一种轮胎用自修复橡胶组合物及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种轮胎用自修复橡胶组合物，其特征在于，以重量份计，该橡胶组合物包括以下组分：逆硫化橡胶预聚体90
‑
100份，液态异戊橡胶0
‑
10份，二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂双壳层微球3.0
‑
9.0份，防老剂2.0
‑
5.0份，改性白炭黑0
‑
15份，白炭黑分散剂0
‑
1.5份，增粘树酯3.0
‑
5.0份；所述二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂双壳层微球的芯材为能够引发逆硫化橡胶预聚体中s
‑
s交联键发生复分解反应的亲核试剂。2.根据权利要求1所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，以重量份计，该橡胶组合物包括以下组分：逆硫化橡胶预聚体90份，液态异戊橡胶10份，二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂双壳层微球9.0份，防老剂2.5份，改性白炭黑10份，白炭黑分散剂1.0份，增粘树酯4.0份。3.根据权利要求1所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂微球的采用如下方法制备：第一步：将去离子水与表面活性剂按照体积比5.0
‑
5.5:1.0
‑
2.0混合，调整ph至2.0
‑
4.0，制得水相溶液；将苯乙烯单体、甲苯、过氧化苯甲酰、催化修复聚合剂按照质量比(30
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35):(5.0
‑
6.0):(1.0
‑
1.5):(2.0
‑
2.5)进行混合并充分搅拌，制得油相分散试剂；将油相分散试剂倒入水相溶液中，控制温度40℃
‑
50℃，搅拌速度600rpm
‑
800rpm，进行12
‑
14小时交联反应包覆成球，经洗涤、离心，去除未反应杂质后获得交联苯乙烯包覆催化修复聚合剂凝胶微球；第二步：将离子水与表面活性剂与按照体积比5.0
‑
5.5:1.0
‑
2.0混合，调整ph至2.0
‑
3.0，制得水相溶液；同时将质量比(15
‑
18):(1.0
‑
1.5):(1.0
‑
1.5):(6.0
‑
7.0)的甲苯、正硅酸乙酯、(3
‑
氨基丙基)三乙氧基硅烷、交联苯乙烯包覆催化修复聚合剂凝胶微球进行混合以获得油相混合液；将油相混合液倒入水相溶液中，混合搅拌，搅拌速度1000rpm
‑
1200rpm，室温下运行1.0
‑
1.5小时；后调整温度为70
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75℃、转速500
‑
600rpm，反应12
‑
14小时后，洗涤离心直至去除杂质，最后经过自然通风干燥获得二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂双壳层微球。4.根据权利要求3所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述第一步采用的表面活性剂为十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐、十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基
‑
γ
‑
双季铵盐、聚二甲基二烯丙基氯化铵、n
‑
十二烷基双季铵盐中的一种或多种混合物，去离子水与表面活性剂按照体积比5.0:1.0混合；苯乙烯单体、甲苯、过氧化苯甲酰、催化修复聚合剂按照30:5.0:1.0:2.0的质量比混合；所述第二步：用的表面活性剂为十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐、十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基
‑
γ
‑
双季铵盐、聚二甲基二烯丙基氯化铵、n
‑
十二烷基双季铵盐中的一种或多种混合物，表面活性剂与去离子水按照体积比5.0:1.0混合，甲苯、正硅酸乙酯、(3
‑
氨基丙基)三乙氧基硅烷、交联苯乙烯包覆催化修复聚合剂凝胶微球按照15:1.0:1.0：6.0的质量比混合。5.根据权利要求3所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，第一步和第二步均采用盐酸调整ph值，采用无水乙醇洗涤产物。6.根据权利要求1所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述逆硫化橡胶预聚体采用如下方法制备：称量以重量份计40
‑
45份的普通硫磺粉、15
‑
20份聚二烯烃类橡胶和25
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35份的甘油三酯，将上述原料置于反应釜之中，控制反应釜温度165℃
‑
175℃之间，搅拌转速200
‑
300rpm，反应时间12min
‑
14min；反应完成后得到逆硫化橡胶预聚体。
7.根据权利要求6所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述聚二烯烃类橡胶材料为苯乙烯、双环戊二烯中的至少一种。8.根据权利要求1所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述的液态异戊橡胶中的橡胶烃含量≥95％，重均分子量为35000
‑
56000，35℃流动粘度为400
‑
600pa
·
s；所述增粘树酯为妥尔油松香树脂、c5/c9石油树脂、双环戊二烯树脂、古马隆－茚树脂、苯乙烯系列树脂中的至少一种。9.根据权利要求1所述的自修复橡胶组合物，其特征在于，所述的改性白炭黑为普通水合二氧化硅在表面改性接枝以下基团：乙烯基
‑
三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、聚乙二醇
‑
6000、甲基丙烯酸缩水甘油中的至少一种，改性白炭黑的ctab比表面积为160
‑
220m2/g；所述白炭黑分散剂为kyc
‑
913、白炭黑分散剂hts、白炭黑分散剂st中的一种或几种的混合；所述的防老剂为rd或防老剂264中的至少一种。10.一种轮胎用自修复橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：一段混合：1)设定反应釜温度150
‑
160℃、搅拌转速65
‑
70rpm，将橡胶预聚体90
‑
100重量份、液态异戊橡胶0
‑
10重量份加入反应釜中，同时向反应釜中加入2.0
‑
5.0重量份防老剂，搅拌混合4
‑
5min；2)将改性白炭黑0
‑
15重量份、白炭黑分散剂0
‑
1.5重量份、增粘树酯3.0
‑
5.0重量份投入反应釜之中，搅拌混合4
‑
5min，得到一段混合橡胶组合物；二段混合：3)将步骤2)所制备的一段橡胶组合物胶加入温度控制在100
‑
120℃，转速65
‑
75rpm的反应釜中，加入3.0
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9.0重量份的二氧化硅
‑
凝胶
‑
催化修复聚合剂双壳层微球，搅拌混合时间为3.0
‑
5.0min，得到二段混合橡胶组合物；硫化：4)将步骤3)所制备得到的二段混合橡胶组合物材料加入硫化模具中，控制硫化机温度130
‑
135℃，硫化时间12
‑
14小时，得到轮胎用自修复橡胶组合物。

技术总结
本发明属于自修复轮胎技术领域。针对现有轮胎自密封修复材料存在的不可回收、流动密封性效果差以及影响轮胎平衡性能的问题，而提供一种轮胎用自修复橡胶组合物及其制备方法。采用逆硫化橡胶预聚体、液态异戊、甘油三酯、二氧化硅


技术研发人员：蔡磊 刘震 王小菊 汤晶 云霄 杨坤 王玉海
受保护的技术使用者：怡维怡橡胶研究院有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/10/15