一種橡膠添加劑及其製備和應用的製作方法
2023-07-19 16:36:11
本發明涉及輪胎橡膠添加劑領域，尤其是涉及一種橡膠添加劑及其製備和應用。
背景技術：
在輪胎工業中，橡膠配方的設計要考慮不同性質的平衡，例如抗撕裂強度、滾動阻力和牽引力。通常來說，改變一種成分以提高這些性質中的一種或多種往往導致至其他性質的降低。橡膠材料具有良好的彈性和化學穩定性。補強劑的加入又可顯著改善橡膠的物理力學性能，提高其硬度，拉伸強度，剪切強度及抗磨損性等物理性能，同時也會改變橡膠的粘彈性，使其流變行為更加複雜。
此外，抗溼滑性能是輪胎的一個重要指標。汽車在有水的路面行駛時，由於水的存在，輪胎的抓地力會大幅度下降。這不僅僅影響汽車的牽引力，更會影響汽車在緊急剎車時的制動距離，影響駕駛的安全性。因此，抗溼滑性是衡量輪胎溼牽引力和行駛安全性的重要指標。找到一種橡膠添加劑，既能提高橡膠的模量和抗溼滑性能，又能降低損耗因子對於綠色輪胎的成功製備十分重要。
用於工業的鋁酸皂通常含有多種成分，如氧化鋁，脂肪酸，單脂肪酸鋁皂和雙脂肪酸鋁皂(McBain J W,McClatchie W L.The Probable Non-Existence of Normal Tribasic Aluminum Soaps Such as Aluminum Tripalmitate[J].Journal of the American Chemical Society,1932,54(8):3266-3268)。其中發揮功效的成分是雙脂肪酸鋁皂(Harple W W,Wiberley S E,Bauer W H.Infrared Absorption Spectra of Aluminum Soaps[J].Analytical Chemistry,1952,24(4):635-638)。研究已表明(N.Pilpel,Chem.Rev.63(1963)221)不同碳鏈長度的雙脂肪酸鋁皂在有機分散劑中表現出相似的性質，即可以在碳氫化合物中溶脹和溶解形成透明凝膠。
文獻中報導了兩種合成雙脂肪酸鋁皂的方法。第一種是溼法製備(J.W.McBrain,W.L.McClatchie,J.Am.Chem.Soc.54(1932)3266)，雙脂肪酸鋁皂由脂肪酸鈉鹽和一種鋁鹽在極性溶液中通過置換反應反應得到。另一種方法是幹法製備，由Mehrotra(R.C.Mehrotra,Nature 172(1953)74)發明，這種方法中，有機溶劑中的異丙醇鋁和脂肪酸在氮氣氛圍下反應，然後減壓蒸餾去掉異丙醇得到鋁皂產物。幹法製備用於製備三脂肪酸鋁皂更加有效。
現有的專利中公開了很多橡膠添加劑，其能夠對橡膠的拉伸強度等方面產生很好的效果，但是在抗溼滑性能方面的研究則明顯不夠。如中國專利CN 105418966A公開了一種引入橡膠組合物的金屬皂及金屬皂引入橡膠組合物的方法。一種組合物包括二烯橡膠和金屬皂，金屬皂中的金屬離子為具有氧化態為+3或+4的金屬，製造橡膠組合物的方法包括將極性溶劑、鹼和羧酸組合併將這些混合，以形成溶液A。將溶液形式的金屬離子源加入到溶液A中，由此混合形成產物A。金屬離子源中的金屬選自由具有氧化態為+3或+4的金屬組成的組。將產物從溶液A中分離，然後與二烯橡膠組合物組合，以形成有用的製品。
本發明的金屬皂用在二烯橡膠等胎面配方中，可以顯著的提高橡膠的拉伸性能，抗撕裂性能和抗溼滑性能，並可以降低損耗因子。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了改進橡膠加工和成品性能而提供一種橡膠添加劑及其製備和應用。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
其中，金屬M的氧化態為+3或者+4，R1為碳原子數為5-50的脂肪鏈，R1上帶有羥基，R1中的羥基為仲羥基或叔羥基。m為大於或等於1的正整數。R2和R3為碳原子數為0-50的脂肪鏈，R4為芳香環化合物，羥基(OH-)可接在R2，R3或R4上，或者同時接在R2，R3，R4上，羥基數量n為大於或等於1的正整數，x為0或1，y為1或2，x與y的和為2。
表示羥基(OH-)可接在R2，R3或R4上，或者同時接在R2、R3或R4中兩個或三個上。接在R2，R3或R4上的羥基數量可為1個或多個。
作為上述方案的優選，所述的芳香環化合物為苯、吲哚或苯環多聚體。常用的苯環多聚物有萘、蒽等，還可以是富勒烯或石墨烯等結構。
作為上述方案的優選，所述的金屬M選自以下金屬元素中的一種：
元素周期表中ⅠB至ⅧB族的金屬，或ⅢA至ⅥA族的金屬；更優選的，所述的金屬M為鐵、鈦、鋁、鈷或釩。
作為上述方案的優選，-R3-基團、-R2-基團均與-R4-基團中的苯環連接。連接方式優選為間位或對位連接。更優選的，為對位連接。
一種橡膠添加劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)取脂肪族羧酸和鹼置於極性溶劑中，加熱反應，直至溶液完全透明，得到脂肪族羧酸鹽產物的溶液A；
(2)取芳香族羧酸和鹼置於極性溶劑中，加熱反應，直至溶液完全透明，得到生成芳香族羧酸鹽產物的溶液B；
(3)取溶液A，或溶液A與溶液B的混合溶液，作為反應溶液，在攪拌條件下，倒入金屬M鹽溶液，反應得到固體產物，過濾，洗滌，乾燥，即得到目的產物橡膠添加劑；
所述的脂肪族羧酸的結構式為：(OH)m-R1-COOH；
所述的芳香族羧酸的結構式為：
作為上述方案的優選，所述的鹼選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉或氨水中的一種；
所述的極性溶劑選自水、四氫呋喃、丙酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙酸、正丁醇、異丙醇、丙醇、乙醇或甲醇中一種。
作為上述方案的優選，步驟(2)中所述的帶有羥基的芳香族羧酸為在芳香醇的苯環上取代有一個C1～C30的脂肪酸。
作為上述方案的優選，步驟(1)中所述的帶有羥基的脂肪族羧酸選自11-羥基十六烷酸，16-羥基十七烷酸，12-羥基十八烷酸，6-羥基十九烷酸，11-羥基二十烷酸，2-羥基二十七烷酸，9,18-二羥基十八烷酸，11,18-二羥基十八烷酸，8,19-二羥基十九烷酸，9,19-二羥基十九烷酸，10-羥基癸酸，反-10-羥基-2-癸烯酸或葡萄糖酸中的一種；
步驟(2)中所述的帶有羥基的芳香族羧酸選自2-羥基苯甲酸，4-羥基苯甲酸，3,4-二羥基苯甲酸(原兒茶酸)，3,4,5-三羥基苯甲酸(沒食子酸)，2,4-二羥基苯甲酸，苯鄰二酚-3-羧酸(焦兒茶酸)中的一種。
作為上述方案的優選，步驟(1)中添加的帶有羥基的脂肪族羧酸與鹼的摩爾比為(1～2)：1，鹼在極性溶劑中的濃度為0.1～0.2mol/L，加熱反應的工藝條件為：加熱至90℃並劇烈攪拌1h；
步驟(2)中添加的帶羥基的芳香族羧酸與鹼的摩爾比為(1～2)：1，鹼在極性溶劑中的濃度為0.1～0.2mol/L，加熱反應的工藝條件為：加熱至90℃並劇烈攪拌1h；
步驟(3)中步驟(3)中：
金屬M鹽溶液的濃度為0.15～0.25mol/L，洗滌後乾燥的工藝條件為：先在100℃下真空乾燥12小時後再在110℃下繼續真空乾燥12小時；
當反應溶液為溶液A與溶液B的混合溶液時，溶液A、溶液B和金屬M鹽溶液三者的添加量的體積比為(0.8～1.2):(0.8～1.2):1；
反應溶液為溶液A時，溶液A與金屬鹽溶液的添加量的體積比為1～2:1。
作為上述方案的優選，金屬M鹽溶液的濃度為0.15～0.25mol/L，金屬M鹽溶液倒入的速度為：每秒倒入總的金屬M鹽溶液體積量的1％，洗滌後乾燥的工藝條件為：先在100℃下真空乾燥12小時後再在110℃下繼續真空乾燥12小時。
橡膠添加劑用於輪胎橡膠、鞋底橡膠、減震橡膠、塗料或日化品的製備。
所述的橡膠添加劑用於輪胎橡膠、鞋底橡膠或減震橡膠製備時，對應適用的橡膠基質為丁苯橡膠，丁腈橡膠，天然橡膠，有機矽橡膠，聚氨酯橡膠或異丙橡膠等，包括熱塑性彈性體或發泡彈性體。
所述的橡膠添加劑用於輪胎橡膠製備時，每100重量份的橡膠基質中添加有1～200份的所述橡膠添加劑。
所述的橡膠添加劑用於塗料製備時，對應適用的塗料為丙烯酸類，聚氨酯類，聚醚類或環氧類塗料等。
所述的橡膠添加劑用於日化品製備時，對應適用的日化品為化妝品，香料，肥皂或牙膏等。
以下推論不受任何理論的約束：本發明製得的金屬皂用於製備橡膠時，R1基團中的脂肪鏈結構能與橡膠分子發生糾纏反應，羥基能夠親和橡膠常用的補強填料(如炭黑、白炭黑等)表面的羥基等基團，而橡膠的補強填料中的炭黑等因為易形成類似於石墨烯的結構，R4中的芳香環的結構與這種類似石墨烯的結構有很好的親和力，從而能夠減少橡膠中炭黑三維網狀機構的產生，有利於炭黑在橡膠基質中分散，能夠促進炭黑等填料在橡膠基質中的分散與結合，進而使得橡膠在拉伸強度、抗溼滑性能上有著明顯增強。
本發明中帶有羥基的脂肪族羧酸與鹼溶液生成相應的羧酸鹽溶液，帶羥基的芳香族羧酸與鹼溶液也生成相應的脂肪酸鹽溶液，通過將兩者混合後與金屬M鹽溶液反應，在攪拌加熱條件下使得金屬M鹽溶液的金屬離子與羧酸基團進行締合，從而生成金屬皂。
本發明的金屬皂用在二烯橡膠等胎面配方中，可以顯著的提高橡膠的拉伸性能，抗撕裂性能和抗溼滑性能，並可以降低損耗因子。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入27.6g 4-羥基苯甲酸(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入60.1g 12-羥基硬脂酸(純度≥80％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.9g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液C)
(4)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液D。最後在劇烈攪拌溶液D的情況下，將溶液C以10mL/s的速度緩緩倒入溶液D中，得到白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為白色粉末。
實施例2
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入30.8g 3,4-二羥基苯甲酸(純度≥97％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入60.1g 12-羥基硬脂酸(純度≥80％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.9g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液C)
(4)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液D。最後在劇烈攪拌溶液D的情況下，將溶液C以10mL/s的速度緩緩倒入溶液D中，得到白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為白色粉末。
實施例3
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入37.6g沒食子酸(純度≥98％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和8g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入60.1g 12-羥基硬脂酸(純度≥80％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.9g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液C)
(4)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液D。最後在劇烈攪拌溶液D的情況下，將溶液C以10mL/s的速度緩緩倒入溶液D中，得到米黃色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為米黃色粉末。
實施例4
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和16g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入120.19g 12-羥基硬脂酸(純度≥80％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.9g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液C。最後在劇烈攪拌溶液C的情況下，將溶液B以10mL/s的速度緩緩倒入溶液A中，得到白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為白色粉末。
實施例5
一種橡膠添加劑，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和128.18g蓖麻油酸鈉(純度≥90％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.8g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液C)
(3)最後在劇烈攪拌溶液A的情況下，將溶液C以10mL/s的速度緩緩倒入溶液A中，得到乳白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為白色凝膠。
實施例5-1(即對比例1)
一種橡膠添加劑，在中國專利CN 105418966中實施例3中被描述，其化學結構式為：
上述金屬皂的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和4g氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入27.4g 4-氨基苯甲酸(純度≥98％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和60.8g油酸鈉(純度≥98％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和94.8g十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液D)
(4)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液C。最後在劇烈攪拌溶液C的情況下，將溶液D以10mL/s的速度緩緩倒入溶液C中，得到白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時。最終產物為白色粉末。
實施例6～11，11-1
在以白炭黑為主要補強填料的橡膠混合物中分別加入實施例1～5，5-1所製得的金屬皂，其中，橡膠混合物配方如表1所示。空白對照橡膠混合物配方如表1中實施例6所示，在實施例7的橡膠混合物中加入了實施例1所獲得的產物，實施例8的橡膠混合物中加入了實施例2所獲得的產物，在實施例9的橡膠混合物中加入了實施例3所獲得的產物，在實施例10的橡膠混合物中加入了實施例4所獲得的產物，在實施例11的橡膠混合物中加入了實施例5所獲得的產物，在實施例11-1的橡膠混合物中加入了實施例5-1所獲得的產物。實施例6～11-1中填料、助劑、硫化劑等的具體混煉步驟列在表2中。實施例1～5-1的金屬皂產物與補強填料同時加入。混煉後的橡膠混合物在開煉機上出片，然後用平板硫化機進行固化，固化溫度為150℃，固化時間為30分鐘，即得到橡膠樣品。
表1實施例6～11-1的配方表
表2混煉條件表
對實施例6～11-1製得的橡膠樣品進行固化樣品硬度、拉伸測試、機械性能測試以及溼滑測試，檢測數據列於表3中。
從表3第9行的數據可以看出：在白炭黑填充天然橡膠中，空白樣品(即實施例6)和添加了實施例1和實施例5的橡膠樣品(即實施例7和實施例11)相比，添加含有多個羥基的金屬皂之後的樣品抗溼滑性能得到提升。
表3實施例6～11-1的橡膠樣品的測試數據表
拉伸測試按照標準ASTM-D412進行，測試時環境溫度為23℃。測試樣品為環狀，環內徑1.43cm，環外徑1.57cm，高度3.15cm。
安東帕EC302流變儀用於測定固化樣品的機械性能。機械性能測試樣品也是環狀，尺寸與拉伸測試樣品基本相同。測試條件為：60℃，頻率0.5赫茲下應變從0.001％到15％的應變掃描。
實施例12-18
在以普通炭黑補強的橡膠混合物中加入實施例1～5-1所獲得的金屬皂產物。
橡膠混合物配方如表4所示。空白對照橡膠混合物配方如表4中實施例12所示，在實施例13的橡膠混合物中加入了實施例1所獲得的產物，實施例14的橡膠混合物中加入了實施例2所獲得的產物，在實施例15的橡膠混合物中加入了實施例3所獲得的產物，在實施例16的橡膠混合物中加入了實施例4所獲得的產物，在實施例17的橡膠混合物中加入了實施例5所獲得的產物，實施例18的橡膠混合物中加入了實施例5-1所獲得的產物。實施例12-18中填料、助劑、硫化劑等的具體混煉步驟列在表2中。實施例1～5中合成的金屬皂產物與填料同時加入。混煉後的橡膠混合物在開煉機上出片，然後用平板硫化機進行固化，固化溫度為150℃，固化時間為30分鐘，即得到橡膠樣品。
表4實施例12-18配方表
將上述實施例12-18製得的橡膠樣品進行固化樣品硬度、拉伸測試、機械性能測試以及溼滑測試，檢測數據列於表5中。
表5實施例12-18的橡膠樣品的測試數據表
拉伸測試按照標準ASTM-D412進行，測試時環境溫度為23℃。測試樣品為環狀，環內徑1.43cm，環外徑1.57cm，高度3.15cm。
安東帕EC302流變儀用於測定固化樣品的機械性能。機械性能測試樣品也是環狀，尺寸與拉伸測試樣品基本相同。測試條件為：60℃，頻率0.5赫茲下應變從0.001％到15％的應變掃描。
從表5第9行的數據可以看出：在炭黑填充天然橡膠中，空白樣品(即實施例12)和添加了實施例1-5的橡膠樣品(即實施例13-17)相比，添加含有多個羥基的金屬皂之後的樣品抗溼滑性能得到5％-20％的顯著提升。
從表5第8行的數據可以看出：在炭黑填充天然橡膠中，空白樣品(即實施例12)和添加了實施例1-4的橡膠樣品(即實施例13-16)相比，添加含有多個羥基的金屬皂之後的樣品損耗因子降低，其中，添加了實施例3的橡膠製品(即實施例15)損耗因子降低13.9％。
綜合表3和表5來看，在溼滑測試中，實例7，實例11和實例13-17製得的橡膠樣品相比於未添加金屬皂的橡膠樣品在溼滑性能上得到提升，並且在炭黑填充的情況下，溼滑性能提升明顯，損耗因子下降。
綜合表3和表5可以發現，在溼滑測試中，本發明各實施例只添加了少量的10phr的金屬皂，換算成質量分數僅為5％，理論上這種方法提高溼滑性能最多到20％左右，即使得到5％的溼滑性能提升，也已非常令人滿意。特別是工業中增加抗溼滑性能採用的是填充100phr左右聚合物的方法，溼滑可以提升100％。對於一種添加劑，少量的添加，溼滑提升5％-20％已經不錯了。
實施例19
一種橡膠添加劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和0.2mol氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入0.2mol 2-羥基苯甲酸(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液A)
(2)在一個2L的燒杯中加入1L蒸餾水和0.2mol氫氧化鈉固體(純度≥97％，購自阿拉丁)。待氫氧化鈉完全溶解後，加入0.2mol 11-羥基十六烷酸(純度≥80％，購自TCI)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液B)
(3)再取一個2L的燒杯，向其中加入1L蒸餾水和0.2mol十二水硫酸鋁鉀(純度≥99％，購自阿拉丁)。將上述混合物加熱至90℃並劇烈攪拌1小時，直至溶液完全透明。(溶液C)
(4)然後將溶液A和溶液B混合得到溶液D。最後在劇烈攪拌溶液D的情況下，將溶液C以10mL/s的速度緩緩倒入溶液D中，得到白色固體產物。將所得的白色固體產物用蒸餾水洗5遍，然後將其放入真空烘箱100℃真空乾燥12小時後將烘箱溫度升至110℃繼續真空乾燥12小時，即得到最終產物。
本實施例步驟(1)中的2-羥基苯甲酸還可以替換為3,4-二羥基苯甲酸(原兒茶酸)，3,4,5-三羥基苯甲酸(沒食子酸)，2,4-二羥基苯甲酸或苯鄰二酚-3-羧酸(焦兒茶酸)中的任一種；
步驟(2)中的11-羥基十六烷酸也可以替換為16-羥基十七烷酸，12-羥基十八烷酸，6-羥基十九烷酸，11-羥基二十烷酸，2-羥基二十七烷酸，9,18-二羥基十八烷酸，11,18-二羥基十八烷酸，8,19-二羥基十九烷酸，9,19-二羥基十九烷酸，10-羥基癸酸，反-10-羥基-2-癸烯酸或葡萄糖酸中的任一種；
氫氧化鈉可以替換為氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉或氨水中任一種；
極性溶劑蒸餾水也可以替換為：四氫呋喃、丙酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、乙酸、正丁醇、異丙醇、丙醇、乙醇或甲醇中一種。
實施例20
除了步驟(1)中氫氧化鈉的加入量改為0.1mol，2-羥基苯甲酸的加入量改為0.1mol；步驟(2)中氫氧化鈉的加入量改為0.1mol，11-羥基十六烷酸的加入量改為0.1mol；步驟(3)中十二水硫酸鋁鉀的加入量改為0.15mol外，其餘均與實施例18一樣。
實施例21
除了步驟(1)中氫氧化鈉的加入量改為0.15mol，2-羥基苯甲酸的加入量改為0.15mol；步驟(2)中氫氧化鈉的加入量改為0.15mol，11-羥基十六烷酸的加入量改為0.15mol；步驟(3)中十二水硫酸鋁鉀的加入量改為0.25mol外，其餘均與實施例18一樣。
實施例22-24
在以白炭黑為主要補強填料的橡膠混合物中分別加入實施例19-21所製得的金屬皂，得到如實施例22-24的橡膠混合物配方，具體可見表6所示(實施例22對應實施例19，依次類推)。
表6實施例22-24的配方表
按照上述配方進行如表2混煉條件的混煉，得到橡膠樣品。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和使用發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。