【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種橡膠材料，進一步地說，是涉及一種低滾阻橡膠納米復合材料及其制備方法、應用、制備的硫化膠。
技術介紹
1、隨著汽車產業的迅猛發展，汽車已經成為人們生活中必不可少的重要交通工具。而汽車產業的發展也推動著輪胎行業的不斷創新與進步。隨著環保法規的日益嚴格和石油資源的日益緊缺，如何降低汽車燃油消耗成為汽車行業和消費者關注的焦點。
2、風阻、輪胎滾動阻力和機械阻力是影響汽車燃油消耗的主要因素，而其中輪胎的滾動阻力占20％～30％，輪胎滾動阻力產生的能耗占耗油量的15％。這意味著滾動阻力降低30％即可節油約4.5％。而現有輪胎的滾動阻力系數通常高于0.18。
3、在影響輪胎的滾動阻力性能的因素中，膠料配方占50％左右，因此通過調整胎面膠配方可以達到降低輪胎滾動阻力。如何通過改變膠料配方降低輪胎的滾動阻力系數是橡膠
目前亟需的技術問題。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本專利技術利用粗碳點對白炭黑和膠料進行修飾改性，經混煉后得到一種橡膠納米復合材料；該橡膠納米復合材料的拉伸、撕裂性能提高；該橡膠納米復合材料繼續硫化制得硫化膠，該硫化膠作為輪胎的胎面膠，其滾動阻力系數小，其制備的輪胎產品具有更低的滾動阻力，運用在綠色輪胎上具有較大的節油優勢。
2、本專利技術的目的之一是提供一種低滾阻橡膠納米復合材料。
3、所述低滾阻橡膠納米復合材料，是由包括以下組分的原料混煉制備而成：
4、各組分按重量份數計
5、
6、所述粗碳點是由有機酸和脂肪胺制備而得。
7、各組分的重量份優選為:
8、
9、更優選的，以100重量份橡膠計，粗碳點為5-15份；進一步優選的，以100重量份橡膠計，粗碳點為5-10份。
10、所述橡膠為生物基橡膠或/和石油基橡膠；優選為天然橡膠、環氧天然橡膠、衣康酸酯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和順丁橡膠中的一種或兩種以上；更優選為天然橡膠、環氧天然橡膠和衣康酸酯橡膠中的一種或兩種以上。所述衣康酸酯橡膠為專利cn104945817a中所記載。
11、所述有機酸為檸檬酸、蘋果酸、草酸、乳酸、乙酸和酒石酸至少一種；優選為檸檬酸或/和蘋果酸；或/和，
12、所述脂肪胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺中的至少一種；優選為二乙烯三胺或/和三乙烯四胺。
13、所述防老劑可采用現有技術中通常采用的防老劑中的一種或兩種以上，例如，采用防老劑4020或/和防老劑rd。當采用防老劑4020和防老劑rd作為防老劑時，二者的重量份比可以為1:1。
14、所述促進劑可采用現有技術中通常采用的促進劑中的一種或兩種以上，例如，采用促進劑cz或/和促進劑dm。當采用促進劑cz和促進劑dm作為促進劑時，二者的重量份比可以為1:1。
15、所述白炭黑可采用現有技術中通常采用的白炭黑中的一種或兩種以上，例如，采用白炭黑vn3。
16、所述硅烷偶聯劑可采用現有技術中通常采用的硅烷偶聯劑中的一種或兩種以上，例如，采用硅烷偶聯劑si69。
17、實驗發現，粗碳點的相對用量與所制備的橡膠納米復合材料的滾動阻力系數之間有密切關系。為了獲得具有較低滾動阻力系數的橡膠納米復合材料，本專利技術將粗碳點的用量限定為：粗碳點與白炭黑的重量份比為1:3～30；例如：1:3～7、1:7～10、1:10～25、1:25～30。為了進一步降低所制備的橡膠納米復合材料的滾動阻力系數，所述粗碳點與白炭黑的重量份比優選為1:3～7。
18、所述有機酸和脂肪胺的摩爾比變化會影響所制備的粗碳點對白炭黑和膠料的修飾改性性能，會影響所制備的橡膠納米復合材料的滾動阻力系數。為了獲得具有較低滾動阻力系數的橡膠納米復合材料，本專利技術將用于制備粗碳點的所述有機酸和脂肪胺的摩爾比為1:1～5；例如：1:1～2、1:2～3、1:3～5。為了獲得具有更低滾動阻力系數的橡膠納米復合材料，所述有機酸和脂肪胺的摩爾比優選為1:2～3。
19、所述粗碳點為流動性極差的粘稠液體，并在365nm紫外燈下發光。所述粗碳點在365nm紫外燈下的發光顏色由原料決定；原料的不同，光的顏色也不同，比如在檸檬酸和二乙烯三胺體系中，就是淡藍色。所述粗碳點采用微波法或水熱法制備而成。當采用微波法制備粗碳點時，微波反應時間由原料的用量決定，通常微波反應時間為5～30min，優選為6～10min。
20、為了改善白炭黑在橡膠納米復合材料中的分散性及進一步改善橡膠納米復合材料的綜合性能，可在原料配方中加入馬來酸酐加合的聚丁二烯；馬來酸酐加合的聚丁二烯的重量份為1～10份；例如1～2份、2～5份、5～10份；優選為5～10份。
21、本專利技術的目的之二是提供一種低滾阻橡膠納米復合材料的制備方法。
22、所述低滾阻橡膠納米復合材料的制備方法，包括將粗碳點與去離子水混合后與剩余所述組分按所述用量混煉后制得所述橡膠納米復合材料。即，按照重量份取粗碳點，將粗碳點與去離子水混合獲得粗碳點水溶液，然后將粗碳點水溶液與剩余所述組分按所述用量混煉后制得所述橡膠納米復合材料。其中，去離子水的用量以能將粗碳點溶解即可，其用量不影響所制備的橡膠納米復合材料的性能。具體的，將粗碳點與去離子水混合獲得固含量為50±20wt％的粗碳點水溶液。
23、本專利技術的目的之三是提供一種硫化膠。所述硫化膠由上述低滾阻橡膠納米復合材料在120～180℃進行模壓硫化制成。
24、本專利技術的目的之四是提供一種低滾阻橡膠納米復合材料的應用。所述低滾阻橡膠納米復合材料在輪胎中的應用。
25、與現有技術相比，本專利技術的有益效果：
26、相對于現有橡膠材料，本專利技術提供的低滾阻橡膠納米復合材料其拉伸、撕裂性能提高，滾動阻力系數降低。將其用于輪胎時，能提高輪胎的抗濕滑性、降低輪胎的滾阻性能，使輪胎具有更低的滾動阻力，運用在綠色輪胎上具有較大的節油優勢。有效改善橡膠的滾阻性能，對橡膠的加工制造，減少成本，節油和緩解環境壓力具有重大意義。
27、本專利技術無需將粗碳點與白炭黑預先混合，而是將粗碳點、白炭黑與其他原料同時進行混煉；在混煉過程中即可將水除去，無需再加烘干步驟；加工工藝簡單，適用于工業化制備。
28、本專利技術所采用的橡膠為大宗工業橡膠，在工業生產中有著廣闊的應用。使用微波法和水熱法制得的碳點，環保且能耗較低，同時工藝簡單，適于工業化生產。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述橡膠納米復合材料是由包括以下組分的原料混煉制備而成：
2.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，各組分按重量份數計:
3.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述橡膠為生物基橡膠或/和石油基橡膠；優選為天然橡膠、環氧天然橡膠、衣康酸酯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和順丁橡膠中的一種或兩種以上；更優選為天然橡膠、環氧天然橡膠和衣康酸酯橡膠中的一種或兩種以上。
4.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述有機酸為檸檬酸、蘋果酸、草酸、乳酸、乙酸和酒石酸至少一種；優選為檸檬酸或/和蘋果酸；或/和，
5.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述有機酸和脂肪胺的摩爾比為1:1～5，優選為1:2～3。
6.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述粗碳點與白炭黑的重量份比為1:3～30，優選為1:3～7。
7.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述橡膠納米復合材料的原料還包括
8.一種如權利要求1～7之一所述低滾阻橡膠納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括將粗碳點與去離子水混合后與剩余所述組分按所述用量混煉后制得所述橡膠納米復合材料。
9.一種硫化膠，其特征在于，由如權利要求1～7之一所述的低滾阻橡膠納米復合材料在120～180℃進行模壓硫化制成。
10.一種如權利要求1～7之一所述低滾阻橡膠納米復合材料在輪胎中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述橡膠納米復合材料是由包括以下組分的原料混煉制備而成：
2.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，各組分按重量份數計:
3.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述橡膠為生物基橡膠或/和石油基橡膠；優選為天然橡膠、環氧天然橡膠、衣康酸酯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和順丁橡膠中的一種或兩種以上；更優選為天然橡膠、環氧天然橡膠和衣康酸酯橡膠中的一種或兩種以上。
4.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述有機酸為檸檬酸、蘋果酸、草酸、乳酸、乙酸和酒石酸至少一種；優選為檸檬酸或/和蘋果酸；或/和，
5.如權利要求1所述的低滾阻橡膠納米復合材料，其特征在于，所述有機酸和脂肪胺的摩爾比為1:1～5，優選為1:2～3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王潤國，孫超英，喻鵬，李利偉，吉海軍，楊慧，張立群，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。