专利名称：一种全钢子午胎的多功能橡胶改质剂及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶改质剂，尤其是一种用于全钢子午胎的多功能橡胶改质剂及 其制备工艺。
背景技术：
美国阿克隆大学的研究者发现炭黑补强橡胶已有近百年的历史，炭黑作为橡胶补 强剂一直使用到现在，人们虽然一直未间断研究它，以便改进其补强效果及其它性能，特别 是改善轮胎胎面胶的耐磨性，但仍未有较大进展。许多高分子材料如橡胶、塑料的加工过 程中，涉及到多个表面能差异很大的材料体系，这样在混炼的过程中，各类材料的相容性不 好，影响到分散性能，进而对材料的力学性能和产品的质量造成影响。通过使用界面活性 剂，可以对橡胶品改性，对子午轮胎胎面胶的改性亦有效果，可使混炼胶的门尼黏度降低， 硫化胶的耐磨性提高。我国已成为轮胎生产大国，轮胎胎面的耐磨性是制约轮胎使用耐久 性的关键因素。本发明的前期探索研究结果发现，炭黑原生态粒径在几十纳米范围，而在轮 胎胎面胶中已团聚到十几微米和几个微米，而且带有官能团的硫化促进剂与油性橡胶烃基 质的相容性欠佳。为使炭黑、白炭黑或者其他的无机材料增加与高分子材料的相容性，使混炼过程 简单、均勻，增加交联均勻度，进而提高产品质量，人们对橡胶改质剂进行了很多研究。胡晓 兰和梁国正(胡晓兰，梁国正；硼酸酯偶联剂的合成与表征[J]；功能高分子学报；2003年 02期)通过分子结构设计，合成了一种氮-硼内配位结构的硼酸酯偶联剂，解决了硼酸酯水 解稳定性差的问题。但现有的改质剂对橡胶改性的作用普遍较为单一，可对全钢子午胎进 行多方面改性的多功能橡胶改质剂成为人们的研究热点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种全钢子午胎的多 功能橡胶改质剂及其制备工艺，使制得的多功能橡胶改质剂可作为界面活性剂用于全钢子 午胎的橡胶改性，有效促进补强剂及促进剂等组分与基体相容，改善分散性，使炭黑的团粒 结构尺寸减小，使三维交联网络分布均化。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案 是，一种全钢子午胎的多功能橡胶改质剂，其分子是原位接枝的、中心原子为硼元素的改性 硼酸酯分子，其结构式为
权利要求
1.一种全钢子午胎的多功能橡胶改质剂，其分子是原位接枝的、中心原子为硼元素的 改性硼酸酯分子，其结构式为
2.根据权利要求1所述的多功能橡胶改质剂，其特征在于所述R2基团为C16_18脂肪醇 基、C16_18脂肪酸基或PEG-1000基中的一种軋为钙盐、硅酸盐或白炭黑中的一种；M2为钙 盐、硅酸盐或白炭黑中的一种。
3.权利要求1所述的多功能橡胶改质剂的制备工艺，其包括下列内容A.合成改性硼酸酯分子将设定摩尔数的多元醇投入到不锈钢反应釜中，升温至60 100°C，投入与多元醇等摩尔的硼酸，然后密封反应釜，搅拌条件下升温至120 160°C进行 反应，通过油水分离器将小分子付产物除去，反应3-5小时釜内温度升至180°C后结束反 应；然后加入与多元醇等摩尔的带R2基团的反应物，100 150转/分钟搅拌，在300 500 毫米汞柱负压条件下反应3-5小时，将付产物抽出分离，釜内升温至220°C结束反应；然后 投入与多元醇等摩尔量的脂酸胺或醇胺，维持釜内温度160 180°C二小时，反应结束；上 述所有过程均在密封、搅拌条件下进行，过滤除去固体杂质得改性硼酸酯；B.将改性硼酸酯按固含量为5 20%添加无离子水，在温度50°C 70°C、搅拌速度 5000 6000rpm条件下，乳化30 60min后得乳液；将M1和M2按固含量为10 15%与无 离子水混合，100 150rpm搅拌下升温到50°C 70°C，使之混合均勻，得混合液；C.然后将上述硼酸酯乳液经计量混到所述混合液中，并使乳液固含物占混合液固含物 的5 18. 0% ；在温度50°C 70°C、3000 5000rpm高速剪切搅拌条件下进行接枝反应， 反应30 60min后完成；然后静置使物料与水分相，将物料压滤、烘干脱水，制得橡胶改质 剂。
全文摘要
本发明公开了一种全钢子午胎的多功能橡胶改质剂，其分子是原位接枝的中心原子为硼元素的改性硼酸酯分子，分子构型是三臂遥爪式结构，两亲型非离子构造。其具有内外润滑和界面活化作用，可降低混炼胶的门尼粘度，提高硫化胶的耐磨性、曲挠性和耐老化疲劳性。而且能够改善橡胶制品的性价比，使制品降低成本，提高性能。本发明提供的制备方法工艺简单，能够达到较高的收率，减少环境污染，并且反应条件温和，操作简便，产物易分离，具有规模化应用前景。
文档编号C08K3/04GK102002177SQ201010297648
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者王源理, 陈占勋 申请人:青岛四维化工有限公司