[发明专利]用于轮胎胎面的橡胶组合物及其制备方法

权利要求书

1.一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，以丁苯橡胶胶乳干基质的质量份计，主要包括以下组份：

(1)丁苯橡胶胶乳 100份

(2)改性纳米白炭黑 15～40份

其特征在于，所述改性纳米白炭黑由如下方法制备而成：

a.单体预乳化液制备：以芳基乙烯类单体的质量份计，将100份芳基乙烯类单体、1～5份乳化剂、100～200份去离子水、1.0～2.0份缓冲剂、0.01～0.2份引发剂一起放入反应器中，升温至40～60℃时，搅拌反应30～60分钟制备成单体预乳化液；

b.复配极性单体混合液的制备：以不饱和丙烯酸酯极性单体的质量份计，取100份不饱和丙烯酸酯极性单体和15～40份丙烯酰胺放入反应釜中搅拌混合5～10min；再加50～100份去离子水、1～3份缓冲剂调节溶液的pH为7.0～9.0，再搅拌混合10～30min组成复配极性单体混合液；

C.改性纳米白炭黑的制备：以纳米白炭黑的质量份计，取100份纳米白炭黑和5～25份复配极性单体混合液、200～300份去离子水、1～4份缓冲剂加入到聚合釜中搅拌混合10～30min；而后加入1～5份乳化剂、1～5份单体预乳化液，搅拌升温至50～70℃，再搅拌混合10～30min生成以纳米白炭黑粉体为中心被复配极性单体和芳基乙烯类单体包覆的聚合体，并将此作为复合乳液的种子；最后再加入10～30份单体预乳化液和0.1～0.2份引发剂，反应3.0～6.0h后，加入0.1～0.5份终止剂，经洗涤、脱水、干燥、研磨制得改性纳米白炭黑；

所述丁苯橡胶胶乳是由共轭二烯烃化合物和芳基乙烯类化合物通过乳液聚合共聚而成；

所述芳基乙烯类化合物选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-苯丙烯、乙基苯乙烯及它们的衍生物中的一种或几种的混合物。

2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述改性纳米白炭黑的粒径为：20～60nm。

3.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述不饱和丙烯酸酯极性单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求3所述的橡胶组合物，其特征在于，所述不饱和丙烯酸酯极性单体是甲基丙烯酸甲酯。

5.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述丙烯酰胺极性单体的纯度≥99％。

6.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述芳基乙烯类单体是苯乙烯。

7.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述引发剂为水溶性热引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。

8.如权利要求7所述的橡胶组合物，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾。

9.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述共轭二烯烃化合物为C₄类共轭二烯烃化合物。

10.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述丁苯橡胶胶乳的固含量为20～45％，结合苯乙烯含量为15～25％，胶乳粒径为50～200nm。

11.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，步骤b中，所述pH为7.5～8.5。

12.一种如权利要求1～11之一所述的用于轮胎胎面的橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：

⑴按丁苯胶乳干基质的质量份计，取100份丁苯胶乳和2～5份乳化剂、200～300份去离子水加入到凝聚釜里搅拌混合10～30min；

⑵在凝聚釜中加入20～50份所述改性纳米白炭黑，用缓冲剂调节体系pH值为8～10，升温至50～70℃时，搅拌混合30～60min；

⑶在凝聚釜中加入3～6份凝聚剂进行凝聚，最后经洗涤、脱水、干燥、压块制得轮胎胎面用丁苯橡胶组合物。