环保型橡胶组合物及环保型橡胶的制作方法

本发明涉及轮胎胶料生产技术，具体而言，涉及一种环保型橡胶组合物及环保型橡胶。

背景技术：

1、防老剂6ppd，即n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺，因其优异的抗臭氧性能而广泛应用于轮胎行业，其次它还具有良好的耐热氧老化性能，是目前橡胶防老剂中最重要的品种之一。几乎轮胎各个胶部件都会用到6ppd，是轮胎胶料不可缺少的成分之一。

2、然而，6ppd与臭氧反应时会导致在轮胎表面形成转化产物，例如6ppd醌(6ppdq)，随后随着轮胎和道路的磨损颗粒进入河流中。6ppdq是一种有毒物质，已在道路径流系统中被发现，它会导致银大麻哈鱼在迁徙到城市小溪繁殖期间急剧死亡，这已经引起了全球各界的关注，为了减少6ppd醌对生物环境的影响，急需一种环保型无毒性的替代产品。

3、虽然目前有些学者提出用n,n’-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺(77pd)和n-异丙基-n’-苯基对苯二胺(ippd)代替6ppd，但是这些防老剂被证实其防护效果远低于6ppd。目前急需一种即能保持6ppd优异的耐老化效果，又不产生对银大麻哈鱼等生物有害的醌类物质的防老剂，目前还未有关于6ppd替代产品的文献及专利报道。

4、为了减少含有防老剂6ppd的轮胎胶料对生物环境的影响，亟需研究和开发出一种环保型橡胶组合物及橡胶。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种环保型橡胶组合物及环保型橡胶，以解决现有技术中含防老剂6ppd的轮胎胶料具有毒性，对生物环境的影响较大，导致银大麻哈鱼在迁徙到城市小溪繁殖期间急剧死亡的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种环保型橡胶组合物，该环保型橡胶组合物包括：天然橡胶、聚丁二烯橡胶、填料、防老剂、硫化活性剂、促进剂、硫化剂及防焦剂，防老剂包括巴比妥酸防老剂。

3、进一步地，按重量份计，环保型橡胶组合物包括：70～90份天然橡胶、10～30份聚丁二烯橡胶、20～60份填料、1.5～9份防老剂、3～9.5份硫化活性剂、0.5～2份促进剂、1～5份硫化剂及0.1～0.3份防焦剂。

4、进一步地，防老剂还包括防老剂蜡和防老剂rd。

5、进一步地，巴比妥酸防老剂、防老剂蜡与防老剂rd的重量比为(0.5～5):(0.5～2):(0.5～2)。

6、进一步地，巴比妥酸防老剂、防老剂蜡与防老剂rd的重量比为(0.8～4):(0.6～2):(0.6～2)。

7、进一步地，聚丁二烯橡胶包括高顺式1,4-聚丁二烯。

8、进一步地，聚丁二烯橡胶中高顺式1,4-聚丁二烯的重量百分含量≥96wt％。

9、进一步地，按重量份计，环保型橡胶组合物包括25～55份填料。

10、进一步地，填料选自炭黑。

11、进一步地，填料选自炭黑n134、炭黑n115、炭黑n121、炭黑n110、炭黑n234和炭黑n220组成的组中的一种或多种。

12、进一步地，硫化活性剂包括硬脂酸和氧化锌。

13、进一步地，硫化活性剂中，硬脂酸与氧化锌的重量比为(1～3.5):(2～6)；更优选为(1.5～3):(2～5)。

14、进一步地，促进剂、硫化剂与防焦剂的重量比为(0.5～1.8):(1～4.5):(0.1～0.25)。

15、进一步地，促进剂选自促进剂ns。

16、进一步地，硫化剂选自硫磺。

17、进一步地，防焦剂选自防焦剂ctp。

18、为了实现上述目的，本发明另一个方面还提供了一种环保型橡胶，该环保型橡胶由本申请提供的上述环保型橡胶组合物经混炼硫化制得。

19、应用本发明的技术方案，本申请提供的环保型橡胶组合物包括巴比妥酸，巴比妥酸自身不具有苯环，不会产生醌类结构物质，因此对环境友好。巴比妥酸含有-nh基团，在臭氧与组合物中含双键的组分进行反应之前，巴比妥酸中-nh基团中的n原子上的孤对电子能够迅速与臭氧反应，从而保护橡胶不受臭氧攻击，同时，巴比妥酸中-nh基团与c＝o相连并形成共轭结构，这使得-nh基团中的氢原子能够及时与橡胶分子链及氧气反应生成的过氧化物进行反应，中止热氧老化过程，从而保护橡胶。总之，本申请提供的上述环保型橡胶组合物具有优异的抗臭氧及热氧老化性能，且无毒性，对环境友好。其中，天然橡胶是一种以顺式-1,4-聚异戊二烯为主要成分的高分子化合物，其结构的特殊性使其能够为后续制得的环保型橡胶提供补强性能。此外，防焦剂的引入能够在胶料的加工生产过程中，防止胶料提前交联，导致胶料无法用于轮胎的生产。

技术特征：

1.一种环保型橡胶组合物，其特征在于，所述环保型橡胶组合物包括：天然橡胶、聚丁二烯橡胶、填料、防老剂、硫化活性剂、促进剂、硫化剂及防焦剂，所述防老剂包括巴比妥酸防老剂。

2.根据权利要求1所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，所述环保型橡胶组合物包括：70～90份所述天然橡胶、10～30份所述聚丁二烯橡胶、20～60份所述填料、1.5～9份所述防老剂、3～9.5份所述硫化活性剂、0.5～2份所述促进剂、1～5份所述硫化剂及0.1～0.3份所述防焦剂。

3.根据权利要求1或2所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂还包括防老剂蜡和防老剂rd；

4.根据权利要求3所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述巴比妥酸防老剂、所述防老剂蜡与所述防老剂rd的重量比为(0.8～4):(0.6～2):(0.6～2)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述聚丁二烯橡胶包括高顺式1,4-聚丁二烯；

6.根据权利要求5所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，所述环保型橡胶组合物包括25～55份所述填料；

7.根据权利要求6所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述硫化活性剂包括硬脂酸和氧化锌；

8.根据权利要求6或7所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂、所述硫化剂与所述防焦剂的重量比为(0.5～1.8):(1～4.5):(0.1～0.25)。

9.根据权利要求8所述的环保型橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂选自促进剂ns；和/或，所述硫化剂选自硫磺；和/或，所述防焦剂选自防焦剂ctp。

10.一种环保型橡胶，其特征在于，所述环保型橡胶由权利要求1至9中任一项所述的环保型橡胶组合物经混炼硫化制得。

技术总结本发明提供了一种环保型橡胶组合物及环保型橡胶。该环保型橡胶组合物包括：天然橡胶、聚丁二烯橡胶、填料、防老剂、硫化活性剂、促进剂、硫化剂及防焦剂，防老剂包括巴比妥酸防老剂。上述环保型橡胶组合物包括巴比妥酸，其自身不具有苯环，不会产生醌类结构物质，对环境友好。在臭氧与组合物中含双键的组分进行反应之前，巴比妥酸能够保护橡胶不受臭氧攻击，同时，巴比妥酸中‑NH基团中的氢原子能够及时与橡胶分子链及氧气反应生成的过氧化物进行反应，中止热氧老化过程，从而保护橡胶。总之，本申请提供的上述环保型橡胶组合物具有优异的抗臭氧及热氧老化性能，且无毒性，对环境友好。技术研发人员：任夫云,魏艳,申腾,秦雪娇受保护的技术使用者：赛轮集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4