[发明专利]一种基于充油型聚丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚橡胶的轮胎胎面胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于充油型聚丙烯腈‑苯乙烯‑丁二烯共聚橡胶的轮胎胎面胶及其制备方法。轮胎胎面胶配方包含以下组分：充油型聚丙烯腈‑苯乙烯‑丁二烯三元无规共聚橡胶、天然橡胶和/或顺丁橡胶及辅料；胎面胶由上述配方经过混炼、硫化得到。轮胎胎面胶配方选用NSBR取代现有的高性能轮胎硅配方中的SSBR组分，能够获得具有低生热、低滚阻、高抓地力、安全环保节能型的半钢子午线超高性能轮胎，达到A级或B级标准。

技术领域

本发明涉及一种轮胎胎面胶，特别涉及一种基于充油型聚丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚橡胶的轮胎胎面胶还涉及其制备方法，属于轮胎胶料技术领域。

背景技术

轮胎的抗湿滑性和滚动阻力达到B级或更高的A极标准，则轮胎在周期形变中具有低生热、低滚阻、高抓地力、安全环保节能的特点。

现有的锂系阴离子聚合通常由苯乙烯与共轭二烯共聚成嵌段或无规共聚物，而强极性的丙烯腈极易将活性锂终止，故采用活性锂引发单体不可能将丙烯腈与丁二烯共聚。另外，采用乳液聚合却能将苯乙烯或丙烯腈与丁二烯共聚制备乳聚丁苯橡胶(如市售的ESBR1500等)或NBR(如市售的NBR3345C等)，但ESBR分子中无极性官能基团和侧支链单元含量低的原因，用作半钢子午线轮胎会出现抗湿滑性能差、动态生热高和滚动阻力大的缺陷。NBR因分子中结合的丙烯腈含量高只能用作耐油橡胶制品，NBR与橡胶软化油和顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)等不相容，不适宜用作轮胎用胶。如现有技术中，欧洲专利(EP0493839B1)中描述了采用丁基锂(NBL)引发苯乙烯-丁二烯混合单体、三丁基氯化锡偶合得到的聚合物，相比于NBL引发混合二烯单体、水终止的聚合物(通用型SSBR)，其硫化胶的tanδ(65℃)值减少9.46％；采用三丁基锡锂引发二烯单体、水终止的聚合物相比于通用型SSBR，其tanδ(65℃)值减少32.9％；采用三丁基锡锂引发二烯单体、三丁基氯化锡偶合得到的聚合物相比于通用型SSBR，其tanδ(65℃)值减少40.1％。此例说明偶合前的聚合物活性锂是少于引发时的活性锂当量数，锡封闭率愈高，tanδ(65℃)值减少率愈大。上述技术中的单体聚合属于阴离子型溶液聚合，制备的聚合物称为锡偶偶合端基封闭率不高于50％的官能化SSBR,聚合物主要用作轮胎的胎面胶。

中国专利(CN103665265A)公开了一种丁腈橡胶的制备方法，具体介绍了一种丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈经冷法、间歇乳液聚合制得，其特征是在聚合釜中顺序加入水、乳化剂、助乳化剂、乳液稳定剂和配方中的部分单体丙烯腈，待聚合釜内温度降至5～10℃时，顺序加入氧化剂、还原剂、二次还原剂和螯合剂，根据不同规格的丁腈橡胶产品的丙烯腈含量要求，补加配方中的其余丙烯腈单体，聚合反应时间控制在8～12小时之间，单体转化率控制在65％～80％之间，加入终止剂，终止乳液聚合反应；所制得丁腈橡胶胶乳，经脱气、凝聚，热空气烘干，得到丁腈橡胶产品；其技术指标：门尼粘度30～95，丙烯腈含量单体总质量计的18～46％。中国专利(CN104628955A)涉及到了一种化学改性的丁腈橡胶及其生产方法，是由质量份数的丁二烯64～65；丙烯腈20～21；丙烯酸丁酯0.30～0.31；油酸钠4.0～4.1；十二硫醇0.18～0.19等助剂在35～45℃下进行共聚，其聚合时间长达15～22小时，该技术没有对引发剂及活化剂进行描述，合成的生胶门尼粘度达120以上，拉伸强度仅只有14.5MPa。

在(“丙烯腈-丁二烯-异戊二烯三元乳聚共聚合的研究”，古正文等，大连理工大学，2011年6月)中研究了在十二烷基苯磺酸钠、油酸钾、硫酸亚铁、EDTA二钠盐及过氧化异丙苯等作用下于低温下合成了丙烯腈-丁二烯-异戊二烯三元乳聚共聚，其特点是单体的转化率不高于78％，聚合时间达到16小时。同样在(“丁腈橡胶性能影响因素研究”，王忠超等，西北师范大学，2012年6月)中介绍了在脱盐水中加入乳化剂、活化剂、EDTA四钠盐和EDTA铁钠盐等助剂下于8℃以下用过氧化二异丙苯引发丙烯腈和丁二烯。结果得到较佳的单体转化率不高于86％，聚合反应时间为15～22h。上述技术均属于乳液聚合，所用的引发剂均为过氧化物。