[发明专利]具有自愈合功能的橡胶组合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有自愈合功能的橡胶组合物，该橡胶组合物中含有改性橡胶和改性填充剂，所述改性橡胶和所述改性填充剂中的任一物质含有双烯体基团，而另一物质含有亲双烯体基团，所述改性橡胶和所述改性填充剂的含量使得所述橡胶组合物中的双烯体基团和亲双烯体基团的含量摩尔比为（0.9~1.1）：1；以及所述改性填充剂由填充剂原料和含有所述双烯体基团或所述亲双烯体基团的化合物A形成，所述填充剂原料为碳基填料和/或无机填料；

所述改性填充剂包括以下步骤的方法制备得到的改性填充剂：在橡胶基体熔体中，将所述填充剂原料和所述化合物A进行化学反应；

所述橡胶基体熔体由第一基础橡胶提供；

所述改性橡胶由第二基础橡胶和含有所述双烯体基团或所述亲双烯体基团的化合物B以及偶联剂C形成；

所述第一基础橡胶和第二基础橡胶均选自天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶和三元集成橡胶中的至少一种；

以所述改性橡胶中的橡胶结构单元的摩尔数为100摩尔份计，所述双烯体基团或所述亲双烯体基团的含量为0.01~5摩尔份；

所述第一础橡胶和所述第二基础橡胶的用量之和与所述改性填充剂的用量重量比为100：（1~2）；

所述偶联剂与所述第二基础橡胶的用量重量比为（0.05~0.1）：1；

所述双烯体基团为呋喃基，所述亲双烯体基团为马来酰亚胺基。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述碳基填料为炭黑、石墨烯和氧化石墨烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述无机填料为白炭黑。

4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述化合物A中还含有第二功能基团，所述第二功能基团选自羟基、羧基和氨基中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的橡胶组合物，其中，所述化合物A的结构式为X¹—R¹—Y¹，其中，X¹为所述双烯体基团或所述亲双烯体基团；R¹为C_1-16的脂肪族或C_6-30的芳香族烃基；Y¹为所述第二功能基团，且所述第二功能基团能够与所述填充剂原料表面含有的第一功能基团发生反应，以及所述第一功能基团选自羟基、羧基和氨基中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述化合物A为6-马来酰亚胺基己酸、呋喃甲胺和呋喃甲醇中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的橡胶组合物，其中，相对于每克所述填充剂原料，以所述化合物A中的双烯体基团或亲双烯体基团的摩尔量计的化合物A的用量为0.004~0.1mol。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的橡胶组合物，其中，以流变仪转子的转速表示的熔融的第一基础橡胶的剪切速率为1~50r/min。

9.根据权利要求8所述的橡胶组合物，其中，以流变仪转子的转速表示的熔融的第一基础橡胶的剪切速率为5~30r/min。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的橡胶组合物，其中，将所述填充剂原料和所述化合物A进行化学反应的条件包括：反应温度为90~120℃，反应时间为2~60min。

11.根据权利要求10所述的橡胶组合物，其中，将所述填充剂原料和所述化合物A进行化学反应的条件包括：反应温度为95~110℃，反应时间为5~40min。