[发明专利]轮胎增粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎增粘剂及其制备方法。

背景技术

轮胎增粘剂是一种重要的轮胎助剂，起到增强轮胎橡胶与骨架材料和填料之间的粘结力的作用，可显著提高轮胎的使用性能和使用寿命。

近几十年来，汽车工业得到了快速发展。随着汽车硬件和软件的发展，汽车的性能得到了空前的挖掘，因而对轮胎的性能也有了更高的要求。传统的斜交轮胎已经不能满足当前汽车行业的发展，正逐步被性能优越的子午线轮胎所代替。骨架材料与橡胶的粘合质量是保证子午线轮胎使用性能的关键。当轮胎被划伤后，裂口逐渐扩展，空气、水和尘埃等杂质就有可能侵蚀裂口，加上轮胎在高速滚动中生热大，这些因素都将影响橡胶与骨架材料的粘接强度。子午线轮胎的生产实践表明，钢丝帘线与橡胶之间具有良好的初始粘合强度，但这并不能保证轮胎的使用性能与使用寿命，还要求在老化和腐蚀发生后橡胶与钢丝仍具有较高的粘合力保持率。经研究发现，在橡胶中加入增粘剂，可在不同程度上改善橡胶与骨架材料间的粘合性能。增粘剂的开发与应用是子午线轮胎发展中的重大技术进步，因而增粘剂已成为子午线轮胎生产中不可缺少的组分。

α-甲基苯乙烯的固态均聚物及其与其他单体的共聚物是一类优良的轮胎增粘剂。α-甲基苯乙烯具有很低的聚合上限温度（63℃），在25℃时的平衡单体浓度[M]_e=2.6mol/L。研究表明，在较低温度下α-甲基苯乙烯可聚合形成较高分子量的聚合物，随着温度升高，聚合所得的产品分子量降低。因此要得到性能优良的聚α-甲基苯乙烯类轮胎增粘剂，须在较低温度下进行聚合。目前制备轮胎增粘剂专用聚α-甲基苯乙烯一般都采用离子聚合。阴离子聚合可得到聚合度很大且分子量分布很窄的聚α-甲基苯乙烯。合成轮胎增粘剂更多的是采用阳离子聚合。但是离子聚合对反应条件比较苛刻，对水等极性化合物非常敏感。另外由于离子聚合的机理，可以参与共聚的单体类型较少，因此也限制了以α-甲基苯乙烯为主体的共聚物的开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎增粘剂及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的方法，包括如下步骤：

惰性气氛下，将温度为-20℃~2℃含有引发剂的有机溶剂和含有还原剂的有机溶剂，同时加入含有α-甲基苯乙烯的有机溶剂，或者同时加入含有α-甲基苯乙烯的有机溶剂和共聚单体的有机溶剂，优选的，采用滴加的方式加入，滴加时间为2~20小时，在-20℃~2℃，进行聚合反应，滴加完毕后，反应2~5小时，加入阻聚剂，然后从反应产物中收集所述轮胎增粘剂；

各个组分的重量份配比如下：

含有引发剂的有机溶剂中，引发剂的重量百分比含量为2～20%；

含有还原剂的有机溶剂中，还原剂的重量百分比含量为2～20%；

含有α-甲基苯乙烯和共聚单体的有机溶剂中，α-甲基苯乙烯的占单体总量的重量百分比含量为85～99%；溶液中单体总的重量百分比为40~80%；

所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、乙苯、丙酮、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等。

所述共聚单体为苯乙烯、乙烯基羧酸酯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丙烯腈、异戊二烯、丁二烯等乙烯基单体中的一种或多种；

所述引发剂为过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯等；

所述还原剂为四甲基乙二胺、N，N-二甲基苯胺、四乙烯亚胺、焦亚硫酸钠、吊白块、N，N-二乙基苯胺等；

所述阻聚剂为对苯二酚、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚或2，5-二叔丁基对苯二酚等；

反应温度为-20℃~2℃，确保产品具有较高的分子量，进而具备较好的轮胎增粘性能。反应时间可根据反应温度调节，以提高单体转化率。

反应结束后，可采取减压蒸馏或甲醇沉淀的方法除去未反应的单体和低聚物。若采用减压蒸馏，真空度为0.006~0.02MPa，釜底温度上升到200℃后结束蒸馏，冷却得到固体产品。若采取醇沉法，所用醇类一般为甲醇，将聚合物溶液倒入1~3倍重量的甲醇中搅拌至聚合物充分析出后抽滤获得固体产品。