[发明专利]一种阻碍橡胶共混物中的填料迁移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶混合物生产领域，特别是提供一种增强填料橡胶间相互作用，阻碍填料迁移，维持填料在橡胶基体内初始良好分散状态方法，提高橡胶混合物性能的生产工艺。 

背景技术

随着对填料与橡胶相互作用研究的深入，特别是M.-J.Wang,Rubber chem.Techno对填料与聚合物、填料与填料相互作用理论的发表，为电子辐照预硫化技术在橡胶领域中的应用提供了足够的理论支持。 

专利CN101318384一种子午线轮胎内衬气密层部件及其制备工艺，通过对气密层部件进行电子辐照处理，提高了气密层部件的格林强度、粘合强度、结构尺寸稳定性等性能；专利CN20120126133公开了一种用于子午线轮胎的减薄气密层部件的方法，利用电子辐照预处理技术，可减薄气密层部件，其落脚点同样在于提高胶料格林强度、结构稳定性方面；专利200610140583公开课一种子午轮胎结构材料的辐照交联预处理方便，其结果在于改善了轮胎结构材料的抗拉强度，降低厚度，减少天然胶用量，提高轮胎组成材料的稳定性等优势；这些专利都侧重于对橡胶材料格林强度的提高及尺寸稳定性方面，并未真正认识到电子辐照在对填充橡胶预处理时，对填料在橡胶中的效应所起到的作用。 

根据M.-J.Wang,Rubber chem.Techno对固体物质表面与材料间的相互作用描述，只有在填料和聚合物表面的能量特性相同，即聚合物和填料表面由于氢键、酸-碱相互作用或其他极性相互作用产生的粘合能足以补偿聚合物与填料碱的表面能及填料和聚合物本身的内聚能之间差异的影响，在聚合物母体中分散的填料才能稳定。同时，填料在橡胶中有聚集形成聚集体的趋势，这是填料在橡胶中的聚集效应，填料聚集将导致胶料各种性能变差，其中扩散是影响填料聚集的因素之一，扩散常数△＝KT/6πηr，K-波兹曼常数，T-温度，η-胶料粘度，r-填料半径。 

炭黑在由不同橡胶组成的橡胶混合物中，由于其与每一组分橡胶的相互作用强弱不同，在混炼胶停放过程中，其总是存在从相互作用弱的橡胶相向相互作用强的橡胶相中迁移的趋势，怡惟怡橡胶研究院内部报告Inner Liner Compound中的TEM测试结果显示，在卤化丁基胶与天然胶组成的橡胶混合物中，在混炼胶停放过程中，炭黑总是会从卤化丁基胶中向天然胶相中迁移，并最终在天然胶相中稳定下来，这对气密层的性能是不利的。 

本专利首先对混炼胶的炼胶工艺进行了调整，最大限度的提高了每一组分橡胶与填料的相互作用能力，然后再将各组分橡胶母胶与其他配合剂混炼得到混炼胶，接着对此方法得到的混炼胶进行电子辐照预处理，以期通过预交联的三维网络结构对橡胶基体内的填料进行固定及锚定，使其不能迁移，最大程度的保持填料在橡胶基体内的初始良好分散状态。 

电子辐照预硫化技术简介： 

电子辐照预硫化是指在常温常压下，经高能电子束激发橡胶分子产生的自由基，结合生成共价键，橡胶分子间发生交联，形成三维网状结构。辐照预硫化技术是一种新型橡胶改性和加工手段，其快速、灵活、节能和环保等特点，使其在改善填料在橡胶基体内的分散、提高橡胶制品综合性能有先天性优势。 

发明内容

本发明的目的是提供一种增强填料橡胶间相互作用，阻碍填料在橡胶混合物中的迁移，维持填料在橡胶混合物中的初始分散状态来提高橡胶综合性能的方法。 

本发明的方法为：对由两组分或多组分橡胶、补强填充剂、其它配合剂组成的橡胶混合物，先将每一组份橡胶分别与补强填充剂、任选的辐照敏化剂混炼制备橡胶母胶；后将各组分橡胶母胶与防老剂、硫化剂和/或油混炼形成混炼胶；将混炼胶进行电子辐照处理；然后对混炼胶进行硫化，得到橡胶。 

所述橡胶组分为天然橡胶、合成橡胶中两种或两种以上的橡胶，其中合成橡胶包括：异戊橡胶、顺丁胶、三元乙丙橡胶、丁基胶、丁苯橡胶、卤化丁基胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶中的一种或多种。 

所述辐照敏化剂为二官能团、三官能团、四官能团交联助剂的一种或多种任意并用。其中，二官能团交联助剂，包括新戊二醇双丙烯酸酯、二缩三丙二醇双丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯或聚乙二醇双丙烯酸酯；三官能团交联助剂，包括氰脲酸三烯丙酯或三烯丙基异氰尿酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯；四官能团交联助剂，包括季戊四醇四丙烯酸酯或乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯或二甲基丙烯酸四甘醇酯。