一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其原料按重量份數(shù)包括：粉末丁苯橡膠80-100份，納米黃土粉體8-13份，端羥基液體丁苯橡膠15-20份，蒙脫土5-7份，氫氧化鋁13-20份，硫酸鈣晶須18-23份，爐法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促進(jìn)劑NS0.7-0.92份，1,3-二苯基胍0.23-0.5份，氧化鋅1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2-3份；粉末丁苯橡膠的苯乙烯的含量為25-30%，門尼粘度(ML1+4,100℃)52-57；端羥基液體丁苯橡膠的苯乙烯的含量為23.4-26.5%，粘度為14.4-16.2Pa.s。本發(fā)明還公開了一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法。
【專利說明】一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及丁苯橡膠【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丁苯橡膠(SBR)，又稱聚苯乙烯丁二烯共聚物，其物理機(jī)構(gòu)性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，丁苯橡膠是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，有乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠。丁苯橡膠是淺黃褐色彈性固體，密度隨苯乙烯含量的增加而變大，耐油性差，但介電性能較好，橡膠抗拉強(qiáng)度只有20-35千克力/平方厘米，粉末丁苯橡膠PSBR是在丁苯橡膠的基礎(chǔ)上接枝其它單體，它除了具有SBR顯著改善制品低溫性能特點(diǎn)外，丁苯橡膠還能明顯改善浙青的高溫性能。同時(shí)本產(chǎn)品也可用于橡膠制品、塑料制品、石油樹脂等改性，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域，目前雖然研制出多種應(yīng)用于輪胎的丁苯橡膠材料，但是仍滿足不了需求，如何制備一種承受強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，硬度大，防滑、耐熱性能優(yōu)異的高性能輪胎用丁苯橡膠材料成為目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料及其制備方法，所述復(fù)合材料應(yīng)力承受強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，硬度大，防滑、耐熱性能優(yōu)異，可用于各種輪胎的制造使用。
[0004]本發(fā)明提出的一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其原料按重量份數(shù)包括:`[0005]粉末丁苯橡膠80-100份，納米黃土粉體8-13份，端羥基液體丁苯橡膠15_20份，蒙脫土 5-7份，氫氧化鋁13-20份，硫酸鈣晶須18-23份，爐法炭黑8_12份，硫磺0.6-0.98份，促進(jìn)劑NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化鋅1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2-3份；
[0006]其中，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為25-30%，門尼粘度(ML1+4, IOO0C )52-57 ;端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為23.4-26.5%，粘度為
14.4-16.2Pa.S。
[0007]優(yōu)選地，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為26.6-29.3%，門尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為24-25.5%，粘度為
15.2_16Pa.S。
[0008]優(yōu)選地，蒙脫土與納米黃土粉體的重量比為3:(4_6)。
[0009]優(yōu)選地，硫酸鈣晶須的松密度為0.15-0.33g/ cm 3，硫酸鈣晶須、粉末丁苯橡膠與端羥基液體丁苯橡膠的重量比為4:20: (3-4)。
[0010]優(yōu)選地，其原料按重量份數(shù)包括:
[0011 ] 粉末丁苯橡膠100份，納米黃土粉體8-12份，端羥基液體丁苯橡膠15-20份，蒙脫土 6份，氫氧化鋁15-17份，硫酸鈣晶須20份，爐法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促進(jìn)劑NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化鋅1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2-3份；
[0012]其中，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為26.6-29.3%，門尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為24-25.5%，粘度為
15.2_16Pa.S。
[0013]優(yōu)選地，其原料按重量份數(shù)包括:
[0014]粉末丁苯橡膠100份，納米黃土粉體11份，端羥基液體丁苯橡膠18.2份，蒙脫土 6份，氫氧化鋁16份，硫酸鈣晶須20份，爐法炭黑11.3份，硫磺0.85份，促進(jìn)劑NS0.91份，1，3- 二苯基胍0.43份，氧化鋅2.5份，硬脂酸1.9份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2.6份。
[0015]本發(fā)明還公開了一種根據(jù)上述性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0016]按配比將硫酸鈣晶須加入混合機(jī)中攪拌，待溫度升高至90-100攝氏度時(shí)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，混合時(shí)間為12-17min ；
[0017]將得到的產(chǎn)物與按配比稱取的粉末丁苯橡膠、端羥基液體丁苯橡膠、爐法炭黑、納米黃土粉末、蒙脫土、氫氧化鋁一起放入開煉機(jī)中混煉，混煉時(shí)間為3-5min ；
[0018]然后加入按配比稱取的硫磺、促進(jìn)劑NS、1，3- 二苯基胍、硬脂酸與氧化鋅混煉，成型得到高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，混煉時(shí)間為2-5min。
[0019]本發(fā)明中，使用氫氧化鋁與納米黃土粉體作為阻燃劑混合使用，不僅在丁苯橡膠復(fù)合材料中的混合均勻性好，阻燃性能異常優(yōu)異，且同時(shí)具有抑煙、無毒、降低有毒氣體等作用，只需使用少量即可達(dá)到阻燃效果，對丁苯橡膠復(fù)合材料的強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性能有較明顯的改善；添加丁苯粉末橡膠與端羥基液體丁苯橡膠，同時(shí)采用爐法炭黑補(bǔ)強(qiáng)，硫磺硫化，制品，制品抗?jié)窕阅芎?、耐磨性能?yōu)異，防水及耐老化性能大大提高，在配方中添加將硫酸鈣晶須與鈦酸酯偶聯(lián)劑，可使碳酸鈣晶須具有均勻的橫截面及較完整的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，易于與丁苯粉末橡膠及端羥基液體丁苯橡膠的界面粘合，相容性與粘結(jié)力顯著增加，受外力強(qiáng)烈撞擊時(shí)上述結(jié)構(gòu)可以很好的承受應(yīng)力，提高橡膠的強(qiáng)度，改善橡膠的韌性；本發(fā)明中，上述高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料的應(yīng)力承受強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，硬度大，防滑、耐熱性能優(yōu)異，可用于各種輪胎的制造使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明提出的一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022]一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其原料按重量份數(shù)包括:
[0023]粉末丁苯橡膠85份，納米黃土粉體12份，端羥基液體丁苯橡膠15份，蒙脫土 5.5份，氫氧化鋁18份，硫酸鈣晶須22份，爐法炭黑11份，硫磺0.9份，促進(jìn)劑NS0.75份，1，3- 二苯基胍0.33份，氧化鋅1.2份，硬脂酸2.1份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2.7份；
[0024]其中，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為28.2%，門尼粘度(ML1+4，100°C ) 55 ；端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為24.4%，粘度為16Pa.S。
[0025]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料制備工藝流程圖。
[0026]參照圖1，一種根據(jù)上述高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0027]按配比將硫酸鈣晶須加入混合機(jī)中攪拌，待溫度升高至95攝氏度時(shí)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，混合時(shí)間為16min ；
[0028]將得到的產(chǎn)物與按配比稱取的粉末丁苯橡膠、端羥基液體丁苯橡膠、爐法炭黑、納米黃土粉末、蒙脫土、氫氧化鋁一起放入開煉機(jī)中混煉，混煉時(shí)間為3min ；
[0029]然后加入按配比稱取的硫磺、促進(jìn)劑NS、1，3- 二苯基胍、硬脂酸與氧化鋅混煉，成型得到高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，混煉時(shí)間為3min。
[0030]將上述制品進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如下:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括: 粉末丁苯橡膠80-100份，納米黃土粉體8-13份，端羥基液體丁苯橡膠15-20份，蒙脫土 5-7份，氫氧化鋁13-20份，硫酸鈣晶須18-23份，爐法炭黑8_12份，硫磺0.6-0.98份，促進(jìn)劑NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化鋅1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2-3份； 其中，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為25-30%，門尼粘度(ML1+4，100°C )52-57 ；端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為23.4-26.5%，粘度為14.4-16.2Pa.S。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為26.6-29.3%，門尼粘度(ML1+4，100°C )53-55 ;端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為24-25.5%，粘度為15.2-16Pa.S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，蒙脫土與納米黃土粉體的重量比為3:(4-6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，硫酸鈣晶須的松密度為0.15-0.33g/ cm 3，硫酸鈣晶須、粉末丁苯橡膠與端羥基液體丁苯橡膠的重量比為 4:20:(3-4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括: 粉末丁苯橡膠100份，納米黃土粉體8-12份，端羥基液體丁苯橡膠15-20份，蒙脫土6份，氫氧化鋁15-17份，硫酸鈣晶須20份，爐法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促進(jìn)劑NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化鋅1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2-3份； 其中，粉末丁苯橡膠中結(jié)合苯乙烯的含量為26.6-29.3%，門尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羥基液體丁苯橡膠的中結(jié)合苯乙烯的含量為24-25.5%，粘度為15.2_16Pa.S。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括: 粉末丁苯橡膠100份，納米黃土粉體11份，端羥基液體丁苯橡膠18.2份，蒙脫土 6份，氫氧化鋁16份，硫酸鈣晶須20份，爐法炭黑11.3份，硫磺0.85份，促進(jìn)劑NS0.91份，1，3- 二苯基胍0.43份，氧化鋅2.5份，硬脂酸1.9份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2.6份。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 按配比將硫酸鈣晶須加入混合機(jī)中攪拌，待溫度升高至90-100攝氏度時(shí)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，混合時(shí)間為12-17min ； 將得到的產(chǎn)物與按配比稱取的粉末丁苯橡膠、端羥基液體丁苯橡膠、爐法炭黑、納米黃土粉末、蒙脫土、氫氧化鋁一起放入開煉機(jī)中混煉，混煉時(shí)間為3-5min ； 然后加入按配比稱取的硫磺、促進(jìn)劑NS、1，3-二苯基胍、硬脂酸與氧化鋅混煉，成型得到高性能輪胎用丁苯橡膠復(fù)合材料，混煉時(shí)間為2-5min。
【文檔編號(hào)】C08K3/04GK103865133SQ201410065628
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】劉建榮, 趙峰, 方光東 申請人:盛東科技有限公司