耐磨耐高温胎面橡胶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶制备领域，具体涉及一种涉及耐磨耐高温胎面橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]通常意义上，轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。世界耗用橡胶量的一半用于轮胎生产。
[0003]轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的，其胎体内层有气密性好的橡胶层，且需配专用的轮辋。外胎是由胎体、缓冲层(或称带束层)、胎面、胎侧和胎圈组成。外胎断面可分成几个单独的区域:胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。胎面:外胎最外面与路面接触的橡胶层(通常，把外胎胎冠、胎肩:胎冠两侧的边缘部分、胎侧、加强区部位最外层的橡胶统称为胎面胶)。胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车的牵引力和制动力，增加外胎与路面(土壤)的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡。
[0004]轮胎的主要成分为橡胶，目前橡胶的制备方法主要包括了塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序。混炼过程中不同阶段使用不同的橡胶化学试剂，如加入加硫助齐?、加硫促进剂、抗氧化剂、填充剂等，使得各原料均匀混合，反应充分，从而保证橡胶中的非橡胶成分能与橡胶混配完全，制备良好的橡胶制品，保证轮胎的质量。但此过程中需要选择的原料种类及生产工艺，严重影响湿地抓地力、加工作业性、挠裂强度及与碳黑均匀混练时间等轮胎胎面的特性。同时也影响了工业生产中，产品在研轧、压出、混炼机、捏和机等加工作业时的操作性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种耐磨耐高温胎面橡胶，该方法可以保证原料均匀混合，确保所得产品的质量，即保证了所得橡胶制品的强度，延长其磨耗寿命，确保胎面的湿地抓地力、加工作业性、挠裂强度，也保证了产品在研轧、压出、混炼机、捏和机等加工作业时的易操作性。
[0006]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其主要是用于制备耐磨耐高温轮胎的外胎胎冠，所述胎面橡胶由以下组分制备:由40?65wt%的碳纳米管和共聚物合成，其中所述共聚物有两种:
[0007]①占质量比30?50wt%的由1，3-戊二烯和/或2，4_戊二烯与α -甲基苯乙烯经偶合剂R2GaCl2偶合的共聚物，其分子量为8Χ 14?5Χ 15 ;
[0008]②占质量比20?30wt%的由1，3-戊二烯和/或2，4_戊二烯与α -甲基苯乙烯经偶合剂R2GaCl2偶合的共聚物，其分子量为4X 15?IX 16 ;
[0009]其制备条件为温度为60?150°C的氮气、氩气或氦气密闭条件下。
[0010]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述的共聚物制备中使用的聚合介质为正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、异戊烷和异己烷；环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷；苯、甲苯、乙苯、二甲苯和二乙苯中的一种。
[0011]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述的共聚物制备中使用的聚合介质，还可以加入二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、乙二醇基二甲醚、乙二醇基二乙醚、二甘醇基二甲醚；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺中的一种。
[0012]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述的共聚物制备中还使用三甲基一氯硅烷对反应进行终止。
[0013]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述的共聚物制备中温度为80?110°C。
[0014]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，胎面橡胶的成分于:所述的胎面橡胶的制备方法中，还可以使用助剂、加硫促进剂、凝聚剂、填充剂、抗氧化剂中的一种或多种。
[0015]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述凝聚剂为质量百分比浓度为2?5%的稀硫酸或质量百分比浓度为2?10%的盐酸。
[0016]本发明上文所述的耐磨耐高温胎面橡胶的技术方案中，优选的情况下，所述的碳纳米管的管径为100?800nm。
[0017]本发明的所述的耐磨耐高温胎面橡胶产品及其制备方法，此方法采用分批式进行反应，结合多种类型的原料配合，总体进行协调作用，可以保证原料均匀混合，保证了所得橡胶制品的强度，延长其磨耗寿命，确保胎面的湿地抓地力、加工作业性、挠裂强度，确保所得产品的质量。
【具体实施方式】
[0018]下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0019]实施例1
[0020]耐磨耐高温胎面橡胶产品由以下方法制备:
[0021](I)制备共聚物A:在温度60°C条件下，采用氮气密封条件，由1，3_戊二烯和2，4-戊二烯与α-甲基苯乙烯，在聚合介质为正戊烷和二甲醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应2?4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到50?90%的情况下，获得分子量为8 X 14?5 X 15的共聚物。
[0022](2)制备共聚物B:在温度60°C条件下，采用氮气密封条件，由1，3_戊二烯和2，4-戊二烯与α-甲基苯乙烯，在聚合介质为正戊烷和二甲醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到50?90%的情况下，获得分子量为4 X 15?I X 16的共聚物。
[0023](3)由占总质量比35wt%的碳纳米管分批混合、搅拌条件下，分批加入占质量比20wt%的共聚物A和占质量比40wt%的共聚物B，按上述原料的总重量混合均匀后，将质量百分比浓度为2?3%的稀硫酸作为凝聚剂加入混合液中搅拌均匀，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷对反应进行终止，室温静置。
[0024]实施例2
[0025]耐磨耐高温胎面橡胶产品由以下方法制备:
[0026](I)制备共聚物A:在温度80°C条件下，采用氮气密封条件，由1，3_戊二烯与α -甲基苯乙烯，在聚合介质为正戊烷和二甲醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应2?4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到60?90%的情况下，获得分子量为9 X 14?4 X 15的共聚物。
[0027](2)制备共聚物B:在温度80°C条件下，采用氮气密封条件，由2，4-戊二烯与α -甲基苯乙烯，在聚合介质为正己烷和二乙醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到50?90%的情况下，获得分子量为5X 15?IXlO6的共聚物。
[0028](3)由占总质量比30wt%的碳纳米管分批混合、搅拌条件下，分批加入占质量比20wt%的共聚物A和占质量比50wt%的共聚物B，按上述原料的总重量混合均匀后，将质量百分比浓度为3%的稀硫酸作为凝聚剂加入混合液中搅拌均匀，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷对反应进行终止，室温静置。
[0029]实施例3
[0030]耐磨耐高温胎面橡胶产品由以下方法制备:
[0031](I)制备共聚物A:在温度100°C条件下，采用氮气密封条件，由1，3_戊二烯与α -甲基苯乙烯，在聚合介质为正戊烷和二甲醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应2?4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到60?90%的情况下，获得分子量为9 X 14?5 X 15的共聚物。
[0032](2)制备共聚物B:在温度80°C条件下，采用氮气密封条件，由1，3_戊二烯α -甲基苯乙烯，在聚合介质为正戊烷和二甲醚混合液的条件下，经偶合剂R2GaCl2偶合反应4h，偶合剂的加入必须是二次加入，当反应产物产率达到60?90%的情况下，获得分子量为5 X 15?IXlO6的共聚物。
[0033](3)由占总质量比35wt%的碳纳米管分批混合、搅拌条件下，分批加入占质量比20wt%的共聚物A和占质量比40wt%的共聚物B，按上述原料的总重量混合均匀后，将质量百分比浓度为2?3%的稀硫酸作为凝聚剂加入混合液中搅拌均匀，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷对反应进行终止，室温静置。
[0034]利于本发明上述方法制备的产品，保证了所得橡胶制品的强度，延长其磨耗寿命，确保胎面的湿地抓地力、加工作业性、挠裂强度，也保证了产品在研轧、压出、混炼机、捏和机等加工作业时的易操作性。
【主权项】
1.一种耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于，所述胎面橡胶由以下组分制备:由40?65wt%的碳纳米管和共聚物合成，其中所述共聚物有两种: ①占质量比30?50wt%的由1，3-戊二烯和/或2，4-戊二烯与α-甲基苯乙烯经偶合剂R2GaCl2偶合的共聚物，其分子量为8Χ 14?5Χ 15 ; ②占质量比20?30wt%的由1，3-戊二烯和/或2，4-戊二烯与α-甲基苯乙烯经偶合剂R2GaCl2偶合的共聚物，其分子量为4 X 15?I X 16 ; 其制备条件为温度为60?150°C的氮气、氩气或氦气密闭条件下。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述的共聚物制备中使用的聚合介质为正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、异戊烷和异己烷；环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷；苯、甲苯、乙苯、二甲苯和二乙苯中的一种。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述的共聚物制备中使用的聚合介质，还可以加入二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、乙二醇基二甲醚、乙二醇基二乙醚、二甘醇基二甲醚；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述的共聚物制备中还使用三甲基一氯硅烷对反应进行终止。
5.根据权利要求2所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述的共聚物制备中温度为80?110°C。
6.根据权利要求1所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:胎面橡胶的成分于:所述的胎面橡胶的制备方法中，还可以使用助剂、加硫促进剂、凝聚剂、填充剂、抗氧化剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述凝聚剂为质量百分比浓度为2?5%的稀硫酸或质量百分比浓度为2?10%的盐酸。
8.根据权利要求1所述的耐磨耐高温胎面橡胶，其特征在于:所述的碳纳米管的管径为 100 ?800nm。
【专利摘要】本发明公开一种耐磨耐高温胎面橡胶，所述胎面由40～65wt%的碳纳米管和共聚物合成，其中所述共聚物有两种：一个是占质量比30～50wt%的共聚物；另一个是占质量比20～30wt%的共聚物，其制备条件为温度为60～150℃的氮气、氩气或氦气密闭条件下。利于本发明上述方法制备的产品，保证了所得橡胶制品的强度，延长其磨耗寿命，确保胎面的湿地抓地力、加工作业性、挠裂强度，也保证了产品在研轧、压出、混炼机、捏和机等加工作业时的易操作性。
【IPC分类】C08F236-10, C08K7-00, C08K3-04, C08L9-06
【公开号】CN104672562
【申请号】CN201310638583
【发明人】付兴铎, 高阳
【申请人】大连轮胎厂有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月29日