一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份数包括：粉末丁苯橡胶80-100份，纳米黄土粉体8-13份，端羟基液体丁苯橡胶15-20份，蒙脱土5-7份，氢氧化铝13-20份，硫酸钙晶须18-23份，炉法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促进剂NS0.7-0.92份，1,3-二苯基胍0.23-0.5份，氧化锌1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，钛酸酯偶联剂2-3份；粉末丁苯橡胶的苯乙烯的含量为25-30%，门尼粘度(ML1+4,100℃)52-57；端羟基液体丁苯橡胶的苯乙烯的含量为23.4-26.5%，粘度为14.4-16.2Pa.s。本发明还公开了一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料的制备方法。
【专利说明】一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及丁苯橡胶【技术领域】，尤其涉及一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]丁苯橡胶(SBR)，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物，其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，丁苯橡胶是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶。丁苯橡胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好，橡胶抗拉强度只有20-35千克力/平方厘米，粉末丁苯橡胶PSBR是在丁苯橡胶的基础上接枝其它单体，它除了具有SBR显著改善制品低温性能特点外，丁苯橡胶还能明显改善浙青的高温性能。同时本产品也可用于橡胶制品、塑料制品、石油树脂等改性，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，目前虽然研制出多种应用于轮胎的丁苯橡胶材料，但是仍满足不了需求，如何制备一种承受强度高，韧性强，硬度大，防滑、耐热性能优异的高性能轮胎用丁苯橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料及其制备方法，所述复合材料应力承受强度高，韧性强，硬度大，防滑、耐热性能优异，可用于各种轮胎的制造使用。
[0004]本发明提出的一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份数包括:`[0005]粉末丁苯橡胶80-100份，纳米黄土粉体8-13份，端羟基液体丁苯橡胶15_20份，蒙脱土 5-7份，氢氧化铝13-20份，硫酸钙晶须18-23份，炉法炭黑8_12份，硫磺0.6-0.98份，促进剂NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化锌1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，钛酸酯偶联剂2-3份；
[0006]其中，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为25-30%，门尼粘度(ML1+4, IOO0C )52-57 ;端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为23.4-26.5%，粘度为
14.4-16.2Pa.S。
[0007]优选地，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为26.6-29.3%，门尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为24-25.5%，粘度为
15.2_16Pa.S。
[0008]优选地，蒙脱土与纳米黄土粉体的重量比为3:(4_6)。
[0009]优选地，硫酸钙晶须的松密度为0.15-0.33g/ cm 3，硫酸钙晶须、粉末丁苯橡胶与端羟基液体丁苯橡胶的重量比为4:20: (3-4)。
[0010]优选地，其原料按重量份数包括:
[0011 ] 粉末丁苯橡胶100份，纳米黄土粉体8-12份，端羟基液体丁苯橡胶15-20份，蒙脱土 6份，氢氧化铝15-17份，硫酸钙晶须20份，炉法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促进剂NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化锌1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，钛酸酯偶联剂2-3份；
[0012]其中，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为26.6-29.3%，门尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为24-25.5%，粘度为
15.2_16Pa.S。
[0013]优选地，其原料按重量份数包括:
[0014]粉末丁苯橡胶100份，纳米黄土粉体11份，端羟基液体丁苯橡胶18.2份，蒙脱土 6份，氢氧化铝16份，硫酸钙晶须20份，炉法炭黑11.3份，硫磺0.85份，促进剂NS0.91份，1，3- 二苯基胍0.43份，氧化锌2.5份，硬脂酸1.9份，钛酸酯偶联剂2.6份。
[0015]本发明还公开了一种根据上述性能轮胎用丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0016]按配比将硫酸钙晶须加入混合机中搅拌，待温度升高至90-100摄氏度时加入钛酸酯偶联剂混合，混合时间为12-17min ；
[0017]将得到的产物与按配比称取的粉末丁苯橡胶、端羟基液体丁苯橡胶、炉法炭黑、纳米黄土粉末、蒙脱土、氢氧化铝一起放入开炼机中混炼，混炼时间为3-5min ；
[0018]然后加入按配比称取的硫磺、促进剂NS、1，3- 二苯基胍、硬脂酸与氧化锌混炼，成型得到高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，混炼时间为2-5min。
[0019]本发明中，使用氢氧化铝与纳米黄土粉体作为阻燃剂混合使用，不仅在丁苯橡胶复合材料中的混合均匀性好，阻燃性能异常优异，且同时具有抑烟、无毒、降低有毒气体等作用，只需使用少量即可达到阻燃效果，对丁苯橡胶复合材料的强度与热稳定性能有较明显的改善；添加丁苯粉末橡胶与端羟基液体丁苯橡胶，同时采用炉法炭黑补强，硫磺硫化，制品，制品抗湿滑性能好、耐磨性能优异，防水及耐老化性能大大提高，在配方中添加将硫酸钙晶须与钛酸酯偶联剂，可使碳酸钙晶须具有均匀的横截面及较完整的内部结构，易于与丁苯粉末橡胶及端羟基液体丁苯橡胶的界面粘合，相容性与粘结力显著增加，受外力强烈撞击时上述结构可以很好的承受应力，提高橡胶的强度，改善橡胶的韧性；本发明中，上述高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料的应力承受强度高，韧性强，硬度大，防滑、耐热性能优异，可用于各种轮胎的制造使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明提出的一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份数包括:
[0023]粉末丁苯橡胶85份，纳米黄土粉体12份，端羟基液体丁苯橡胶15份，蒙脱土 5.5份，氢氧化铝18份，硫酸钙晶须22份，炉法炭黑11份，硫磺0.9份，促进剂NS0.75份，1，3- 二苯基胍0.33份，氧化锌1.2份，硬脂酸2.1份，钛酸酯偶联剂2.7份；
[0024]其中，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为28.2%，门尼粘度(ML1+4，100°C ) 55 ；端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为24.4%，粘度为16Pa.S。
[0025]如图1所示，图1为本发明提出的一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料制备工艺流程图。
[0026]参照图1，一种根据上述高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0027]按配比将硫酸钙晶须加入混合机中搅拌，待温度升高至95摄氏度时加入钛酸酯偶联剂混合，混合时间为16min ；
[0028]将得到的产物与按配比称取的粉末丁苯橡胶、端羟基液体丁苯橡胶、炉法炭黑、纳米黄土粉末、蒙脱土、氢氧化铝一起放入开炼机中混炼，混炼时间为3min ；
[0029]然后加入按配比称取的硫磺、促进剂NS、1，3- 二苯基胍、硬脂酸与氧化锌混炼，成型得到高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，混炼时间为3min。
[0030]将上述制品进行性能测试，测试结果如下:
[0031]
【权利要求】
1.一种高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份数包括: 粉末丁苯橡胶80-100份，纳米黄土粉体8-13份，端羟基液体丁苯橡胶15-20份，蒙脱土 5-7份，氢氧化铝13-20份，硫酸钙晶须18-23份，炉法炭黑8_12份，硫磺0.6-0.98份，促进剂NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化锌1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，钛酸酯偶联剂2-3份； 其中，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为25-30%，门尼粘度(ML1+4，100°C )52-57 ；端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为23.4-26.5%，粘度为14.4-16.2Pa.S。
2.根据权利要求1所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为26.6-29.3%，门尼粘度(ML1+4，100°C )53-55 ;端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为24-25.5%，粘度为15.2-16Pa.S。
3.根据权利要求1所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，蒙脱土与纳米黄土粉体的重量比为3:(4-6)。
4.根据权利要求1所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，硫酸钙晶须的松密度为0.15-0.33g/ cm 3，硫酸钙晶须、粉末丁苯橡胶与端羟基液体丁苯橡胶的重量比为 4:20:(3-4)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份数包括: 粉末丁苯橡胶100份，纳米黄土粉体8-12份，端羟基液体丁苯橡胶15-20份，蒙脱土6份，氢氧化铝15-17份，硫酸钙晶须20份，炉法炭黑8-12份，硫磺0.6-0.98份，促进剂NS0.7-0.92份，I, 3- 二苯基胍0.23-0.5份，氧化锌1-3份，硬脂酸1.5-2.4份，钛酸酯偶联剂2-3份； 其中，粉末丁苯橡胶中结合苯乙烯的含量为26.6-29.3%，门尼粘度(ML1+4, IOO0C )53-55 ;端羟基液体丁苯橡胶的中结合苯乙烯的含量为24-25.5%，粘度为15.2_16Pa.S。
6.根据权利要求5所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份数包括: 粉末丁苯橡胶100份，纳米黄土粉体11份，端羟基液体丁苯橡胶18.2份，蒙脱土 6份，氢氧化铝16份，硫酸钙晶须20份，炉法炭黑11.3份，硫磺0.85份，促进剂NS0.91份，1，3- 二苯基胍0.43份，氧化锌2.5份，硬脂酸1.9份，钛酸酯偶联剂2.6份。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 按配比将硫酸钙晶须加入混合机中搅拌，待温度升高至90-100摄氏度时加入钛酸酯偶联剂混合，混合时间为12-17min ； 将得到的产物与按配比称取的粉末丁苯橡胶、端羟基液体丁苯橡胶、炉法炭黑、纳米黄土粉末、蒙脱土、氢氧化铝一起放入开炼机中混炼，混炼时间为3-5min ； 然后加入按配比称取的硫磺、促进剂NS、1，3-二苯基胍、硬脂酸与氧化锌混炼，成型得到高性能轮胎用丁苯橡胶复合材料，混炼时间为2-5min。
【文档编号】C08K3/04GK103865133SQ201410065628
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】刘建荣, 赵峰, 方光东 申请人:盛东科技有限公司