[发明专利]含高分散型碳纳米管的橡胶组合物的制备方法

说明书

本发明目的在于提供一种橡胶填料碳纳米管高分散的改性方法。该发明采用强氧化性酸和多元胺对碳纳米管表面进行胺基化处理，而后采用酸酐对溶聚丁苯胶浆进行酰化处理，最后在二异氰酸酯作用下进行包覆处理后与溶聚丁苯胶浆直接混合、凝聚来制备出抗湿滑性好、耐磨性高、滚动阻力低的橡胶组合物。本发明的制备方法避免了胶料在传统的密炼或开炼橡胶加工中出现的打滑、焦烧等问题，保证碳纳米管粒子能够均匀地分散到溶聚丁苯橡胶体基体里，能使“魔鬼三角”性能的平衡获得明显地提升，其方法简单易行，成本低廉，对环境无污染，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物，具体的说涉及一种用于轮胎胎面的填充高分散型碳纳米管的溶聚丁苯橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

在低碳、绿色已经成为全社会的共识的背景下，汽车轮胎行业在积极适应和引导这一趋势和潮流，对轮胎高性能化的要求也越来越高。这就要求轮胎胎面胶“魔鬼三角”性能的平衡须获得较明显的提升，也就是说轮胎胎面胶在具有良好的抗湿滑性能的同时，还要有优异的耐磨性及低的滚动阻力。随着具有高模量和高强度碳纳米管(CarbonNanotube，简称CNT)的出现，将赋予高分子材料高强度、低膨胀、高耐磨等特性，并且做为补强填料用于轮胎胎面配方中，能使胎面胶“魔鬼三角”性能获得较明显的平衡，在橡胶材料领域的应用日益受到人们的关注。

但是，碳纳米管属纳米级材料，其粒径小、比表面大、表面能高、极易团聚，和橡胶基体的结合力差，在参与橡胶材料的混合加工过程中很容易聚集成无用的团块，导致分散不均匀的问题出现，这样不但会影响填充改性效果，而且还会损害橡胶材料的性能。

碳纳米管复合改性材料研究己成为目前材料领域研究的热点之一。迄今为止，专利文献报道的改性碳纳米管复合材料很多。ZL 200510058999.6首先对CNT进行表面处理，使其具有亲水性；然后将其与分散剂、去离子水混合，得到CNT一水悬浮液；然后与天然胶乳均匀混合，最后采用喷雾干燥法制备含有CNT的改性粉末天然橡胶。ZL 200310109074.0首先对碳纳米管表面进行极性和非极性处理，使之具备两亲性能，然后用聚烯烃、聚丙烯酸类聚合物进行表面包覆处理，从而得到碳纳米管/高分子纳米复合材料。ZL 200510009769.0提供一种利用超声波和高速搅拌分散器的分散、粉碎、活化等作用，破坏碳纳米管本身的聚集和缠绕；利用表面活性剂的有机官能团与碳纳米管表面进行化学吸附或化学反应，使表面活性剂覆盖在碳纳米管表面，从而实现对碳纳米管表面改性及其在环氧树脂中的分散。ZL 200410089036.8是以聚乙烯咪唑为聚合单体，再用硅烷、沃兰或者钛酸酯作为偶联剂，经羟化学刻蚀法和微乳液聚合法制备获得的碳纳米管/聚乙烯咪唑纳米复合材料。

发明内容

本发明目的在于提供一种填充高分散型碳纳米管的橡胶组合物。该发明采用强氧化性酸和多元胺对碳纳米管表面进行胺基化处理，而后采用酸酐对溶聚丁苯胶浆进行酰化处理，然后在二异氰酸酯作用下进行包覆处理后，与溶聚丁苯胶浆直接混合、凝聚来制备出用于轮胎胎面的高性能橡胶组合物。本发明进一步提出该组合物的制备方法。

本发明所述的“份”均是指质量份。

本发明所述的一种用于轮胎胎面的橡胶组合物，以溶聚丁苯橡胶胶浆(干胶)的质量为百分之百计，主要包括以下组份：

(1)溶聚丁苯橡胶胶浆(干胶) 100％

(2)高分散型碳纳米管 10～50％