[发明专利]一种抗湿滑和高定伸橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶材料领域，尤其涉及一种抗湿滑和高定伸橡胶复合材料及其制备方法。该复合材料采用特定微观结构含量的低分子量的聚异戊二烯替代传统配方体系中的增塑剂，在改善橡胶复合材料的加工性能和气味的同时，显著提高复合材料0℃时的损耗因子，从而提升了抗湿滑性能，且保证了该复合材料具有较高的100％和300％定伸应力和撕裂强度。

技术领域

本发明涉及橡胶材料领域，尤其涉及一种抗湿滑和高定伸橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

我国是世界上最大的轮胎生产国和橡胶消费国，轮胎产量约占世界总产量的三分之一，轮胎出口量占我国轮胎产量的40％左右，大部分产品销往欧、美等发达国家。近年来，为应对“绿色化工”、REACH法规、轮胎标识等法规标准的实施，发展“绿色轮胎”已成为国家重大需求。而作为绿色轮胎的关键原材料：合成橡胶，在实现高性能绿色轮胎的开发中起着决定性作用。

专利CN108192169B公开了用一种抗湿滑安全轮胎胎面胶及其制备方法，在轮胎配方中引入了石墨烯，该制备方法比较复杂，混炼时间长、能耗高。

液体异戊橡胶作为一种低分子量的顺1,4-聚异戊二烯材料(LPI)，作为一种反应型增塑剂，在硫化过程中可与硫磺或过氧化物反应，实现其与基体橡胶材料之间的交联反应，另外其对胶料无污染，在制品中无迁移，作为环保型增塑材料现已逐渐替代传统增塑剂，广泛应用于轮胎、粘合剂、压敏胶、密封件、医疗器件等绿色橡胶制品中。

与传统增塑剂(芳烃油，环烷油等)相比，一方面，LPI材料中无残留卤素，不含多环芳烃等致癌物，对胶料无污染，是一种环保型材料；另一方面，LIP与橡胶可以共硫化，在制品中无迁移，不会被溶剂抽出，避免了因增塑剂抽出引起的体积收缩、变形等问题对制品使用寿命的影响。

液体异戊橡胶通常是采用阴离子溶液聚合方法制备的线形LPI，分子链以顺式-1,4-构型为主。近年来，研究者将LPI应用在天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等橡胶共混体系的性能，研究结果表明，该结构的LPI在提高胶料加工性能的同时，还可以改善炭黑粒子在硫化胶中的分散。但普遍存在随着液体异戊橡胶添加量的增加，硫化胶的定伸应力和撕裂强度显著降低，该问题限制了其广泛应用。

目前，本领域中为了获得高定伸应力和撕裂强度的硫化胶，往往选择高分子量高门尼粘度的聚异戊二烯橡胶，并添加传统增塑剂以达到相应性能。例如：固特异公司的专利(US5104941，EP1911797A1，EP0524339A1)和中国科学院长春应用化学研究所的专利申请(CN105646972A)，在轮胎胎面胶中引入高分子量3,4-聚异戊二烯橡胶，可有效提高轮胎胎面胶0℃时Tanδ值，从而改善其抗湿滑性能。3,4-聚异戊二烯橡胶是一种能够显著提高0℃时Tanδ值(轮胎复合材料抗湿滑性能的重要评价指标)，几乎不影响60℃时Tanδ值(轮胎复合材料滚动阻力的衡量指标之一)的一种新型橡胶材料。

因此，迄今为止本领域中还没有聚异戊二烯完全替代配方中的油类增塑剂，并获得低气味、高抗湿滑、力学性能优异并且低滚阻的轮胎胎面胶用橡胶复合材料的相关技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗湿滑和高定伸橡胶复合材料及其制备方法。该复合材料采用特定微观结构含量的低分子量的聚异戊二烯替代传统配方体系中的增塑剂，在改善橡胶复合材料的加工性能和气味的同时，显著提高复合材料0℃时的损耗因子，从而提升了抗湿滑性能，且保证了该复合材料具有较高的100％和300％定伸应力和撕裂强度。

为实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种抗湿滑和高定伸橡胶复合材料，按重量份计，其原料组分包括：

二烯烃类橡胶100份；

聚异戊二烯5-25份；

氧化锌3-5份；

硬脂酸1-3份；