[发明专利]一种橡胶添加剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种橡胶添加剂及其制备和应用，所述的橡胶添加剂的化学结构式为：其中，M为氧化态为+3或者+4的金属，R₁为链上取代有多个官能团的C5～C50的脂肪链，R₁中链上取代的官能团包括羟基、双键或环氧基，R₂和R₃为碳原子数0～50的脂肪链，R₄为芳香环化合物或含氮杂环化合物，氨基可以伯氨，仲氨，叔氨的形式连接在R₂，R₃和R₄上，n为不小于1的正整数，x为0或1，y为1或2，且满足x+y＝2。本发明的橡胶添加剂用于橡胶制备时，所得橡胶添加剂还能显著增强橡胶的拉伸强度和抗湿滑性能等。

技术领域

本发明涉及轮胎橡胶添加剂领域，尤其是涉及一种橡胶添加剂及其制备和应用。

背景技术

在轮胎工业中，橡胶配方的设计要考虑不同性质的平衡，例如抗撕裂强度、滚动阻力和牵引力。通常来说，改变一种成分以提高这些性质中的一种或多种往往导致至其他性质的降低。橡胶材料具有良好的弹性和化学稳定性。补强剂的加入又可显著改善橡胶的物理力学性能，提高其硬度，拉伸强度，剪切强度及抗磨损性等物理性能，同时也会改变橡胶的粘弹性，使其流变行为更加复杂。

铝酸皂的研究很早就已经开始了。多数金属皂在热有机溶剂中降温时均会生成凝胶，而铝皂凝胶与其他金属皂的不同之处在于：在较低的温度下，铝皂凝胶仍有很大的粘度和较高的模量。Gray等人(Gray V R,Alexander AE.Studies on Aluminum Soaps.II.TheComposition,Structure,and Gelling Properties of Aluminum Soaps[J].The Journalof Physical Chemistry,1949,53(1):23-38.)提出铝皂分子形成类似于高分子的八面配位体结构，来解释铝皂使有机溶剂粘度增大的特性。Charles G McGee也提出了单脂肪酸铝皂，二脂肪酸铝皂和三脂肪酸铝皂的凝胶可能结构。H.Sheffer(Sheffer H.AluminumSoaps as High Polymers[J].Canadian Journal of Research,1948,26(6):481-498.)认为甲苯中铝皂会通过分子间的弱相互作用力(很有可能是氢键)形成类似大分子的结构，这种弱相互作用是导致凝胶高粘度的原因。Rackaitis等人(Wang X,Rackaitis M.Gellingnature of aluminum soaps in oils[J].Journal of colloid and interface science,2009,331(2):335-342.)通过扫描电子显微镜和扫描投射电子显微镜观察铝皂凝胶细微结构，发现铝皂分子先聚集形成大小为6-8nm的单分散球形微胶束，然后这些微胶束聚集形成高度无规的阻塞结构网络。