[发明专利]提高硫化橡胶稳定性的橡胶组合物及应用

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体地说是一种提高硫化橡胶稳定性的橡胶组合物，和使用该橡胶组合物的轮胎胎面。

背景技术

天然橡胶(NR)作为一种通用橡胶，具有良好的弹性和力学性能，但其硫化胶中多硫交联键的热稳定性较差，在硫化过程中，随着受热时间延长，最初形成的多硫交联键部分会发生断裂，致使胶料的交联密度降低，胶料的物理性能下降，橡胶制品的使用性能降低。随着橡胶工业的快速发展，研究人员一直研究如何消除或减少橡胶在硫化过程和使用过程中的返原现象，同时又能保持橡胶制品的机械性能和使用性能，延长制品的使用寿命。

从硫化返原机理考虑，提高NR抗硫化返原性能的措施主要是通过加入硫载体化合物或者补偿型硫化体系以弥补交联键的损失，例如加入二水合六亚甲基1，6-二硫代硫酸二钠盐(DuralinkHTS)，其化学式如下：

美国孟山都公司在二十世纪八十年代最初研制DuralinkHTS，用来提高多硫交联键的稳定性，提高胶料的抗硫化返原性能。DuralinkHTS分子结构中含有硫原子和碳原子，胶料硫化时HTS在胶料大分子的多硫交联键内插入一个六亚甲基双硫基团，交联键结构中嵌入柔软的且具有热稳定性的烷基，这种复合交联键的生成能使硫化胶耐厌氧老化性能提高，改善胶料中交联键的热稳定性，提高胶料的抗返原性，延长橡胶制品的使用寿命。但是在橡胶硫化过程中，HTS因其S-S键的一端为无机亚硫酸根的形式，所以在硫化反应时其活性低，与橡胶大分子间的硫化交联反应慢，致使HTS在实际应用中发挥抗硫化返原的效率不高，发挥功效较慢，从而会影响轮胎的硫化返原性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的局限性与不足，提供一种既经济而且能充分发挥HTS的提高硫化橡胶稳定性的橡胶组合物，保证胶料在过硫情况下力学性能的稳定，提高橡胶的抗硫化返原性能，同时提高胶料的动态性能。

本发明的目的在于提供一种提高硫化橡胶稳定性的橡胶组合物，包括如下组分：

100重量份的橡胶组分，5-100重量份的炭黑，1-20重量份的抗硫化返原剂。其中，抗硫化返原剂含有二水合六亚甲基1，6-二硫代硫酸二钠盐(HTS)和脂肪酸锌盐。

根据本发明所述的橡胶组合物，橡胶组分可以是天然橡胶(NR)，聚异丁烯橡胶(IR)，聚丁二烯橡胶(BR)，聚苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)，乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)，这些橡胶可以单独使用，或者使用他们的任意混合物。

炭黑的种类没有特别限制，例子包括：HAF、[SAF、SAF或它们的组合。

以100重量份的橡胶组分为基准，炭黑的用量在5-100重量份之间，优选在10-80重量份之间。

以100重量份的橡胶组分为基准，抗硫化返原剂的用量为1-20重量份，优选2-10重量份。

本发明的橡胶组合物中的抗硫化返原剂含有二水合六亚甲基1，6-二硫代硫酸二钠盐(HTS)和脂肪酸锌盐。所述脂肪酸锌盐的通式是R选自C_5-20的直链或支链的烷基，C_5-20的直链或支链的烯基，C_7～12的芳香烃基。脂肪酸锌优选自正辛酸锌、异辛酸锌、正癸酸锌、月桂酸锌、十四酸锌、棕榈酸锌、油酸锌、硬脂酸锌、苯甲酸锌、苯乙酸锌、苯丙酸锌中的一种或多种。抗硫化返原剂中HTS的质量百分含量为40～95％，优选为60～90％；脂肪酸锌的质量百分含量为5～60％，优选为10～40％。

本发明的橡胶组合物中还可以含有1.0～6.0重量份的氧化锌、1.0～4.0重量份的硬脂酸、1.5～5.0重量份的防老剂、2.0～6.0重量份的硫磺、0.5～2.0重量份的促进剂。

促进剂可以选用次磺酰胺类促进剂，如CZ、NOBS、NS、DZ、OTOS等。

除上述基本成份外，本发明的橡胶组合物还可以含有多种轮胎常用添加剂，例如硫化剂，多种类型的油，操作油，蜡，抗老化剂和增塑剂等。

可通过本技术领域的常规方法将上述组分混合以生成其后可用于硫化的橡胶组合物。

本发明还提供了一种轮胎胎面，该轮胎胎面由上述橡胶组合物制备。