高分子共聚物胎面橡膠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橡膠制備領(lǐng)域，具體涉及一種涉及高分子共聚物胎面橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常意義上，輪胎是在各種車輛或機(jī)械上裝配的接地滾動(dòng)的圓環(huán)形彈性橡膠制品。通常安裝在金屬輪輞上，能支承車身，緩沖外界沖擊，實(shí)現(xiàn)與路面的接觸并保證車輛的行駛性能。輪胎常在復(fù)雜和苛刻的條件下使用，它在行駛時(shí)承受著各種變形、負(fù)荷、力以及高低溫作用，因此必須具有較高的承載性能、牽引性能、緩沖性能。同時(shí)，還要求具備高耐磨性和耐屈撓性，以及低的滾動(dòng)阻力與生熱性。世界耗用橡膠量的一半用于輪胎生產(chǎn)。
[0003]輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶3部分組成。也有不需要內(nèi)胎的，其胎體內(nèi)層有氣密性好的橡膠層，且需配專用的輪輞。外胎是由胎體、緩沖層(或稱帶束層)、胎面、胎側(cè)和胎圈組成。外胎斷面可分成幾個(gè)單獨(dú)的區(qū)域:胎冠區(qū)、胎肩區(qū)(胎面斜坡)、屈撓區(qū)(胎側(cè)區(qū))、加強(qiáng)區(qū)和胎圈區(qū)。胎面:外胎最外面與路面接觸的橡膠層(通常，把外胎胎冠、胎肩:胎冠兩側(cè)的邊緣部分、胎側(cè)、加強(qiáng)區(qū)部位最外層的橡膠統(tǒng)稱為胎面膠)。胎面用來防止胎體受機(jī)械損傷和早期磨損，向路面?zhèn)鬟f汽車的牽引力和制動(dòng)力，增加外胎與路面(土壤)的抓著力，以及吸收輪胎在運(yùn)行時(shí)的振蕩。
[0004]輪胎的主要成分為橡膠，目前橡膠的制備方法主要包括了塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序?；鞜掃^程中不同階段使用不同的橡膠化學(xué)試劑，如加入加硫助齊?、加硫促進(jìn)劑、抗氧化劑、填充劑等，使得各原料均勻混合，反應(yīng)充分，從而保證橡膠中的非橡膠成分能與橡膠混配完全，制備良好的橡膠制品，保證輪胎的質(zhì)量。但此過程中需要選擇的原料種類及生產(chǎn)工藝，嚴(yán)重影響濕地抓地力、加工作業(yè)性、撓裂強(qiáng)度及與碳黑均勻混練時(shí)間等輪胎胎面的特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高分子共聚物胎面橡膠，該方法可以保證原料均勻混合，確保所得產(chǎn)品的質(zhì)量，即保證了所得橡膠制品的強(qiáng)度，延長其磨耗壽命，確保胎面的濕地抓地力、加工作業(yè)性、撓裂強(qiáng)度，也保證了產(chǎn)品在研軋、壓出、混煉機(jī)、捏和機(jī)等加工作業(yè)時(shí)的易操作性。
[0006]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠，其主要是用于制備耐磨耐高溫輪胎的外胎胎冠，所述胎面橡膠由以下組分制備:即溫度為60?150°C的氮?dú)?、氬氣或氦氣條件下，由30?70wt%的碳納米管和共聚物合成，所述共聚物由占質(zhì)量比20?30wt%的分子量為8X104?5X105的、由1，3-戊二烯和/或2，4-戊二烯與α-甲基苯乙烯經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合的共聚物，及占質(zhì)量比15?55wt%的分子量為4Χ105?IXlO6的、由1，3_戊二烯和/或2，4-戊二烯與α -甲基苯乙烯經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合的共聚物。
[0007]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述的共聚物制備中使用的聚合介質(zhì)為正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、異戊烷和異己烷；環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷；苯、甲苯、乙苯、二甲苯和二乙苯中的一種。
[0008]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述的共聚物制備中使用的聚合介質(zhì)，還可以加入二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、乙二醇基二甲醚、乙二醇基二乙醚、二甘醇基二甲醚；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺中的一種。
[0009]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述的共聚物制備中還使用三甲基一氯硅烷對反應(yīng)進(jìn)行終止。
[0010]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述的共聚物制備中溫度為80?110°C。
[0011]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，胎面橡膠的成分于:所述的胎面橡膠的制備方法中，還可以使用助劑、加硫促進(jìn)劑、凝聚劑、填充齊U、抗氧化劑中的一種或多種。
[0012]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述凝聚劑為質(zhì)量百分比濃度為2?5%的稀硫酸或質(zhì)量百分比濃度為2?10%的鹽酸。
[0013]本發(fā)明上文所述的高分子共聚物胎面橡膠的技術(shù)方案中，優(yōu)選的情況下，所述的碳納米管的管徑為100?800nm。
[0014]本發(fā)明的所述的高分子共聚物胎面橡膠產(chǎn)品及其制備方法，此方法采用分批式進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)合多種類型的原料配合，總體進(jìn)行協(xié)調(diào)作用，可以保證原料均勻混合，保證了所得橡膠制品的強(qiáng)度，延長其磨耗壽命，確保胎面的濕地抓地力、加工作業(yè)性、撓裂強(qiáng)度，確保所得產(chǎn)品的質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下述非限定性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]高分子共聚物胎面橡膠產(chǎn)品由以下方法制備:
[0018](I)制備共聚物A:在溫度60°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由1，3_戊二烯和2，4-戊二烯與α-甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正戊烷和二甲醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)2?4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到50?90%的情況下，獲得分子量為8 X 14?5 X 15的共聚物。
[0019](2)制備共聚物B:在溫度60°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由1，3-戊二烯和2，4-戊二烯與α-甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正戊烷和二甲醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到50?90%的情況下，獲得分子量為4 X 15?I X 16的共聚物。
[0020](3)由占總質(zhì)量比35wt%的碳納米管分批混合、攪拌條件下，分批加入占質(zhì)量比20wt%的共聚物A和占質(zhì)量比40wt%的共聚物B，按上述原料的總重量混合均勻后，將質(zhì)量百分比濃度為2?3%的稀硫酸作為凝聚劑加入混合液中攪拌均勻，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷對反應(yīng)進(jìn)行終止，室溫靜置。
[0021]實(shí)施例2
[0022]高分子共聚物胎面橡膠產(chǎn)品由以下方法制備:
[0023](I)制備共聚物A:在溫度80°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由1，3_戊二烯與α -甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正戊烷和二甲醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)2?4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到60?90%的情況下，獲得分子量為9 X 14?4 X 15的共聚物。
[0024](2)制備共聚物B:在溫度80°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由2，4-戊二烯與α -甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正己烷和二乙醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到50?90%的情況下，獲得分子量為5X 15?IXlO6的共聚物。
[0025](3)由占總質(zhì)量比30wt%的碳納米管分批混合、攪拌條件下，分批加入占質(zhì)量比20wt%的共聚物A和占質(zhì)量比50wt%的共聚物B，按上述原料的總重量混合均勻后，將質(zhì)量百分比濃度為3%的稀硫酸作為凝聚劑加入混合液中攪拌均勻，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷對反應(yīng)進(jìn)行終止，室溫靜置。
[0026]實(shí)施例3
[0027]高分子共聚物胎面橡膠產(chǎn)品由以下方法制備:
[0028](I)制備共聚物A:在溫度100°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由1，3_戊二烯與α -甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正戊烷和二甲醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)2?4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到60?90%的情況下，獲得分子量為9 X 14?5 X 15的共聚物。
[0029](2)制備共聚物B:在溫度80°C條件下，采用氮?dú)饷芊鈼l件，由1，3_戊二烯α -甲基苯乙烯，在聚合介質(zhì)為正戊烷和二甲醚混合液的條件下，經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合反應(yīng)4h，偶合劑的加入必須是二次加入，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到60?90%的情況下，獲得分子量為5 X 15?IXlO6的共聚物。
[0030](3)由占總質(zhì)量比35wt%的碳納米管分批混合、攪拌條件下，分批加入占質(zhì)量比20wt%的共聚物A和占質(zhì)量比40wt%的共聚物B，按上述原料的總重量混合均勻后，將質(zhì)量百分比濃度為2?3%的稀硫酸作為凝聚劑加入混合液中攪拌均勻，最后加入一定量的三甲基一氯硅烷對反應(yīng)進(jìn)行終止，室溫靜置。
[0031]利于本發(fā)明上述方法制備的產(chǎn)品，保證了所得橡膠制品的強(qiáng)度，延長其磨耗壽命，確保胎面的濕地抓地力、加工作業(yè)性、撓裂強(qiáng)度，也保證了產(chǎn)品在研軋、壓出、混煉機(jī)、捏和機(jī)等加工作業(yè)時(shí)的易操作性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分子共聚物胎面橡膠，用于制備耐磨耐高溫輪胎的外胎胎冠，其特征在于，所述胎面橡膠由以下組分制備:即溫度為60?150°C的氮?dú)狻鍤饣蚝鈼l件下，由30?70wt%的碳納米管和共聚物合成，所述共聚物由占質(zhì)量比20?30wt%的分子量為8 X 14?5 X 15的、由1，3-戊二烯和/或2，4-戊二烯與α -甲基苯乙烯經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合的共聚物，及占質(zhì)量比15?55wt%的分子量為4 X 15?I X 16的、由1，3-戊二烯和/或2，4-戊二烯與α -甲基苯乙烯經(jīng)偶合劑R2GaCl2偶合的共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述的共聚物制備中使用的聚合介質(zhì)為正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、異戊烷和異己烷；環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷；苯、甲苯、乙苯、二甲苯和二乙苯中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述的共聚物制備中使用的聚合介質(zhì)，還可以加入二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、乙二醇基二甲醚、乙二醇基二乙醚、二甘醇基二甲醚；三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述的共聚物制備中還使用三甲基一氯硅烷對反應(yīng)進(jìn)行終止。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述的共聚物制備中溫度為80?110°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:胎面橡膠的成分于:所述的胎面橡膠的制備方法中，還可以使用助劑、加硫促進(jìn)劑、凝聚劑、填充劑、抗氧化劑中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述凝聚劑為質(zhì)量百分比濃度為2?5%的稀硫酸或質(zhì)量百分比濃度為2?10%的鹽酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子共聚物胎面橡膠，其特征在于:所述的碳納米管的管徑為100?800nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高分子共聚物胎面橡膠，用于制備耐磨耐高溫輪胎的外胎胎冠，所述胎面橡膠的成分有30～70wt%的碳納米管和共聚物組成，所述共聚物由以下組分制備：即溫度為60～150℃的氮?dú)?、氬氣或氦氣條件下，由分子量為8×104～5×105的共聚物，及分子量為4×105～1×106的共聚物與碳納米管制備獲得。利于本發(fā)明上述方法制備的產(chǎn)品，保證了所得橡膠制品的強(qiáng)度，延長其磨耗壽命，確保胎面的濕地抓地力、加工作業(yè)性、撓裂強(qiáng)度，也保證了產(chǎn)品在研軋、壓出、混煉機(jī)、捏和機(jī)等加工作業(yè)時(shí)的易操作性。
【IPC分類】C08F236-10, C08L9-00, B60C1-00, C08K3-04, C08K7-00
【公開號(hào)】CN104672540
【申請?zhí)枴緾N201310639892
【發(fā)明人】付興鐸, 高陽
【申請人】大連輪胎廠有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月29日