[发明专利]一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料包括以下共混的组分，各组分按如下重量份数计：本发明致力于提高橡胶材料中纳米二氧化硅的分散性能和橡胶材料的滚阻性能，抗湿滑性能等综合性能，使其应用于橡胶轮胎。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体是涉及一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

白炭黑(纳米二氧化硅)是橡胶中的重要增强填料之一，它可以改善橡胶的动态和静态力学性能，并且可替代炭黑，更环保。填料-填料和填料-橡胶的相互作用是决定橡胶复合材料和性能的关键因素，二氧化硅纳米填料的表面含有硅羟基，表面能较大；并且表面存在大量的活性硅烷醇，硅烷醇之间具有极强的吸引力，导致二氧化硅倾向于团聚并且难以均匀分散。

在纳米填料-橡胶复合材料中，填料的分布有很多影响因素，例如填料粒径，填料-聚合物相互作用，改性剂的分子量。而改性剂链的长度以及接枝密度在填料分散中起到了关键作用。因此用聚合物链对二氧化硅表面进行改性逐渐得到了人们的关注。接枝到二氧化硅表面的聚合物链增加了空间位阻和填料的有机亲和力。立体位阻强烈抑制改性填料的团聚，并且它们的有机亲和力提高了其在聚合物中的分散。

但上述研究在纳米二氧化硅均匀分散方面提高很有限，且由于橡胶材料滚阻高、抗湿滑能力差，在胎面橡胶应用领域受限。因此，提高橡胶材料中纳米二氧化硅的分散性能和橡胶材料的滚阻性能，抗湿滑性能是很需要的。

发明内容

针对现有技术橡胶材料中二氧化硅倾向于团聚难以均匀分散，橡胶材料滚阻大，抗湿滑性能差等问题，本发明提供一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料，以提高橡胶材料中纳米二氧化硅的分散性能和橡胶材料的滚阻性能，抗湿滑性能等综合性能，使其应用于橡胶轮胎。

本发明的目的之一是提供一种低滚阻高抗湿滑溶聚丁苯橡胶复合材料，由包括以下组分的原料制备而得，各组分按如下重量份数计：

在一种优选的实施方式中，所述端硅氧烷基液体氟橡胶是由液体氟橡胶改性端基为端硅氧烷基而得，其中，所述端硅氧烷基含量优选为2.0％-5.5％；所述液体氟橡胶是由偏氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯中的至少两种单体聚合而成。本发明所述的端硅氧烷基液体氟橡胶可采用现有技术市售的端硅氧烷基液体氟橡胶。

本发明所述的端硅氧烷基液体氟橡胶也可采用现有技术已经的改性方法制备。通常通过端基改性制得：往玻璃反应器中加入液体氟橡胶、硅烷偶联剂KH-560，往其中加入聚合物用量范围为0.2wt％-1wt％的对苯二酚以抑制交联反应。然后往其中加入三乙胺催化剂，反应体系在设定温度下反应一定时间。反应结束后加入浓盐酸以中和胺催化剂，将产物倒入石油醚中进行提纯，一定温度下真空干燥后得到产物。

在一种优选的实施方式中，溶聚丁苯橡胶可采用现有技术中已有的各种溶聚丁苯，优选溶聚丁苯橡胶2466、溶聚丁苯橡胶2502或溶聚丁苯橡胶1502，进一步优选为溶聚丁苯橡胶2502。

在一种优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂为选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的至少一种。例如，一种或两种等。

在一种优选的实施方式中，所述白炭黑为现有技术橡胶材料中常用的白炭黑，优选粒径为10-40nm，更优选粒径为10-20nm的白炭黑。

在一种优选的实施方式中，所述复合材料还包括橡胶材料中常用的助剂，例如活性剂、防老剂、促进剂和硫化剂等；优选地，以溶聚丁苯橡胶为100重量份数计，包括如下重量份数计的组分：

在一种优选的实施方式中，所述活性剂为现有技术橡胶材料中常用的活性剂，优选为氧化锌、氧化镁和硬脂酸中的至少一种；例如，一种或两种等。