专利名称：一种橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶防老剂和硫化橡胶及其制备方法。
背景技术：
据IISRP报道，2008年世界合成聚异戊二烯橡胶(IR)的生产能力为61.1万吨。IR牌号主要有:俄罗斯的SK1-3(钛系IR)系列和SK1-5(钕系IR)系列、日本瑞翁公司的Nipol2200系列以及美国Goodyear公司的Natsyn系列；其中，SK1-3系列包括SK1-3、SK1-3S ；SK1-5系列包括SK1-5、SK1-5PM。目前，中国有多家企业及研究院正在进行新一代稀土异戊橡胶的研发，主要有吉林石化公司、中科院长春应化所、青岛伊科斯公司、茂名鲁华公司以及中国石化北京北化院燕山分院。天然橡胶(NR)的产量较低，因此，采用合成异戊橡胶部分代替天然橡胶用于轮胎胶料，是异戊橡胶大量应用的方向之一，已成为研究的热点。如果IR以20重量％的比例取代NR，配方工艺无需调整就可以顺利使用；仅以轮胎行业2010年将消耗NR250万吨计，则IR消耗量就可达50万吨，即可减少50万吨NR的进口量。目前俄罗斯在轮胎生产中IR的应用比例为50%，中国若能达到这个比例，则IR的需求量更大。但是，研究表明，在制备橡胶组合物时，如果IR替代NR的量达20 %以上，橡胶组合物的屈服强度、断裂强度、屈服伸长和断裂伸长会随异戊橡胶含量的增加而降低，且混炼胶的加工性能也会有所降·低，具体表现在胶料强度低、易拉断、易粘辊、不易成形，在制作轮胎的过程中影响轮胎的品质。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的橡胶组合物，特别是合成异戊二烯的含量较高的橡胶组合物强度较低、加工性能不好的缺陷，而提供了一种强度较高、加工性能较好，且特别适用于合成异戊二烯的含量较高的橡胶组合物，以及一种硫化橡胶的制备方法和由该方法得到的硫化橡胶。本发明提供了一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、防老剂、硫化齐U、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述增强剂含有分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质。本发明还提供了一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将上述橡胶组合物混合均匀，得到混炼胶，并将所述混炼胶硫化，得到硫化橡胶。此外，本发明还提供了一种由上述方法制备得到的硫化橡胶。本发明的发明人意外发现，当所述增强剂含有分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质时，能够显著提高所述橡胶组合物的强度和加工性能。根据本发明的一种优选实施方式，当所述增强剂还含有蒙脱土时，所述蒙脱土与分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质能够起到很好地协同作用，所得的橡胶组合物的强度和加工性能更为优异。根据本发明的另一种优选实施方式，当所述橡胶组合物中还含有炭黑和/或白炭黑时，一方面，分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质中的活性基团能够与炭黑和/或白炭黑表面的羧基、羟基反应，从而增强其与炭黑和/或白炭黑的结合力；另一方面，所述双键能够参与硫化反应，在混炼过程中产生微交联，因此，能够使混炼胶的硬度变大、强度和挺度增强，从而使其加工性能得到更为明显地改善。根据本发明的另一种优选实施方式，当所述橡胶组合物中还含有偶联剂时，所述硅烷偶联剂与防老剂、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂能够相互作用，从而提高与二烯烃橡胶的结合力，使所述混炼胶具有更好的加工性能与机械力学性能。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。根据本发明，所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、防老剂、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述增强剂含有分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、擬基和酷基中的至少一种基团的物质。本领域技术人员公知，含有异氰酸酯基的物质是指含有
权利要求
1.一种橡胶组合物，所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、防老剂、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其特征在于，所述增强剂含有分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰1酸酷基、擬基和酷基中的至少一种基团的物质。
2.根据权利要求I所述的组合物，其中，所述分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质选自三烯丙基异三聚氰酸酯、聚三烯丙基异三聚氰酸酯、N，N’ -间苯基双马来酰亚胺、三烯丙基氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二烯丙基邻苯二酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求I所述的组合物，其中，以100重量份的二烯烃橡胶为基准，所述防老剂的含量为1-3重量份，所述硫化剂的含量为I. 5-2. 5重量份，所述硫化促进剂的含量为O. 5-1重量份，所述活化剂的含量为5-7重量份，所述增强剂的含量为55-80重量份。
4.根据权利要求1、2或3所述的组合物，其中，所述增强剂还含有蒙脱土；所述分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质的总质量与蒙脱土的质量比为O. 15-0. 5 I。
5.根据权利要求1、2或3所述的组合物，其中，所述增强剂还含有炭黑和/或白炭黑；所述分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质的总质量与炭黑和白炭黑的总质量的比例为O. 07-0. 6 I。
6.根据权利要求I或2所述的组合物，其中，所述二烯烃橡胶为天然橡胶和/或合成异戊橡胶；所述天然橡胶的重均分子量为100万-1000万，分子量分布为3-6，门尼粘度为65-75 ;所述合成异戊橡胶的重均分子量为130万-250万，分子量分布为2. 2-5. 6，门尼粘度为 70-110。
7.根据权利要求I或2所述的组合物，其中，所述防老剂选自2，2，4-三甲基-I，2-二氢化喹啉聚合体、N- (1, 3- 二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺、N-异丙苯基-N’-苯基对苯二胺和N-苯基-2-萘胺中的一种或多种；所述硫化剂选自不溶性硫磺、二硫代吗啡啉和四硫化二吗啡啉中的一种或几种；所述硫化促进剂选自N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、2，2' - 二硫化二苯并噻唑、N-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰亚胺、N-环己基-双(2-巯基苯并噻唑)次磺酰胺和二苯胍中的一种或多种；所述活化剂为氧化锌和/或硬脂酸。
8.根据权利要求I或2所述的组合物，其中，所述橡胶组合物中还含有脱模剂、硅烷偶联剂和均匀剂中的一种或多种；以100重量份的二烯烃橡胶为基准，所述脱模剂的含量为O. 1-2重量份，所述硅烷偶联剂的含量为O. 2-2重量份，所述均匀剂的含量为O. 1-3重量份；所述脱模剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺和N，N’ -亚乙基双硬脂酰胺中的一种或多种，所述娃烧偶联剂选自双-[Y _( 二乙氧基娃)丙基]_四硫化物、双(二乙氧基丙基娃烷)二硫化物和3-丙酰基硫代-I-丙基-三甲氧基硅烷中的一种或多种，所述均匀剂选自饱和脂肪酸锌盐、不饱和脂肪酸锌盐和高级脂肪醇中的一种或多种。
9.一种硫化橡胶的制备方法，该方法包括将权利要求1-8中任意一项所述的橡胶组合物混合均匀，得到混炼胶，并将所述混炼胶硫化，得到硫化橡胶。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述硫化的条件包括硫化的温度为140-160°c，硫化的压力为3. 5-7MPa，硫化的时间为O. 15-1小时。
11.一种硫化橡胶，其特征在于，该硫化橡胶由权利要求9或10所述的方法制备得到。
全文摘要
本发明提供了一种橡胶组合物和一种硫化橡胶及其制备方法。所述橡胶组合物含有二烯烃橡胶、防老剂、硫化剂、硫化促进剂、活化剂和增强剂，其中，所述增强剂含有分子结构中含有碳碳双键和选自异氰酸酯基、氰酸酯基、羰基和酯基中的至少一种基团的物质。所述硫化橡胶的制备方法包括将所述橡胶组合物混合均匀，得到混炼胶，并将所述混炼胶硫化，得到硫化橡胶。本发明的橡胶组合物不仅强度较高、加工性能也非常好。
文档编号C08K5/3415GK103254473SQ20121004035
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者赵青松, 于国柱, 王丽丽, 曲亮靓, 李传清, 李静, 刘苹, 刘翠云, 乔勋昌, 李绍宁 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院