发现，即使先对单壁碳纳米管进行表面改性，例如采用硅烷偶联剂的表面活性剂对其进行预处理，虽然可以在一定程度上改善单壁碳纳米管的分散性，但得到的橡胶材料依旧存在导热不均匀，压缩生热较高的情况，而通过进一步研究发现，选用特定的单壁碳纳米管并配合氧化淀粉、含偶联剂的明胶溶液和液体顺丁橡胶，在一定条件下制成预分散改性品，炼胶过程中仅需要混炼二段母胶过程中加入即可，采用一般的混炼工艺即可将单壁碳纳米管分散料均匀分布于橡胶体系中并起到优良的导热作用，形成碳纳米管网状导热结构，还能进一步保证橡胶体系的交联密度并改善橡胶的拉伸性能。
碳纳米管分散料制备例
制备例1
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将单壁碳纳米管与氧化淀粉混合均匀得到混合料，加热液体顺丁橡胶至40℃并搅拌，向加热后的液体顺丁橡胶中同时加入混合料和含偶联剂的明胶溶液，混合得到膏状形态的碳纳米管分散料；
其中单壁碳纳米管6份，氧化淀粉8份，含偶联剂的明胶溶液10份，液体顺丁橡胶76份；氧化淀粉氧化度40％，单壁碳纳米管的平均管径1.5-1.8nm、平均长度4-6μm、比表面积155-170m2/g；
含偶联剂的明胶溶液包括氨基偶联剂20wt％和明胶水溶液80wt％；明胶水溶液的质量浓度为22％。
制备例2
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将单壁碳纳米管与氧化淀粉混合均匀得到混合料，加热液体顺丁橡胶至45℃并搅拌，向加热后的液体顺丁橡胶中同时加入混合料和含偶联剂的明胶溶液，混合得到膏状形态的碳纳米管分散料；
其中单壁碳纳米管10份，氧化淀粉10份，含偶联剂的明胶溶液20份，液体顺丁橡胶60份；氧化淀粉氧化度50％，单壁碳纳米管的平均管径1.5-1.8nm、平均长度4-6μm、比表面积155-170m2/g；
含偶联剂的明胶溶液包括氨基偶联剂10wt％和明胶水溶液90wt％，明胶水溶液的质量浓度为15％。
制备例3
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将单壁碳纳米管与氧化淀粉混合均匀得到混合料，加热液体顺丁橡胶至40℃并搅拌，向加热后的液体顺丁橡胶中同时加入混合料和含偶联剂的明胶溶液，混合得到膏状形态的碳纳米管分散料；
其中单壁碳纳米管8份，氧化淀粉8份，含偶联剂的明胶溶液16份，液体顺丁橡胶68份；氧化淀粉氧化度60％，单壁碳纳米管的平均管径1.8-2nm、平均长度6-8μm、比表面积170-180m2/g；
含偶联剂的明胶溶液包括氨基偶联剂16wt％和明胶水溶液84wt％，明胶水溶液的质量浓度为20％。
制备例4
与制备例3的不同之处在于，单壁碳纳米管的平均管径1.8-1.9nm、平均长度5-6μm、比表面积160m2/g；其余均与制备例3相同。
对比制备例1
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将8份单壁碳纳米管与90份液体顺丁橡胶和2份硅烷偶联剂混匀。
对比制备例2
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将88份液体顺丁橡胶加热至40℃并搅拌，随后加入单壁碳纳米管8份与氧化淀粉4份混合均匀。
对比制备例3
碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将88份液体顺丁橡胶加热至40℃并搅拌，随后加入单壁碳纳米管8份与明胶水溶液4份并混合均匀，明胶水溶液的质量浓度为20％。
实施例
实施例1
一种高导热低生热橡胶，包括以下原料：天然胶100份；补强料38份；硬脂酸3份；防老剂1.5份；硅烷偶联剂1份；制备例1得到的碳纳米管分散料0.5份；增粘树脂1份；不溶性硫磺1.5份；促进剂0.5份；硫化剂0.5份；抗硫化返原剂0.1份；防焦剂0.1份；
其中防老剂选用2,2,4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺；其质量比为1:0.5；补强料包括30份炭黑N660和8份氧化锌。
高导热低生热橡胶，包括以下制备步骤：
一段母胶炼胶步骤：天然胶进行塑炼后得到塑炼胶，塑炼胶、补强料、硬脂酸、增粘树脂和防老剂按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在140℃；混炼时间60s；加入硅烷偶联剂，压上顶栓胶温控制在120℃，混炼时间2min；排胶至螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放6h，制得一段母胶；
二段母胶炼胶步骤：一段母胶和碳纳米管分散料按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在120℃，炼胶时间为2-3min，螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放8h，制得二段母胶；
终炼步骤：密炼机保持转子低速30rpm，上顶栓压力30N/cm2；将二段母胶加入密炼机中同时加入不溶性硫磺、促进剂、防焦剂、抗硫化返原剂，按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼；胶温控制在100℃，炼胶时间为2-3min；排胶至开炼机，翻炼冷却胶料得到橡胶制品。
实施例2
一种高导热低生热橡胶，包括以下原料：天然胶100份；补强料45份；硬脂酸1份；防老剂2份；硅烷偶联剂2份；制备例1得到的碳纳米管分散料1.2份；增粘树脂1份；不溶性硫磺2份；促进剂1份；硫化剂0.8份；抗硫化返原剂0.2份；防焦剂0.3份；
其中防老剂选用2,2,4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺；其质量比为1:1.5；补强料包括35份炭黑N660和10份白炭黑；
高导热低生热橡胶的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种高导热低生热橡胶，包括以下原料：天然胶100份；补强料44份；硬脂酸1份；防老剂2.5份；硅烷偶联剂1份；制备例1得到的碳纳米管分散料1份；增粘树脂2份；不溶性硫磺3份；促进剂1.2份；硫化剂0.8份；抗硫化返原剂0.5份；防焦剂0.2份；
防老剂选用2,2,4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺；其质量比为1:3；补强料包括炭黑30份，白炭黑8份和氧化锌6份；
高导热低生热橡胶的制备方法与实施例1相同。
实施例4
与实施例3的区别在于，选用制备例2得到的碳纳米管分散料，其余均与实施例3相同。
实施例5
与实施例3的区别在于，选用制备例3得到的碳纳米管分散料，其余均与实施例3相同。
实施例6
与实施例3的区别在于，选用制备例4得到的碳纳米管分散料，其余均与实施例3相同。
实施例7
与实施例6的区别在于，补强料包括炭黑40份，白炭黑5份和氧化锌5份，其余均与实施例6相同。
实施例8
与实施例6的区别在于，硅烷偶联剂选用硅烷偶联剂KH550，其余均与实施例6相同。
实施例9
与实施例7的区别在于，高导热低生热橡胶，包括以下制备步骤：
一段母胶炼胶步骤：天然胶进行塑炼后得到塑炼胶，塑炼胶、补强料、硬脂酸、增粘树脂和防老剂按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在120℃；混炼时间60s；加入硅烷偶联剂，压上顶栓胶温控制在143℃，混炼时间2min；排胶至螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放8h，制得一段母胶；
二段母胶炼胶步骤：一段母胶和碳纳米管分散料按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼，压上顶栓胶温控制在135℃，炼胶时间为2-3min，螺杆挤出机下片控制胶片厚度为5-7mm，输送至开炼机，翻炼冷却胶料，卷曲胶料停放8h，制得二段母胶；
终炼步骤：密炼机保持转子低速30rpm，上顶栓压力30N/cm2；将二段母胶加入密炼机中同时加入不溶性硫磺、促进剂、防焦剂、抗硫化返原剂，按照70-75％的填充系数加入到密炼机中混炼；胶温控制在110℃，炼胶时间为2-3min；排胶至开炼机，翻炼冷却胶料得到橡胶制品。
对比例
对比例1
与实施例9的不同在于，选用对比制备例1制得的碳纳米管分散料，其余均与实施例9相同。
对比例2
与实施例9的不同在于，选用对比制备例2制得的碳纳米管分散料，其余均与实施例9相同。
对比例3
与实施例9的不同在于，选用对比制备例3制得的碳纳米管分散料，其余均与实施例9相同。
对比例4
与实施例9的区别在于，采用单壁碳纳米管替代碳纳米管分散料，其余均与实施例9相同。
对比例5
与实施例9的不同在于，补强料为40份炭黑N375，其余均与实施例9相同。
对比例6
与实施例9的区别在于，采用脂肪烃C5树脂替代增粘树脂，其余均与实施例9相同。
性能检测试验
将实施例1-9和对比例1-6制得的样品根据GB/T 528-2009进行拉伸强度的测定，根据GB/T1687.3-2016进行压缩生热的测定，结果记录于表1。
根据GB/T 10294-2008进行导热性能的测定，橡胶导热系数性能测试：在JTKD-II快速导热系数测试仪检测，测试原理:测试方法为瞬态法，利用试样非稳态传热的物理特性，通过附带加热和高精度温度传感器的测试膜，对试件表面的温度变化率进行高速采集，数值越高导热性能越好。
根据GB/T 30193-2013进行轮胎耐久试验，由于轮胎的制作成本较高，即采用实施例9和对比例1-4得到的橡胶材料制成轮胎并进行轮胎耐久试验测试：持续时间24h，轮胎负荷：82500KN，试验转鼓速度：15km/h，进行耐久试验胎肩测温，结果记录于表2。
表1
Figure BDA0004164933890000091
Figure BDA0004164933890000101
表2
实施例9 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
耐久试验胎肩测温/℃ 57 82 92 96 90
通过实施例1-9并结合表1可以看到，通过本申请得到的橡胶导热性佳、压缩生热低，且拉伸强度高；制备得到的轮胎能够在复杂的工况下长久使用，具有高导热低生热的优点，轮胎寿命长。
结合实施例9和对比例1-4并结合表1-2可以看到，在碳纳米管分散料的制备过程中，缺少相应组分如氧化淀粉、含明胶的水溶液或对组分进行替换，都无法有效改善橡胶材料的导热性能、降低压缩生热，这是由于采用单壁碳纳米管、氧化淀粉、含偶联剂的明胶溶液以及液体顺丁橡胶作为碳纳米管分散料，以液体顺丁橡胶作为基质，在一定条件下，含偶联剂的明胶溶液能够与氧化淀粉交联，以使得碳纳米管分散料在内部形成紧密的碳纳米管网状导热结构，能够将橡胶内部积累的热量很好的传递出来，从而显著改善橡胶材料的导热性能、降低压缩生热，同时提高橡胶材料的拉伸强度，显著改善橡胶材料的耐热老化性能，延长橡胶使用寿命。
结合实施例9和对比例5并结合表1-2可以看到，仅采用炭黑N375作为补强料，硫化胶料生热升高，胶料弹性和拉伸强度下降，橡胶交联密度的会有所降低，从而影响橡胶材料的综合性能。
结合实施例9和对比例6并结合表1-2可以看到，脂肪烃C5树脂替代增粘树脂后，橡胶材料的综合性能也有所下降，这是由于本申请的增粘树脂为丁基苯酚和乙炔的缩合物，含有酚羟基，含偶联剂的明胶溶液中含有氨基，在炼胶过程中能够结合增强分子间作用力，进一步促进碳纳米管分散料在体系形成紧密的导热网状结构，改善橡胶导热性能的同时提高其拉伸强度和耐热老化性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高导热低生热橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然胶100份；补强料38-51份；硬脂酸1-3份；防老剂1.5-2.5份；硅烷偶联剂1-2份；碳纳米管分散料 0.5-2份；增粘树脂1-2份；不溶性硫磺1.5-3.0份；促进剂0.5-1.2份；硫化剂0.5-1.0份；抗硫化返原剂0.1-0.5份；防焦剂0.1-0.3份；所述碳纳米管分散料中包括6-10wt%的单壁碳纳米管和8-10wt%的氧化淀粉、10-20wt%的含偶联剂的明胶溶液和液体顺丁橡胶余量。
2.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述含偶联剂的明胶溶液包括氨基偶联剂10-20wt%和明胶水溶液80-90wt%。
3.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述碳纳米管分散料经由以下步骤制得：将单壁碳纳米管与氧化淀粉混合均匀得到混合料，加热液体顺丁橡胶并搅拌，向加热后的液体顺丁橡胶中同时加入混合料和含偶联剂的明胶溶液，混合得到膏状形态的碳纳米管分散料。
4.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述单壁碳纳米管的平均管径1.5-2nm、平均长度4-8μm、比表面积155-180m2/g。
5.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述补强料包括氧化锌、炭黑和白炭黑中的至少两种。
6.根据权利要求5所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述补强料包括以下重量份的组分：炭黑30-35份，白炭黑5-10份，氧化锌3-6份。
7.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述增粘树脂为丁基苯酚和乙炔的缩合物。
8.根据权利要求1所述的高导热低生热橡胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为双-[y -(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高导热低生热橡胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
一段母胶炼胶步骤：将天然胶进行塑炼，加入补强料、硬脂酸、增粘树脂和防老剂混炼后再加入硅烷偶联剂混炼，得到胶料，将胶料翻炼冷却后得到一段母胶；
二段母胶炼胶步骤：将一段母胶和碳纳米管分散料进行混炼，翻炼冷却后得到二段母胶；
终炼步骤：将二段母胶与不溶性硫磺、促进剂、硫化剂、防焦剂和抗硫化返原剂进行密炼，翻炼冷却后得到橡胶。
10.一种轮胎，其特征在于，所述轮胎采用权利要求1-8任一项所述的高导热低生热橡胶制得。
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