[发明专利]一种改性酚醛树脂、其制备方法及轮胎橡胶

说明书

技术领域

本发明属于轮胎橡胶技术领域，具体涉及一种改性酚醛树脂、其制备方法及轮胎橡胶。

背景技术

轮胎橡胶是橡胶产业的一个主要市场，轮胎橡胶对橡胶材料的耐磨性、抗撕裂强度和拉伸强度等性能有着很高的要求，普通橡胶材料难以满足这种较高的要求。因此，通常需要向橡胶中添加补强剂以增强橡胶的机械性能，加入补强剂可使橡胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量和抗溶胀性等性能得到较大程度的提高。

轮胎橡胶所用的补强剂通常为补强树脂，补强树脂分为普通苯酚甲醛树脂、妥尔油改性酚醛树脂和腰果油改性酚醛树脂。妥尔油改性酚醛树脂在交联以前为热塑性树脂，与固化剂交联后转变为热固性树脂，具有支链结构，能够保证与固化剂交联后形成三维网状结构，与橡胶形成的三维网状结构相互贯穿，因此具有优异的补强效果。妥尔油改性酚醛树脂易于混炼，可以改善树脂在橡胶中的溶解度，可以与固化剂预混合并且以粉末的形式供应，具有与橡胶有着较好的相容性，炼胶后硬度显著提高，还能改善胶料的耐磨性和抗撕裂性能，降低门尼粘度。并且，在加入妥尔油补强树脂后，轮胎橡胶中可以加入更多的填料，降低生产成本。所以，妥尔油改性酚醛树脂被广泛应用于轮胎橡胶领域。

现有技术中，添加了妥尔油改性酚醛树脂的橡胶胶料老化后的拉伸强度为10.94MPa，扯断伸长率为93%，胶料老化后的拉伸强度和扯断伸长率较低，抗老化性能差，缩短了轮胎橡胶的使用寿命。因此，提高胶料的抗老化性能是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种改性酚醛树脂、其制备方法及轮胎橡胶，本发明提供的改性酚醛树脂能够提高胶料的抗老化性能，从而延长轮胎等橡胶制品的使用寿命。

本发明提供一种改性酚醛树脂，包括妥尔油、改性剂和热塑性酚醛树脂；

所述改性剂为含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸。

优选的，所述改性剂为桐油和/或亚麻油。

优选的，所述改性剂与所述热塑性酚醛树脂的质量比为0.05～0.5：1。

优选的，所述妥尔油与所述热塑性酚醛树脂的质量比为0.4～1.5：1。

本发明提供一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

将妥尔油、改性剂与热塑性酚醛树脂进行加成反应，得到改性酚醛树脂；

所述改性剂为含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸。

优选的，所述加成反应的温度为120～190℃。

优选的，所述加成反应的时间为1.0～5.0小时。

优选的，所述加成反应后还包括以下步骤：

将所述加成反应的反应产物进行抽真空处理。

优选的，所述抽真空的真空度为-0.095～0MPa。

本发明提供一种轮胎橡胶，包括橡胶和橡胶助剂，优选的，所述橡胶助剂包括上述技术方案所述的改性酚醛树脂或上述技术方案所述的制备方法得到的改性酚醛树脂。

本发明提供一种改性酚醛树脂，包括妥尔油、改性剂和热塑性酚醛树脂，所述改性剂为含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸。本发明提供的改性酚醛树脂包括含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸，所述含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸与热塑性酚醛树脂进行加成反应，生成具有苯并二氢化呋喃结构的改性酚醛树脂，本发明提供的改性酚醛树脂能够提高胶料的抗老化性能，延长橡胶制品的使用寿命。本发明还提供一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将妥尔油、改性剂和热塑性酚醛树脂进行加成反应，得到改性酚醛树脂。本发明提供的制备方法过程简单、快捷、安全。采用本发明得到的改性酚醛树脂进行小配合实验，实验结果显示，老化后胶料的拉伸强度、拉断伸长率等性能均优于现有树脂。

具体实施方式

本发明提供一种改性酚醛树脂，包括妥尔油、改性剂和热塑性酚醛树脂，所述改性剂为含有三烯或共轭三烯酸的长链脂肪酸。

本发明提供的改性酚醛树脂能够提高胶料的抗老化性能，从而延长轮胎等橡胶制品的使用寿命。

本发明提供的改性酚醛树脂包括妥尔油，本发明对所述妥尔油的来源没有特殊的限制，可以采用妥尔油的市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备妥尔油的技术方案自行制备。在本发明中，所述妥尔油在与固化剂交联后能够形成三维网状结构，能够提高胶料的硬度，改善胶料的耐磨性能。在本发明中，所述妥尔油与热塑性酚醛树脂的质量比优选为0.4～1.5：1，更优选为0.6～1.0：1，最优选为0.8～0.9：1。