專利名稱：：高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及橡膠輪胎領(lǐng)域、橡膠制品領(lǐng)域的橡膠之間共混、橡膠與塑料共混、橡膠混煉、橡塑混煉等工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
：通常情況下，橡膠共混或橡塑共混，是將二種或多種高聚物同時或按順序投入混煉設(shè)備，再加入各種配合劑進行混合。自本伯里發(fā)明密煉機以來，極大多數(shù)已有一定規(guī)模的橡膠制品廠與輪胎廠，均采用密煉機進行橡膠或橡塑的共混，密煉設(shè)備的型號已覆蓋從1.5立升的實驗室用小密煉機到大型工廠生產(chǎn)中使用的550立升的大型密煉機的許多種型號，例如WM140/20、F270、GK370、F370、GK450等等。但不管是哪一種型號的密煉機設(shè)備，密煉機混煉對單一的橡膠或相同性質(zhì)的二種或二種以上橡膠的共混效果比較好，而對性質(zhì)有差異(如結(jié)晶性不同)的二種或二種以上橡膠或高分子聚合物的共混，則效果并不理想。我國是個NR資源稀缺的國家，國內(nèi)橡膠制品廠所用的大部分NR主要靠進口。我們也知道，NR的分子結(jié)構(gòu)是順式異戊二烯，其同分異構(gòu)體即為反式異戊二烯，而存在于杜仲橡膠樹中的反式異戊二烯橡膠(TPI)，在我國則有豐富的資源。在我國，不僅天然的杜仲橡膠樹資源豐富，而其化學(xué)合成品，即合成反式異戊二烯橡膠(TPI)的生產(chǎn)技術(shù)也走在世界前列。相對于NR，反式異戊二烯橡膠(TPI)具有NR達不到的優(yōu)異性能，如優(yōu)異的低滯后性、低生熱性，卓越的耐曲撓性能與耐磨耗性能，因此，反式異戊二烯橡膠(TPI)的應(yīng)用研究一直是二十世紀(jì)乃至二十一世紀(jì)的熱門技術(shù)。杜仲橡膠化學(xué)名稱叫反式異戊二烯橡膠(TPI)，有天然的也有人工合成的，但不管是天然的還是人工合成的，杜仲橡膠因其高度結(jié)晶性，其物理性能與塑料無異。正因為杜仲橡膠與NR在分子結(jié)構(gòu)與物理性能上的差異，使得杜仲橡膠與天然橡膠等非結(jié)晶性橡膠的完全共混成為難題，而將二種或二種以上的高分子材料達到高度共混是高分子復(fù)合材料獲得優(yōu)異性能的前提。雖然到目前為止，關(guān)于杜仲橡膠生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)很多，如專利CN86100216、CN90101268.8提出了杜仲橡膠的生產(chǎn)方法，專利DE3227757闡述了杜仲橡膠的加工方法，但在本發(fā)明之前，還沒有文獻與技術(shù)涉及杜仲橡膠與NR等二烯類通用橡膠共混而達到高度分散的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的是提供一種高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，使得二種或二種以上的不同性質(zhì)的高聚物共混后達到宏觀與微觀結(jié)構(gòu)的分散，以使共混后的高分子復(fù)合材料獲得最優(yōu)異的物理機械性能和化學(xué)性能。本發(fā)明的第一個目的是提供上述的共混組合物的制備方法。本發(fā)明第三個目的是提供上述的共混組合物的應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述的第一個目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，所述的共混組合物按重量份計包括以下組分結(jié)晶性的聚合物占955份，非結(jié)晶性通用橡膠占595份；結(jié)晶性的聚合物和非結(jié)晶性通用橡膠的重量和為100份。作為優(yōu)選，上述的結(jié)晶性的聚合物占405份，非結(jié)晶性通用橡膠占6095份。作為優(yōu)選，上述的結(jié)晶性的聚合物選用反式異戊二烯橡膠、CR、CM、PE、PP、高苯乙烯樹脂中任何一種或幾種。作為再優(yōu)選，上述的結(jié)晶性的聚合物選用反式異戊二烯橡膠、CR、CPE或高苯乙烯樹脂。作為最優(yōu)選，結(jié)晶性的聚合物選用反式異戊二烯橡膠。作為優(yōu)選，上述的非結(jié)晶性通用橡膠選用NR、BR、SBR、IR、IIR、CIIR、BIIR中任何一種或幾種。作為再優(yōu)選，上述的非結(jié)晶性通用橡膠選用NR、BR或SBR。作為最優(yōu)選，非結(jié)晶性通用橡膠選用NR。為了實現(xiàn)上述的第二個目的，本發(fā)明釆用了以下的技術(shù)方案高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物的制備方法，該方法首先將結(jié)晶性聚合物投入到密煉機內(nèi)進行預(yù)塑化，預(yù)塑化溫度達到40°C165。C時加入非結(jié)晶性通用橡膠，繼續(xù)混煉，至溫度達到卯r165。C時排膠，出片，制得共混組合物。作為優(yōu)選，上述的預(yù)塑化溫度為達到10(TC115i:時加入非結(jié)晶性通用橡膠；至溫度達到135。C165"時排膠。作為再優(yōu)選，預(yù)塑化采用75立升及以上容量的本伯里密煉機，包括XM140/20、F270、F370、GK450等大容量密煉機。為了實現(xiàn)上述的第三個目的，本發(fā)明提供了上述的共混組合物的混煉膠，該產(chǎn)品按重量份計由包括以下配比的原料制備得到高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠總重量為100份；炭黑3565份；氧化鋅28份；硬脂酸0.54份；硫磺與促進劑110份；其它橡膠配合劑260份。作為優(yōu)選，上述的混煉膠的原料還包括氧化鎂310份。作為一種優(yōu)選方案，上述的共混組合物的混煉膠，非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇TPI，按重量份計由以下配比的原料制備得到NR7090份；TPI1030份；炭黑4060份；氧化鋅25份；硬脂酸0.54份；硫磺與促進劑15份；其它配合劑240份。作為另外一種優(yōu)選方案，上述的共混組合物的混煉膠，非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇CM膠，按重量份計由以下配比的原料制備得到NR5070份；CM3050份；炭黑3555份；氧化鋅35份；氧化鎂38份；硬脂酸0.54份;硫磺與促進劑38份；其它配合劑3050份。作為另外一種優(yōu)選方案，上述的共混組合物的混煉膠，非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇高苯乙烯樹脂，按重量份計由以下配比的原料制備得到NR7090份；高苯乙烯樹脂1030份；炭黑4060份；氧化鋅48份；硬脂酸0.54份；硫磺與促進劑15份其它配合劑1535份。上述各個技術(shù)方案中涉及的其它配合劑為通用的橡膠配合劑，其使用量所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)具體的應(yīng)用做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，可使二種或二種以上的不同結(jié)晶性質(zhì)的高聚物共混后，能達到高度的宏觀與微觀結(jié)構(gòu)的共混分散效果，最大限度地發(fā)揮高分子復(fù)合材料的優(yōu)異性能。具體實施例方式實施例l非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇TPI，基本配方為'NR80份；TPI20份；炭黑CB55份；氧化鋅5份；硬脂酸2份；硫磺與促進劑3份；其它配合劑25。本實施例選用的設(shè)備為F270密煉機，轉(zhuǎn)速2040轉(zhuǎn)/分，上項栓氣壓0.6MPa，預(yù)塑化起始溫度IO(TC。待密煉機室溫達到起始溫度IO(TC或以上時，投入TPI膠100kg，壓上項栓，等密煉機混煉室溫度達到115'C或以上時，提上項栓，投入NR膠100kg，壓上項栓，繼續(xù)混煉，至密煉機混煉室溫度達到145'C155"C時，排膠出片，制得TPI/NR=1:1的預(yù)共混生膠200kg。一段混煉在F270密煉機中投入預(yù)共混生膠40kg，NR60kg，壓上項栓30秒后，提上項栓，投入CB55kg，氧化鋅5kg，硬脂酸2kg，其它配合劑25kg，壓上項栓混煉，中間提砣12次，繼續(xù)混煉至155"時，排膠，出片，制得按配方要求的一段無硫混煉膠料Al。二段加硫?qū)⒁欢螣o硫混煉膠A1投入密煉機中，同時投入硫磺與促進劑，當(dāng)混煉室溫度達到9095"C時，排膠到壓片機上，搗膠，再出片，制得終煉膠A2。終煉膠A2經(jīng)出型、成型、硫化，即得成品。實施例2非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇CM膠，基本配方為NR60份；CM40份；炭黑CB45份；氧化鋅4份；氧化鎂5份；硬脂酸2份；硫磺與促進劑5份；其它配合劑40份；本實施例的設(shè)備為F270密煉機，轉(zhuǎn)速20-40轉(zhuǎn)/分，上項栓氣壓0.6MPa，預(yù)塑化起始溫度90°C。待密煉機室溫達到起始溫度90。C或以上時，投入CM膠100kg，壓上項栓，等密煉機混煉室溫度達到ll(TC或以上時，提上項栓，投入NR膠100kg，壓上項栓，繼續(xù)混煉，至密煉機混煉室溫度達到135'C145。C時，排膠出片，制得CM/NR=1:1的預(yù)共混生膠200kg。一段混煉在F270密煉機中投入預(yù)共混生膠80kg，NR20kg，壓上項栓3秒后，提上項栓，投入CB45kg，氧化鋅4kg，氧化鎂5kg，硬脂酸2kg，其它配合劑40kg，壓上項栓混煉，中間提砣12次，繼續(xù)混煉至155'C時，排膠，出片，制得按配方要求的一段無硫混煉膠料B1。二段加硫?qū)⒁欢螣o硫混煉膠B1投入密煉機中，同時投入硫磺與促進劑，當(dāng)混煉室溫度達到9095。C時，排膠到壓片機上，搗膠，再出片，制得終煉膠B2。終煉膠B2經(jīng)出型、成型、硫化，即得成品。實施例3非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇高苯乙烯樹脂，基本配方為NR80份；高苯乙烯樹脂20份；炭黑CB55份；氧化鋅5份；硬脂酸2份；硫磺與促進劑3份；其它配合劑25份。本實施例的設(shè)備為F270密煉機，轉(zhuǎn)速20~40轉(zhuǎn)/分，上項栓氣壓0.6MPa，預(yù)塑化起始溫度110°C。待密煉機室溫達到起始溫度ll(TC或以上時，投入高苯乙烯樹脂100kg，壓上項栓，等密煉機混煉室溫度達到135'C或以上時，提上項栓，投入NR膠100kg，壓上項栓，繼續(xù)混煉，至密煉機混煉室溫度達到155。C16(TC時，排膠出片，制得高苯乙烯樹脂/NR-l:1的預(yù)共混生膠200kg。一段混煉在F270密煉機中投入預(yù)共混生膠40kg，NR60kg，壓上項栓30秒后，提上項栓，投入CB55kg，氧化鋅5kg，硬脂酸2kg，其它配合劑25kg，壓上項栓混煉，中間提砣12次，繼續(xù)混煉至155"C時，排膠，出片，制得按配方要求的一段無硫混煉膠料Cl。二段加硫?qū)⒁欢螣o硫混煉膠C1投入密煉機中，同時投入硫磺與促進劑，當(dāng)混煉室溫度達到9095"時，排膠到壓片機上，搗膠，再出片，制得終煉膠C2。終煉膠C2經(jīng)出型、成型、硫化，即得成品。上述實施例13，當(dāng)混煉設(shè)備換成F370、GK450后，只要將其實際容量折換成相應(yīng)的系數(shù)后同樣適用。實施例4非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇TPI，基本配方為-NR90份；TPI10份；炭黑58份；偶聯(lián)劑3份；氧化鋅3.5份；硬脂酸2份；硫磺l.l份；促進劑1.7份；其它配合劑如防老劑2.5份；防焦劑0.25份；微晶蠟1份。本實施例的混煉方法如實施例1所述，本實施例的配方適用于全鋼載重胎面膠，終煉膠經(jīng)出型、成型、硫化，即得成品。其膠料的性能可以基本達到全部使用NR的全鋼載重胎面膠的性能，性能對比數(shù)據(jù)如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例5非結(jié)晶性橡膠選擇NR，結(jié)晶性橡膠選擇TPI，基本配方為NR40份；BR50份；TPI10份；炭黑58份；偶聯(lián)劑l份；氧化鋅3.5份；硬脂酸2份；硫磺1.7份；促進劑l份；其它配合劑如防老劑3份；分散劑l份；防焦劑0.15份；微晶蠟1份。本實施例的混煉方法如實施例1所述，本實施例的配方適用于斜交載重胎面膠，終煉膠經(jīng)出型、成型、硫化，即得成品。其膠料的性能可以基本達到全部使用NR50份、BR50份的斜交載重胎面膠的性能，性能對比數(shù)據(jù)如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于所述的共混組合物按重量份數(shù)計包括以下的組分結(jié)晶性的聚合物占95～5份，非結(jié)晶性通用橡膠占5～95份，結(jié)晶性的聚合物和非結(jié)晶性通用橡膠的重量和為100份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于結(jié)晶性的聚合物占405份，非結(jié)晶性通用橡膠占6095份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于結(jié)晶性的聚合物選用反式異戊二烯橡膠、CR、CM、PE、PP、高苯乙烯樹脂中任何一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于結(jié)晶性的聚合物選用反式異戊二烯橡膠、CR、CPE或高苯乙烯樹脂。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于非結(jié)晶性通用橡膠選用NR、BR、SBR、IR、IIR、CIIR、BIIR中任何一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，其特征在于非結(jié)晶性通用橡膠選用NR、BR或SBR。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物的制備方法，其特征在于首先，結(jié)晶性聚合物投入到密煉機內(nèi)進行預(yù)塑化，預(yù)塑化溫度達到4(TC165。C時加入非結(jié)晶性通用橡膠，繼續(xù)混煉，至溫度達到9CTC165t:時排膠，出片，制得共混組合物。8.高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠共混組合物的混煉膠，其特征在于該產(chǎn)品按重量份計由包括以下配比的原料制備得到權(quán)利要求1或2所述的共混組合物100份;3565份;氧化鋅硬脂酸0.54份；硫磺與促進劑28份；110份;其它橡膠配合劑260份。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠共混組合物的混煉膠，其特征在于該混煉膠的原料還包括氧化鎂310份。10.高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠混煉膠的硫化產(chǎn)品，其特征在于該產(chǎn)品由權(quán)利要求8所述的混煉膠經(jīng)成型、硫化制得。全文摘要本發(fā)明涉及橡膠輪胎領(lǐng)域、橡膠制品領(lǐng)域的橡膠之間共混、橡膠與塑料共混、橡膠混煉、橡塑混煉等工藝技術(shù)。高度結(jié)晶性的聚合物與非結(jié)晶性通用橡膠的共混組合物，所述的共混組合物按重量份計包括以下組分結(jié)晶性的聚合物占95～5份，非結(jié)晶性通用橡膠占5～95份；結(jié)晶性的聚合物和非結(jié)晶性通用橡膠的重量和為100份。本發(fā)明可使二種或二種以上的不同結(jié)晶性質(zhì)的高聚物共混后，能達到高度的宏觀與微觀結(jié)構(gòu)的共混分散效果，最大限度地發(fā)揮高分子復(fù)合材料的優(yōu)異性能。文檔編號C08K5/00GK101544840SQ20091009816公開日2009年9月30日申請日期2009年5月4日優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日發(fā)明者渭姜,徐世傳申請人:杭州中策橡膠有限公司