专利名称：超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶及其制作方法，特别是涉及一种超细全硫化粉末丁苯橡胶在 溶聚丁苯并用胎面胶及其制作方法。
背景技术：
超细全硫化粉末橡胶(Ultra-finefull vulcanized powdered rubber，UFPR)用 辐射或射线的能量促使橡胶胶乳发生交联而完成硫化，使橡胶由传统的线性结构变成网状 结构，提高了粒子形态的稳定性，从而得到可以不再用其他隔离剂的全硫化粉末橡胶系列。 全硫化粉末橡胶特点为辐照硫化后的橡胶凝胶质量分数可达60%以上；粉末橡胶的粒径 与乳液中橡胶粒子的粒径基本相同；粒度均勻并且可控，能适用于各种材料的要求，完全可 以得到纳米级粉末橡胶，也称超细全硫化粉末橡胶。超细全硫化粉末橡胶具有适合橡塑共混加工的特点，如粉末橡胶颗粒表面的交 联度最高，橡胶粒子表面的硬度较大，从而保证了粒子间的独立分散性，橡胶粒子能够良好 地分散在塑料基体中，不易凝聚成团。另外，超细全硫化粉末橡胶颗粒内部的低交联度仍然 能够保持橡胶的弹性。由于超细全硫化粉末橡胶具有高度的交联结构，将其用苯乙烯、己内酰胺等单体 浸泡后再聚合，可得到半INP结构的增韧材料；与橡胶并用，可得到具有特殊性能的并用橡 胶材料。刘轶群等通过实验研究(刘轶群，范忠庆，马恒怡，谭以纲，乔金梁·纳米粉 末橡胶在摩擦材料中的应用[J].摩擦密封材料，2003(3): 47-51)纳米级粉末橡胶可明 显改善摩擦材料的抗冲击性能，制品的摩擦系数随温度变化平稳，制品的磨耗也较低。说明 纳米级粉末橡胶在各种摩擦材料中均有理想的应用效果，是一种适合摩擦材料领域的新型 橡胶改性剂。汽车工业的发展与节能环保的需求，使轮胎性能的要求越来越高。耐磨性能、滚动 阻力和抗湿滑性能，低生热等都是轮胎胎面胶与使用性能相关的重要参数。高速子午胎需 求量的增加使能满足其性能要求的丁苯胶得到了大量应用。在乳液丁苯胶、乳液充油丁苯 胶之后，又出现了溶聚丁苯胶、溶聚充油丁苯胶。前三种型号胶在国内外文献中都有报导。 溶聚丁苯胶较乳聚丁苯胶更适宜做高速子午胎，它将主要以滚动阻力小、抗湿滑性和耐磨 性好的优点超过乳液丁苯胶。轮胎胎面胶中适当加入部分白炭黑替代炭黑，可以改善轮胎的动态生热，有效地 降低轮胎的滚动阻力和滞后损失。但是，白炭黑与炭黑相比，表面积更大、粒子更小、粒子之 同互相聚集的趋势更大另外，白炭黑表面的硅氧烷或硅烷醇基团不但会干扰硫黄的硫化 过程，而且还会削弱橡胶与填料之间的相互作用，导致白炭黑粒子周围胶料的交联密度减 小，并降低应力传递效率。为了提高白炭黑与橡胶的相容性，一般采用硅烷偶联剂接枝方 法改性。现有耐磨添加剂主要有纤维材料、超硬颗粒材料、超细材料以及各种润滑添加材料等。把全硫化纳米粉末橡胶作为耐磨添加剂加入到轮胎胎面胶中增强其耐磨耗性在理论 上是可行的，而且，目前全硫化纳闷粉末橡胶多数应用于塑料或弹性体领域，其在橡胶中的 研究应用甚少，所以本发明在实际生产应用中也将具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶及 其制作方法，将UFPSBR添加到SSBR并用的胎面胶中，提高胎面胶的抗湿滑性能，并使之与 摩擦阻力和生热性能的提高相平衡。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶，所述的胎面胶由以下质量份数的材 料组成
溶聚丁苯(SSBR)并用胶100;
填充体系60 ；
偶联剂 Si690-0. 8 ；
超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR)0-5 ；
硫磺1. 5-2. 2 ；
N—环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(CZ)1.5-1.8 ；
古马隆树脂3 ；
芳烃油10 ；
N—异丙基一N' —苯基对苯二胺(4010NA) 2 ； 硬脂酸1. 5 ；
氧化锌5 ；
液体石蜡1。所述的超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶，其所述的填充体系为炭 黑N234，50份；白炭黑10份。超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶制作方法，该方法包含以下制作 步骤
(1)在室温下，将开炼机辊距调为0.5-1毫米范围内，将生胶沿着大牙轮一侧投入开炼 胶两辊缝隙中，经过2-3分钟的滚压、翻炼或用捣胶法、打卷法、三角包法、使胶均勻连续的 包于前辊，形成光滑无隙的包辊胶，此时割刀取下全部胶，根据投胶量放宽辊距，再把胶投 于辊隙使其包后辊；
(2)按比例加入UFPSBR、经Si69处理过的白炭黑，之后分别将硬脂酸、4010NA、古马隆、 CZ和氧化锌，机械混合均勻；每加完一种配合剂均要捣胶二次；
(3)在开放式炼胶机上依次加入炭黑、芳烃油和液体石蜡，混炼均勻；
(4)加入硫磺，然后进行翻炼，采用打三角包法，以便进一步达到均勻，使胶料颜色均 一，表面光滑，下片；
(5)将炼好的胶片放置M小时，采用硫化仪测定t1(l，t90；
(6)在150°C，IOMPa下，按照(5)中t9(1，用平板硫化仪进行硫化。所述的超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶制作方法，上述步骤(2)中所述的经Si69处理过的白炭黑，其处理方法为以下几种
(1)先将白炭黑在烘箱中80°C1小时，除去其中的水分，然后白炭黑放于三口烧瓶中， 在150°C将偶联剂Si69滴加于其中，同时用高速搅拌机搅拌2小时，冷却后得预处理白炭里.
；，
(2)先将白炭黑在烘箱中80°C1小时，偶联剂Si69溶于乙醇中混合均勻，之后白炭黑 和含有Si69的乙醇溶液搅拌混合，通风厨中使乙醇挥发，再在150°C的恒温箱中5min，预处
理完毕；
(3)将白炭黑在烘箱中80°C1小时，除去其中的水分，偶联剂Si69和白炭黑于高混机 中 150°C搅拌 IOmin0本发明上述的SSBR并用胶中，所选用的溶聚丁苯SSBR，牌号为T2530，结合苯乙 烯25%，充油量37. 5%，上海高桥。本发明上述的超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR)，为中石化北京研究院提供。上述技术方案的有益之处在于
(1)采用上述的胎面胶用橡胶配方后，可获得理想的原料功能组合；
(2)实施上述配方后，与同类配方相比，其耐磨性，抗湿滑性和压缩生热性能均有 明显提高；
(3)从环保节能角度及轮胎的高性能要求方面都有积极影响；
(4)扩大的超细全硫化粉末丁苯橡胶的应用领域。
具体实施例方式下面结合具体实例对本发明进行详细说明。依照如下橡胶配方方案进行硫化胶试验 实例一 NR/SSBR/BR并用胶体系
NR/SSBR/BR体系所得的力学性能如下表
权利要求
1.超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶，其特征在于，所述的胎面胶由以 下质量份数的材料组成溶聚丁苯(SSBR)并用胶100;填充体系60 ；偶联剂 Si690-0. 8 ；超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR)0-5 ；硫磺1. 5-2. 2 ；N—环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(CZ)1.5-1.8 ；古马隆树脂3 ；芳烃油10 ；N—异丙基一N' —苯基对苯二胺(4010NA) 2 ； 硬脂酸1. 5 ；氧化锌5 ；液体石蜡1。
2.根据权利要求1所述的超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶，其特征在 于，所述的填充体系为炭黑N234，50份；白炭黑10份。
3.超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶制作方法，其特征在于，该方法包 含以下制作步骤(1)在室温下，将开炼机辊距调为0.5-1毫米范围内，将生胶沿着大牙轮一侧投入开炼 胶两辊缝隙中，经过2-3分钟的滚压、翻炼或用捣胶法、打卷法、三角包法、使胶均勻连续的 包于前辊，形成光滑无隙的包辊胶，此时割刀取下全部胶，根据投胶量放宽辊距，再把胶投 于辊隙使其包后辊；(2)按比例加入UFPSBR、经Si69处理过的白炭黑，之后分别将硬脂酸、4010NA、古马隆、 CZ和氧化锌，机械混合均勻；每加完一种配合剂均要捣胶二次；(3)在开放式炼胶机上依次加入炭黑、芳烃油和液体石蜡，混炼均勻；(4)加入硫磺，然后进行翻炼，采用打三角包法，以便进一步达到均勻，使胶料颜色均 一，表面光滑，下片；(5)将炼好的胶片放置M小时，采用硫化仪测定t1(l，t90；(6)在150°C，IOMPa下，按照(5)中t9(1，用平板硫化仪进行硫化。
4.根据权利要求3所述的超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶制作方法， 其特征在于，上述步骤(2)中所述的经Si69处理过的白炭黑，其处理方法为以下几种(1)先将白炭黑在烘箱中80°C1小时，除去其中的水分，然后白炭黑放于三口烧瓶中， 在150°C将偶联剂Si69滴加于其中，同时用高速搅拌机搅拌2小时，冷却后得预处理白炭里.；，(2)先将白炭黑在烘箱中80°C1小时，偶联剂Si69溶于乙醇中混合均勻，之后白炭黑 和含有Si69的乙醇溶液搅拌混合，通风厨中使乙醇挥发，再在150°C的恒温箱中5min，预处理完毕；(3)将白炭黑在烘箱中80°C1小时，除去其中的水分，偶联剂Si69和白炭黑于高混机 中 150°C搅拌 IOmin0
全文摘要
超细全硫化粉末丁苯橡胶在溶聚丁苯并用胎面胶及其制作方法，涉及一种橡胶及其制作方法。胎面胶配方，由以下质量份数的材料组成溶聚丁苯(SSBR)并用胶，100；炭黑N234，50；白炭黑，10；偶联剂Si69，0-0.8；超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR)，0-5；硫磺，1.5-2.2；促进剂CZ，1.5-1.8；古马隆树脂，3；芳烃油，10；防老剂4010NA，2；硬脂酸，1.5；氧化锌，5；液体石蜡，1；将超细全硫化粉末丁苯橡胶加入到胎面胶配方中，得理想的原料功能组合。与同类配方相比，其耐磨性，抗湿滑性和压缩生热性能均有明显提高，从环保节能角度及轮胎的高性能要求方面都有积极影响。
文档编号C08K5/18GK102040755SQ201110009829
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者李维鸽, 王英琦, 王重 申请人:沈阳化工大学