一种硫化橡胶及其制备方法和应用与流程

文档序号:14360852阅读:387来源:国知局
本发明涉及橡胶加工应用领域,具体地,涉及一种制备硫化橡胶的方法以及由该方法制备得到的硫化橡胶、前述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。
背景技术
:随着世界能源危机和环境污染的加剧,各国对节能和环保越来越重视。为了减少燃油的消耗和温室气体的排放,汽车工业也在向着节能和环保方向发展。2009年,欧盟颁布了两项涉及轮胎的新法规,要求最大程度地提高轮胎安全性、减少油耗、降低噪音。这对轮胎的性能提出了更高的要求,要求轮胎在保证高行驶里程(胎面耐磨)的前提下对路面的抓着性好,尤其是在下雨天湿滑路面和冰雪路面上的抗湿滑性能好。而高性能轮胎则要求具有低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能。20世纪末,米其林提出了“绿色轮胎”的概念,指的是用白炭黑替代轮胎胎面胶配方中的炭黑作为增强剂,使轮胎滚动阻力下降,油耗减少,达到汽车排放降低以及节能减排的目的。《橡胶工业》(2012,2:84-90)对比研究采用相同体积分数的炭黑和白炭黑分别补强溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶胎面胶的性能。结果表明:与炭黑填充丁苯橡胶胶料相比,经偶联剂si69热处理的白炭黑填充胶料的分散性改善,硫化橡胶的300%定伸应力增大,拉断伸长率减小,抗湿滑性能提高,滚动阻力和动态生热降低,耐磨性能和抗切割性能较差。《轮胎工业》(2007,1:25-30)探讨了白炭黑/炭黑的并用比对乳聚丁苯橡胶esbr1721和溶聚丁苯橡胶ssbry837v2轿车轮胎胎面胶性能的影响。结果表明,随着白炭黑/炭黑并用比的增大,esbr1721和ssbry837v2硫化橡胶60℃时的tanδ值和滚动损失线性下降,0℃时的tanδ值和侧向因数线性递增,耐磨性能略有下降。绿色轮胎生产因配方中大量使用高结构的白炭黑,白炭黑在混炼时不易分散,且多量配合时会提高胶料的硬度,混炼时生热较大,所以轮胎生产过程中工艺实施和加工难度很大。因此,实践中有必要开发一种新的加工工艺,以得到一种具有优良力学性能,低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。技术实现要素:本发明的目的是提供一种新的制备硫化橡胶的方法,以得到一种具有优良力学性能,低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。为了实现上述目的,第一方面,本发明提供一种制备硫化橡胶的方法,该方法包括:(1)将一部分白炭黑组合物和一部分主体橡胶任选地以及软化剂进行第一混炼;然后将第一混炼后得到的第一混炼胶与剩余部分白炭黑组合物进行第二混炼,得到第二混炼胶,所述白炭黑组合物由白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂进行预混合而得到;(2)将剩余部分主体橡胶与所述第二混炼胶进行第三混炼,得到第三混炼胶;(3)将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂任选地以及与软化剂和/或剩余部分活化剂进行第四混炼,得到第四混炼胶;然后将所述第四混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼,得到第五混炼胶;(4)将所述第五混炼胶进行硫化。第二方面,本发明提供一种由前述方法制备得到的硫化橡胶。第三方面,本发明提供一种第一方面中所述的硫化橡胶。第四方面,本发明提供前述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。本发明通过提供一种新的制备硫化橡胶的工艺能够获得一种具有优良力学性能,低生热、低滚动阻力、良好的抗湿滑性能和优异的耐磨性能的硫化橡胶。并且,由本发明提供的制备硫化橡胶的方法获得的硫化橡胶相对于现有技术中制备硫化橡胶的方法获得的硫化橡胶具有更好的综合物理机械性能和动态力学性能。进一步地,本发明提供的制备硫化橡胶的方法还具有工艺简单,成本低廉的优点。本发明的其它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。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面,本发明提供了一种制备硫化橡胶的方法,该方法包括:(1)将一部分白炭黑组合物和一部分主体橡胶任选地以及软化剂进行第一混炼;然后将第一混炼后得到的第一混炼胶与剩余部分白炭黑组合物进行第二混炼,得到第二混炼胶,所述白炭黑组合物由白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂进行预混合而得到;(2)将剩余部分主体橡胶与所述第二混炼胶进行第三混炼,得到第三混炼胶;(3)将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂任选地以及与软化剂和/或剩余部分活化剂进行第四混炼,得到第四混炼胶;然后将所述第四混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼,得到第五混炼胶;(4)将所述第五混炼胶进行硫化。所述“一部分白炭黑组合物”和“剩余部分白炭黑组合物”构成本发明的全部白炭黑组合物。所述“一部分主体橡胶”和“剩余部分主体橡胶”构成本发明的全部主体橡胶。在所述步骤(1)中,“任选地以及软化剂”是指步骤(1)中可以加入软化剂,也可以不加入软化剂。本领域技术人员可以根据主体橡胶中是否充油,以及充油份数确定是否应该加入软化剂。在步骤(3)中,“将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂任选地以及与软化剂和/或剩余部分活化剂进行第四混炼”是指,参与第四混炼的物质可以为第三混炼胶、炭黑和防老剂;或者参与第四混炼的物质可以为第三混炼胶、炭黑、防老剂和软化剂;或者参与第四混炼的物质可以为第三混炼胶、炭黑、防老剂和剩余部分活化剂;或者参与第四混炼的物质可以为第三混炼胶、炭黑、防老剂、软化剂和剩余部分活化剂。当步骤(3)之前的步骤中的软化剂的用量不够时,可以在步骤(3)中再加入合适量的软化剂,或者,本发明的方法中涉及的软化剂可以不加入、在步骤(1)中一次加入,在步骤(3)中一次加入,或者在步骤(1)和步骤(3)中分批加入。而任选含有的剩余部分活化剂表示,当步骤(1)的白炭黑组合物中的活化剂仅为全部活化剂中的一部分时,在该步骤(3)中加入剩余部分的活化剂。由本发明提供的方法制备得到的硫化橡胶具有优良的抗湿滑性能,同时具有滚动阻力低、压缩温升低、磨耗小等优异性能和良好的综合物理机械性能。优选地,所述一部分白炭黑组合物占全部白炭黑组合物重量的2/10到9/10;更优选地,所述一部分白炭黑组合物占全部白炭黑组合物重量的1/2到3/4;本发明的发明人发现,控制第一次加入的白炭黑组合物的重量为全部白炭黑组合物重量的2/10到9/10,优选占1/2到3/4时,由本发明的方法获得的硫化橡胶具有更好的动态力学性能。优选地,所述一部分主体橡胶占全部主体橡胶重量的1/12到1/2;更优选地,所述一部分主体橡胶占全部主体橡胶重量的1/4到1/3;本发明的发明人发现,控制第一次加入的主体橡胶的重量为全部主体橡胶重量的1/12到1/2,优选为1/4到1/3时,由本发明的方法获得的硫化橡胶具有更好的动态力学性能。优选地,在步骤(1)中,所述第一混炼和所述第二混炼的条件相同或不同,各自独立地包括:温度为70-150℃,时间为1-8min。更优选地,所述第一混炼的温度为70-150℃,时间为2-4min;所述第二混炼的温度为70-150℃,时间为2-4min。优选地,在步骤(2)中,所述第三混炼的条件包括:温度为70-150℃,时间为1-8min。更优选地,所述第三混炼的条件包括:温度为70-150℃,时间为2-4min。在本发明中,所述第一混炼、第二混炼和第三混炼过程中的温度均会随着混炼时间的变化而变化,只要能够控制所述第一混炼、第二混炼和第三混炼中的温度在本发明前述定义的范围内即可。优选地,在步骤(3)中,所述第四混炼的条件包括:温度为150-170℃,时间为4-10min;更优选地,所述第四混炼的条件包括:温度为150-170℃,时间为5-7min。优选地,在步骤(3)中,所述第五混炼的条件包括:温度为40-110℃,时间为1-7min;更优选地,所述第五混炼的条件包括:温度为40-110℃,时间为3-5min。根据本发明,通常来说,将第五混炼胶进行硫化的方法和条件为本领域技术人员所公知。例如,所述硫化可以在硫化床或平板硫化机中进行;所述硫化条件通常包括硫化温度、硫化压力和硫化时间,其中,所述硫化温度、硫化压力和硫化时间只要能够保证所述主体橡胶以及硫化剂发生交联反应即可,例如,所述硫化反应的条件包括硫化温度可以为150-170℃,硫化压力可以为10-15mpa,硫化时间可以为10-50分钟。优选地,在步骤(1)中,将白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂进行预混合的条件包括:温度为5-100℃,时间为5-10min。进一步地,本发明的方法还可以包括,在使用所述白炭黑组合物之前,先将预混合后得到的白炭黑组合物在80-150℃的条件下加热0.5-5h。以及,本发明的方法还可以包括,在使用所述炭黑之前,先将炭黑在80-150℃的条件下加热0.5-5h。优选地,本发明的方法进一步包括:在步骤(1)和步骤(3)中,在使用所述主体橡胶之前,先将所述主体橡胶在初始温度为75-85℃下塑炼0.4-0.6min。优选地,相对于100重量份的所述主体橡胶,所述白炭黑的用量为55-65重量份,所述炭黑的用量为5-15重量份,所述软化剂的用量为0-25重量份,所述偶联剂的用量为4-8重量份,所述防老剂的用量为3-11重量份,所述硫化剂的用量为0.5-2重量份,所述硫化促进剂的用量为2-5重量份,所述活化剂的用量为4-8重量份。当所述主体橡胶为充油橡胶,且充油橡胶中的填充油含量足够多时,所述软化剂的用量可以为0。在本发明中,软化剂的可选种类与填充油的可选种类相同。在本发明中,除非特别说明,否则“相对于100重量份的所述主体橡胶”中的100重量份的主体橡胶均是不包括其中可能含有的填充油的重量份的。也就是说,当所述主体橡胶中含有填充油时,以该充油的主体橡胶作为基准时,是不包括填充油的含量的。本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。优选地,所述主体橡胶为丁苯橡胶。更优选所述丁苯橡胶为溶聚丁苯橡胶和/或乳聚丁苯橡胶。特别优选地,所述丁苯橡胶选自充油溶聚丁苯橡胶、非充油溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶中的至少一种。当所述丁苯橡胶为非充油溶聚丁苯橡胶时,本发明的步骤(1)和/或步骤(3)中可以使用软化剂。优选地,所述充油溶聚丁苯橡胶结合苯乙烯含量为23-28重量%;乙烯基含量为55-66重量%;门尼粘度为55-67;充油份数为15-37.5phr。优选地,所述非充油溶聚丁苯橡胶结合苯乙烯含量为20-30重量%;乙烯基含量为50-60重量%;门尼粘度为60-68。优选地,所述乳聚丁苯橡胶结合苯乙烯含量为22-25重量%;门尼粘度为45-60;充油份数为0-50phr。优选地,所述炭黑的吸碘值不小于80g/kg,平均颗粒直径为10-40纳米,比表面积为80-140m2/g。优选地,所述白炭黑的比表面积为100-200m2/g,更优选为115-200m2/g。优选地,所述软化剂为石油系软化剂,更优选为芳烃油和/或环烷油。例如所述软化剂可以为tdae(经处理的芳烃油(treateddistillatearomaticextract))、rae(残余芳烃抽余油(residualaromaticextract))和nap(环烷油(napthtenics))中的至少一种。本发明对所述芳烃油和所述环烷油的性质没有特别的限定,可以为本领域内通常意义的各种所述芳烃油和所述环烷油。优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂,更优选地,所述偶联剂为si69(双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)、kh550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和si75(双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物)中的至少一种。优选地,所述防老剂选自微晶蜡、胺类防老剂和喹啉类防老剂中的至少一种。更优选地,所述防老剂为微晶蜡和选自2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(防老剂rd)、2-巯基苯并咪唑(防老剂mb)和n-环己基-n’-苯基对苯二胺(防老剂4010)中的至少一种物质的混合物。当所述防老剂为微晶蜡和选自防老剂rd、防老剂mb和防老剂4010中的至少一种物质的混合物时,优选所述微晶蜡与选自防老剂rd、防老剂mb和防老剂4010中的至少一种物质的含量重量比为1:1.2-3。优选地,所述硫化剂为硫磺。优选地,所述硫化促进剂为二苯胍(促进剂dpg)、n-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(促进剂tbbs)、2,2'-二硫化二苯并噻唑、n-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰亚胺和n-环己基-双(2-巯基苯并噻唑)次磺酰胺中的至少一种。优选地,所述活化剂为氧化锌、氧化镁和硬脂酸中的至少一种。根据一种优选的具体实施方式,本发明的所述制备硫化橡胶的方法包括:1、将白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂在5-100℃下预混合5-10min,得到白炭黑组合物,并且在使用前,将所述白炭黑组合物在80-150℃的条件下加热0.5-5h;以及在使用前将炭黑在80-150℃的条件下加热0.5-5h;2、将一部分白炭黑组合物和一部分主体橡胶任选地以及软化剂进行第一混炼;然后将第一混炼后得到的第一混炼胶与剩余部分白炭黑组合物进行第二混炼,得到第二混炼胶;其中,一部分白炭黑组合物占全部白炭黑组合物重量的1/2到3/4,一部分主体橡胶占全部主体橡胶重量的1/4到1/3;所述第一混炼和所述第二混炼的条件相同或不同,各自独立地包括:温度为70-150℃,时间为1-8min;3、将剩余部分主体橡胶与所述第二混炼胶进行第三混炼,得到第三混炼胶;所述第三混炼的条件包括:温度为70-150℃,时间为1-8min;4、将所述第三混炼胶与炭黑和防老剂任选地以及软化剂和剩余部分活化剂进行第四混炼,得到第四混炼胶;然后将所述第四混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼,得到第五混炼胶;其中,所述第四混炼的条件包括:温度为150-170℃,时间为4-10min;所述第五混炼的条件包括:温度为40-110℃,时间为1-7min;5、将所述第五混炼胶进行硫化;所述硫化反应的条件包括硫化温度为150-170℃,硫化压力为10-15mpa,硫化时间为10-50分钟;以及在步骤(1)和步骤(3)中,在使用所述主体橡胶之前,先将所述主体橡胶在75-85℃下塑炼0.4-0.6min。根据本发明的一种更优选的具体实施方式,本发明的所述制备硫化橡胶的方法包括:1、将白炭黑、偶联剂和至少部分活化剂在5-100℃下预混合5-10min,得到白炭黑组合物,并且在使用前,将所述白炭黑组合物在80-150℃的条件下加热0.5-5h;以及在使用前将炭黑在80-150℃的条件下加热0.5-5h;2、将一部分主体橡胶加入密炼机中塑炼0.4-0.6min,其中,密炼机转速为85-95rpm,密炼初始温度为75-85℃;3、将一部分白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中,并在70-150℃下进行第一混炼2-4min,得到第一混炼胶;然后将剩余部分白炭黑组合物加入密炼机中,并在70-150℃下进行第二混炼2-4min;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、将剩余部分主体橡胶加入密炼机中塑炼0.4-0.6min,密炼机转速85-95rpm,密炼初始温度为75-85℃;然后将所述第二混炼胶加入密炼机中在70-150℃下进行第三混炼,混炼时间为1-8min,得到第三混炼胶;5、将炭黑和防老剂任选地以及剩余的活化剂加入密炼机中进行第四混炼,待密炼温度达到150-170℃下保持4-10min时卸下所得第四混炼胶;6、将所述第四混炼胶在辊距为4-6mm,辊温为50±5℃的开炼机上通过三次;混料胶停放3.5-4.5h;7、将密炼机转速调为55-65rpm,温度调整为40±5℃,并将步骤6得到的混料胶加入密炼机中混炼20-60s之后加入硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼,当胶料温度达到110-120℃并在该温度下保持1-7min时卸下所得第五混炼胶;8、将所述第五混炼胶在辊距为0.4-0.6mm,辊温为50±5℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至2-4mm,再通过两次;混炼胶停放20-28h;9、将经步骤8后得到的胶料进行硫化,硫化条件包括:硫化温度为150-170℃,压力10-15mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定。第二方面,本发明提供一种由前述方法制备得到的硫化橡胶。第三方面,本发明提供一种第一方面中所述的硫化橡胶。在本发明的第三方面中,所述硫化橡胶是指具有由本发明的第一方面的方法制备得到的硫化橡胶的性质的硫化橡胶,而并不如本发明的第二方面中所限定的那样必须由本发明的第一方面的方法制备得到。也即,对本发明的第三方面中的硫化橡胶的制备方法并没有限定,只要能够得到与第一方面中所述的硫化橡胶性质相同的产物即为本发明的第三方面中所述的硫化橡胶。第四方面,本发明提供前述硫化橡胶在制备轮胎中的应用。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明的硫化橡胶的性能按如下方式进行测试:力学性能:采用材料试验机(shimadzu,ag-20kng)对所制备材料进行力学性能的测试表征。材料试验机所选用的力传感器为1kn。根据国标gb/t528-2009,拉伸速率为500mm/min,测试温度为23±2℃。试样的有效部分长度为25mm,宽度为6mm。对于每组试样,进行5个平行实验,结果取平均值。动态力学性能:温度扫描在德国gabo公司eplexor500n动态热机械分析仪上进行,采用拉伸夹具,测试频率为11hz、温度范围:零下80℃至零上80℃,升温速率为3℃/min,静态应变为1%,动态应变为0.25%。动态压缩疲劳生热:按gb/t1687-1993,采用北京友深电子仪器有限公司生产的rh-2000型橡胶压缩生热试验机测试试样的动态压缩疲劳生热。测试条件:冲程为4.45mm,负荷为1mpa,温度为55℃,时间为25min。din磨耗:按照国标《gb/t9867-2008硫化橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)》规定,采用din磨耗仪测试(gt-7012-d,中国台湾高铁仪器检测有限公司)硫化橡胶的相对体积磨耗量。回弹性能:采用中国台湾高铁公司gt-7042-re型橡胶弹性试验机,按照国标《gb/t1681-2009硫化橡胶回弹性测定》测定回弹性能。混炼胶的硫化特性:按gb/t16584-1996标准采用无转子硫化仪测定,测试温度为160℃。在本发明中,所述比表面积均采用bet比表面积法测定得到。以下使用的材料来源为:丁苯橡胶(sbr)为购自中国石油化工股份有限公司燕山分公司的牌号为ssbr2636和ssbr2506的商品,其中,ssbr2636(充油溶聚丁苯橡胶)结合苯乙烯含量为25重量%,乙烯基含量为63重量%,门尼粘度为62,充油份数为37.5phr;ssbr2506(非充油溶聚丁苯橡胶)结合苯乙烯为26重量%,乙烯基含量为56重量%门尼粘度为65,充油份数为0phr。炭黑为购自天津亿博瑞化工有限公司牌号为n115(吸碘值为160g/kg,比表面积为137m2/g)、n234(吸碘值为120g/kg,比表面积为119m2/g)、n330(吸碘值为82g/kg,比表面积为78m2/g)的商品。白炭黑为购自索尔维精细化工添加剂(青岛)有限公司牌号为165gr的高分散性颗粒白炭黑和牌号为1165mp的高比表面微珠白炭黑的商品,比表面积均为165m2/g。硫磺(硫化剂)为购自国药集团化学试剂有限公司的商品。促进剂d(硫化促进剂)为购自石家庄市晨曦化工有限公司的商品。促进剂tbbs(硫化促进剂)为购自广东杜巴新材料科技有限公司的商品。zno(活化剂)为购自国药集团化学试剂有限公司的商品。sa(硬脂酸)(活化剂)为购自国药集团化学试剂有限公司的商品。微晶蜡为购自天津恒盛鑫源国际贸易有限公司牌号为w-445的商品,碳原子个数为20-50。si69和si75(硅烷偶联剂)为购自上海瑞市化工科技有限公司的商品。2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(防老剂rd)和2-巯基苯并咪唑(防老剂mb)为购自上海成锦化工有限公司的商品。n-环己基-n’-苯基对苯二胺(防老剂4010)为购自高邑县利和化工有限公司的商品。软化剂为购自淄博千顺塑胶有限公司的环保芳烃油tdae,芳烃含量≥85%。以下各实施例中涉及的制备硫化橡胶的各组分形成的橡胶组合物的总量相同,均为1200g。实施例1:制备硫化橡胶s1的方法本实施例的方法中涉及的各组分的配方如表1中所示(其中的数值是相对于100重量份的主体橡胶得到的重量份)。本实施例的硫化橡胶s1的制备方法具体如下:1、在40℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合10min,然后在高速研磨机中研磨3次每次10s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在140℃烘箱中保温2h;炭黑在使用前在110℃烘箱中保温2h;2、将占全部溶聚丁苯橡胶重量的1/3的溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.5min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为80℃;3、将占全部白炭黑组合物重量的3/4的步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中进行第一混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃;然后将剩余部分的白炭黑组合物加入密炼机中,并控制密炼机中的温度在不超过140℃范围内第二混炼2min;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、将剩余部分溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.5min,密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为80℃;将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃下进行第三混炼2min,得到第三混炼胶;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行第四混炼,待密炼温度达到150℃时保持5min,然后卸下所得第四混炼胶;6、将所述第四混炼胶在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂进行第五混炼,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下所得第五混炼胶;8、将步骤7得到的第五混炼胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为160℃,压力为15mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶s1。实施例2:制备硫化橡胶s2的方法本实施例的方法中涉及的各组分的配方如表1中所示(其中的数值是相对于100重量份的主体橡胶得到的重量份)。本实施例的硫化橡胶s2的制备方法具体如下:1、在70℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合5min,然后在高速研磨机中研磨5次每次8s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在120℃烘箱中保温3h;炭黑在使用前在110℃烘箱中保温2h;2、将占全部溶聚丁苯橡胶重量的1/4的溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为85℃;3、将占全部白炭黑组合物重量的1/2的步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中进行第一混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃,得到第一混炼胶;然后将剩余部分的白炭黑组合物加入密炼机中,并控制密炼机中的温度在不超过140℃范围内进行第二混炼2min;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、将剩余部分溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为85℃;将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃下进行第三混炼2min,得到第三混炼胶;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行第四混炼,待密炼温度达到160℃时保持5min,然后卸下所得第四混炼胶;6、将所述第四混炼胶在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂,进行第五混炼,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下所得第五混炼胶;8、将步骤7得到的第五混炼胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为150℃,压力为14mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶s2。实施例3:制备硫化橡胶s3的方法本实施例的方法中涉及的各组分的配方如表1中所示(其中的数值是相对于100重量份的主体橡胶得到的重量份)。本实施例的硫化橡胶s3的制备方法具体如下:1、在60℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合5min,然后在高速研磨机中研磨4次每次10s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在120℃烘箱中保温3h;炭黑在使用前在100℃烘箱中保温2h;2、将占全部溶聚丁苯橡胶重量的7/24的溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为75℃;3、将占全部白炭黑组合物重量的5/8的步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中进行第一混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃,得到第一混炼胶;然后将剩余部分的白炭黑组合物加入密炼机中,并控制密炼机中的温度在不超过140℃范围内进行第二混炼2min;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、将剩余部分溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为75℃;将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃下进行第三混炼2min,得到第三混炼胶;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行第四混炼,待密炼温度达到160℃时保持5min,然后卸下所得第四混炼胶;6、将所述第四混炼胶在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂,进行第五混炼,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下所得第五混炼胶;8、将步骤7得到的第五混炼胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为170℃,压力为12mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶s3。实施例4:制备硫化橡胶s4的方法本实施例采用与实施例1相似的方法进行,所不同的是:本实施例中,先加入的一部分主体橡胶占全部主体橡胶总重量的1/6,其余均与实施例1中相同。也即,本实施例的方法中涉及的各组分的种类和总用量均与实施例1中相同。得到硫化橡胶s4。实施例5:制备硫化橡胶s5的方法本实施例采用与实施例2相似的方法进行,所不同的是:本实施例中,先加入的一部分白炭黑组合物占全部白炭黑组合物总重量的3/10,其余均与实施例2中相同。也即,本实施例的方法中涉及的各组分的种类和总用量均与实施例2中相同。得到硫化橡胶s5。实施例6:制备硫化橡胶s6的方法本实施例采用与实施例4相似的方法进行,所不同的是:本实施例中,先加入的一部分白炭黑组合物占全部白炭黑组合物总重量的3/10,其余均与实施例4中相同。也即,本实施例的方法中涉及的各组分的种类和总用量均与实施例4中相同。得到硫化橡胶s6。对比例1:制备硫化橡胶ds1的方法本对比例采用与实施例1相似的方法进行,所不同的是,本对比例中的白炭黑组合物和主体橡胶均为一次加入方式,具体地:1、在40℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合10min,然后在高速研磨机中研磨3次每次10s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在140℃烘箱中保温2h;炭黑在使用前在110℃烘箱中保温2h;2、将全部溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.5min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为80℃;3、将步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、在密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为80℃条件下,将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃混炼2min;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行混炼,待密炼温度达到150℃时保持5min,然后卸下胶料;6、将胶料在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂,混炼胶料,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下胶料;8、将步骤7得到的混料胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为160℃,压力为15mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶ds1。对比例2:制备硫化橡胶ds2的方法本对比例采用与实施例2相似的方法进行,所不同的是,本对比例中的白炭黑组合物为一次加入方式,具体地:1、在70℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合5min,然后在高速研磨机中研磨5次每次8s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在120℃烘箱中保温3h;炭黑在使用前在110℃烘箱中保温2h;2、将占全部溶聚丁苯橡胶重量的1/4的溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为85℃;3、将步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、将剩余部分溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为85℃;将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃混炼2min;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行混炼,待密炼温度达到160℃时保持5min,然后卸下胶料;6、将胶料在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂,混炼胶料,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下胶料;8、将步骤7得到的混料胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为150℃,压力为14mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶ds2。对比例3:制备硫化橡胶ds3的方法本对比例采用与实施例3相似的方法进行,所不同的是,本对比例中的主体橡胶为一次加入方式,具体地:1、在60℃下,将白炭黑、硅烷偶联剂和硬脂酸在高速混合机中混合5min,然后在高速研磨机中研磨4次每次10s,得到白炭黑组合物,白炭黑组合物使用前在120℃烘箱中保温3h;炭黑在使用前在100℃烘箱中保温2h;2、将全部溶聚丁苯橡胶加入密炼机中塑炼0.4min,其中,密炼机转速为90rpm,塑炼初始温度为75℃;3、将占全部白炭黑组合物重量的5/8的步骤1获得的白炭黑组合物和全部软化剂加入密炼机中混炼2min,控制密炼机中的温度不超过140℃;然后将剩余部分的白炭黑组合物加入密炼机中,并控制密炼机中的温度在不超过140℃范围内混炼2min;卸下胶料,在双辊开炼机上过辊裁块,得到第二混炼胶;4、在密炼机转速为90rpm,密炼初始温度为75℃条件下,将所述第二混炼胶加入密炼机中并控制密炼机中温度不超过140℃混炼2min;5、将炭黑、防老剂和氧化锌加入密炼机中进行混炼,待密炼温度达到160℃时保持5min,然后卸下胶料;6、将胶料在辊距为5mm,辊温为50℃的开炼机上通过三次;混料胶停放4h;7、将密炼机转速调为60rpm,温度为40℃,将步骤6得到的混料胶加入密炼机混炼30s之后加入硫化剂和硫化促进剂,混炼胶料,当胶料温度达到110℃并在该温度下保持4min时,卸下胶料;8、将步骤7得到的混料胶在辊距为0.5mm,辊温为50℃的开炼机上通过一次,然后将辊距调至3mm,再通过两次;混炼胶停放24h;9、将步骤8得到的胶料进行硫化,其中,硫化温度为170℃,压力为12mpa,硫化时间根据无转子硫化仪测得的正硫化时间tc90确定为30min。结果得到硫化橡胶ds3。表1实施例1实施例2实施例3ssbr2636137.5---137.5ssbr2506---100---tdae037.50n11510------n234------8n330---15---165gr60---651165mp---55---硫磺0.51.52促进剂dpg21.51.5促进剂tbbs01.52.5zno223sa234si6945---si75------8微晶蜡1.511.5防老剂rd---2---防老剂mb------4.5防老剂40101.8------测试例按照前述方法测试上述硫化橡胶s1-s6、ds1-ds3的性能,包括:力学性能、动态力学性能、动态压缩疲劳生热、din磨耗和回弹性能,结果如表2中所示。表2从表2可以看出,由实施例的方法制备得到的硫化橡胶与由对比例的方法获得的硫化橡胶相比,在拉伸强度、定伸应力、撕裂强度、压缩生热以及耐磨性能方面,本发明的实施例的方法获得的硫化橡胶的上述性能均较优,具有优良的综合物理性能。在动态力学性能方面,本发明的方法获得的硫化橡胶的tanδ(0℃)均高于对比例中获得的硫化橡胶的tanδ(0℃)值,本发明的方法获得的硫化橡胶的tanδ(60℃)的值均低于对比例中获得的硫化橡胶的tanδ(60℃)值,也即,本发明的方法获得的硫化橡胶显示出良好的抗湿滑性能和低滚动阻力。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1