CN104356443A - 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104356443A
CN104356443A CN201410715546.5A CN201410715546A CN104356443A CN 104356443 A CN104356443 A CN 104356443A CN 201410715546 A CN201410715546 A CN 201410715546A CN 104356443 A CN104356443 A CN 104356443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
white carbon
carbon black
high abrasion
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410715546.5A
Other languages
English (en)
Inventor
杜孟成
李云峰
赵红霞
王才朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Yanggu Huatai Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shandong Yanggu Huatai Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Yanggu Huatai Chemical Co Ltd filed Critical Shandong Yanggu Huatai Chemical Co Ltd
Priority to CN201410715546.5A priority Critical patent/CN104356443A/zh
Publication of CN104356443A publication Critical patent/CN104356443A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728—Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/548—Silicon-containing compounds containing sulfur
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶90～120份，白炭黑20～90份，硅烷偶联剂1～12份，白炭黑分散剂0～5份，溶剂300～600份，本发明湿法制备母炼胶可以减少传统干法混炼中的机械剪切对天然胶等橡胶大分子链的破坏导致的性能损失，填充大量的白炭黑，所制造的轮胎滚动阻力小，生热低，拉伸强度、撕裂强度都得到提高，耐磨性也有所改善。

Description

一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
橡胶是一种具有良好弹性的高分子聚合物，这种特征赋予了橡胶独特宝贵的性能。由于大多数的商品天然橡胶和一部分合成橡胶的分子量很大，这种大分子结构使得其粘度太大，给橡胶的混炼，压延，挤出，模压等操作工艺带来极大的不便，难于加工成型成各种橡胶制品。所以，为了改善橡胶的加工性能，就必须适当降低橡胶的分子量，降低橡胶的弹性，增加其可塑度。把具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料，此工艺过程称之为“塑炼”；经过塑炼获得具有一定可塑性的胶料。
天然橡胶因其具有优异的加工性能和良好的物理机械性能被广泛的应用于橡胶工业特别是轮胎工业，其分子量分布在10-180万之间，平均分子量70万左右。分布较宽，基本成双峰分布，其中双峰的低分子量部分对加工有利，高分子量部分对性能有利。如果用传统的干法混炼，首先要对天然胶进行塑炼，通过机械剪切及高温讲解降低分子量，然后在机械的剪切过程中加入所需的炭黑，白炭黑及配合剂。在这一过程中，天然橡胶的大分子量严重破坏，甚至强力磨耗等性能下降。特别是目前节能轮胎中需要加入高填充量的白炭黑以降低生热，提高抗湿滑性能，降低滚动阻力，白炭黑的自身性能使得胶料***，难于加工。虽然配方工程师以及原材料供应商想方设法加入一些加工助剂对其进行改性，依然避免不了对天然橡胶高分子的破坏。
为了提高白炭黑在胶料中的分散性，改善胶料的加工性能，国外科研工作者从不同方面进行了大量研究并取得了一定的成果，从相关文献报道来看，主要措施归纳如下：a.对白炭黑进行改性处理；b.研究开发提高白炭黑分散性的加工助剂；c.对白炭黑进行超细纳米化处理；d.研究开发白炭黑相适应的橡胶品种。
查阅到的现有技术文献主要有以下专利：CN200310115231.9，CN200580043791.5，CN200710196328.5，CN201010622706.3，CN201080049171.3，CN201110052753.3，CN201210001294.0，CN201210281738.0，CN201210282517.5，CN201310337560.1。专利中所述的橡胶湿法母炼胶的制备介质均为水相，胶料中若含有残余的水分，会导致硫化橡胶制品起泡报废。
发明内容
为解决如何提高含有炭黑或高含量白炭黑等填充材料的配方胶料在制造时的加工性和填充材料的分散性问题，本发明提供了一种高耐磨补强材料及其制备方法，以控制并预防白炭黑粒子在橡胶基体中的聚集，实现白炭黑在橡胶配方中的高度分散。
本发明的技术方案如下：
一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：
天然橡胶90～120份，白炭黑20～90份，硅烷偶联剂1～12份，白炭黑分散剂0.5～5份，溶剂300～600份；
所述的硅烷偶联剂为双[(三乙氧基硅烷基)—丙基]四硫化物(Si69)；
所述的白炭黑分散剂为饱和脂肪酸锌盐、脂肪酸衍生物、锌皂、多元醇脂中的一种或两种以上任意比例混合和/或填料，亲水部分为-OH,-COOH,-NO2和-SH极性基团，疏水部分为苯环式或长链烃基；
所述的溶剂为工业用120#溶剂油。
本发明对高耐磨材料采用的分散技术为：溶剂相中加入硅烷偶联剂与白炭黑分散剂并用技术，硅烷偶联剂与白炭黑分散剂并用在白炭黑与天然胶在溶剂相中的混合有较好的作用。首先，分散剂与偶联剂并用可以弱化胶料与填料各自网络结构，促进白炭黑的分散，减小胶料在低应变下的储存模量，二者并用效果可佳。其次，分散剂与偶联剂并用可以提高填料与橡胶间的相互作用，改善材料的硫化特性、有效防止返原。再次，偶联剂白炭黑体系中加入少量的分散剂，可以提高硫化胶的拉伸强度和耐磨性。
本发明优选的，所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑，进一步优选的，所述的白炭黑为高分散沉淀法白炭黑。高分散沉淀法白炭黑为补强剂，具有耐撕裂，绝缘性好，生热低，滚动阻力低等特点。
本发明优选的，所述的天然橡胶选用SCR5#天然橡胶，其具有拉伸强度高、抗撕裂性好和生热低等特点。
本发明使用的溶剂为工业用120#溶剂油，又称橡胶溶剂油，是橡胶工业中较好的有机溶剂，为无色透明液体，稳定性较高，可加快橡胶在溶剂中的溶解。
本发明在高耐磨补强材料中加入白炭黑分散剂，提高了白炭黑在胶料中的分散性，改善胶料的加工性能。
本发明中硅烷偶联剂Si69为改性剂，其作用机理是硅烷偶联剂中水解基团生成硅烷醇，进而与白炭黑表面的硅羟基产生缩合，使白炭黑表面由亲水性变成疏水性，从而增大其与橡胶的相容性。但硅烷偶联剂在固定剪切场的混合体系中只能部分改性白炭黑，因此，研究者研究出在白炭黑填料中加入少量分散剂，可以提高填料的分散性，通过合适的混炼工艺，使分散剂与硅烷偶联剂在胎面胶中产生叠加效果，更有利于提高填料白炭黑的分散性。
本发明的白炭黑分散剂，是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的表面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的药剂；主要用来改善白炭黑在橡胶中的分散性，加快粉料分散、减少完成分散过程所需要的时间和能量。
本发明所述白炭黑分散剂，为饱和脂肪酸锌盐、脂肪酸衍生物、锌皂、多元醇脂等其中一种或任意几种以任意比例复配的混合物。通常亲水部分为-OH,-COOH,-NO2和-SH等极性基团，疏水部分常为苯环式或长链烃基；当这类表面活性剂处理亲水性填料表面时，其极性基团一端向着填料粒子并产生吸附作用，另一端即疏水性一端向外，结果使亲水填料表面变成由疏水基团笼罩的疏水表面，从而改善了填料与聚合物之间的润湿性和亲和性，提高了填料在橡胶中的分散效果，甚至补强性能。
本发明所述的白炭黑分散剂为分散剂HST、分散剂HSK或分散剂HT254。
本发明分散剂HST为多元醇酯、锌皂与填料的混合物，多元醇酯、锌皂与填料的质量比为40:50:10，填料选用碳酸盐，分散剂HST的滴落点为85-105℃。分散剂HST为高填充二烯类合成橡胶的分散剂和润滑剂；特别适用于含有高活性白炭黑的胶料。可明显改善白炭黑在胶料中的分散性，提高胶料的流动性，降低混炼能耗，在滚动助力不提高的情况下，增强胎面胶的抗湿滑性能。
本发明所述分散剂HSK为饱和脂肪酸锌盐与无机填料的混合物，饱和脂肪酸锌盐与无机填料的质量比为90:10，无机填料选用碳酸盐，分散剂HSK滴落点为99-109℃。分散剂HSK为常用橡胶的分散剂和润滑剂，优其适用于含高活性白炭黑的胶料，可以降低胶料的粘度，使填充白炭黑的胶料易于加工，改善填料和粉体助剂在胶料中的分散性，提高胶料的物理机械性能，延迟焦烧，促进硫化，改善胶料的抗湿滑性能。
本发明所述分散剂HT254为脂肪酸衍生物的混合物，选用碳数分布为C12～C18的脂肪酸衍生物任意比例混合，分散剂HT254滴落点为65-80℃。分散剂HT254为适用于所有胶料的加工助剂，改善填料分散性及增进各批次间的稳定性。
根据本发明优选的，一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100～105份，白炭黑50～60份，硅烷偶联剂4～10份，白炭黑分散剂1.5～3份，溶剂450～500份。
根据本发明优选的，一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100份，白炭黑50～60份，硅烷偶联剂5～6份，白炭黑分散剂1.5～3份，溶剂450份。
根据本发明优选的，一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100份，白炭黑50份，硅烷偶联剂5份，白炭黑分散剂1.5份，溶剂450份。
本发明优选的，硅烷偶联剂与白炭黑的质量比为0.5-1.5:10，优选质量比为1.0:10。
本发明优选的，天然橡胶与分散溶剂的质量比为1:3-6，优选质量比为1:4.5。
本发明所述的原料及原料间的配比是技术人员经过大量的实验付出创造性的劳动得出的，制得的高耐磨补强材料具有较高的拉伸强度，较高的耐撕裂性能和较好的耐磨耗性能。加入分散剂后，胶料的工艺正硫化时间明显缩短，硫化速率加快，硫化胶的力学性能和耐磨耗性能均得到了明显的改善，特别适用于轮胎胎面。
本发明所述轮胎胎面用高耐磨补强材料的制备方法，步骤如下：
(1)将天然橡胶投入溶剂中，以30rpm～400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；
(2)将白炭黑、硅烷偶联剂、白炭黑分散剂在30rpm～400rpm转速的搅拌下依次加入天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；
(3)升温至100℃±2℃，在2h内快速蒸发去除步骤(2)制得的混合物中的溶剂，制得固体母胶，蒸出的溶剂油回收利用；
(4)固体母胶投入橡胶造粒机中制成颗粒状，即得本发明的用于轮胎的高耐磨补强材料。
本发明还提供上述高耐磨补强材料用于制备轮胎胎面用的橡胶应用。
一种小配合试验炼胶方法，包括如下重量份的原料：
高耐磨补强材料 156.5份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌 4份，硬脂酸1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄 1.6份；
步骤如下：
(1)开炼机一段混炼：
取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包辊3～5min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于80℃～90℃混炼2～3分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶；
(2)开炼机二段混炼：
向一段混炼胶中加入促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80℃～90℃混炼4～6min，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，6mm辊距下片。
一种大配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
高耐磨补强材料 156.5份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌 4份，硬脂酸1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄 1.6份；
步骤如下：
(i)取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3～5min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于80℃～90℃混炼2分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶，一段混炼：转子转速40r.min-1，压砣压力18MPa；
(ii)二段混炼：
加入一段混炼胶、促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80℃～90℃混炼4～6min，吃入后每侧割刀3次，6mm辊距下片，二段混炼：转子转速25r.min-1，压砣压力18MPa。
综上所述，本发明轮胎胎面用高耐磨补强材料具有的优点与有益效果是：
1、本发明实现了白炭黑与天然胶的混炼在液相中进行，白炭黑在橡胶中均匀性和分散效果得到很大改善。
2、本发明实现了白炭黑在橡胶中的高分散性和高补强性。可以解决橡胶工业特别是轮胎工业在大量使用白炭黑时，混炼时间长、混炼段数多、生热高、耗能高等的加工问题。
3、本发明湿法制备母炼胶可以减少传统干法混炼中的机械剪切对天然胶等橡胶大分子链的破坏导致的性能损失。
4、湿法制备的母炼胶可填充大量的白炭黑，所制造的轮胎滚动阻力小，生热低，拉伸强度、撕裂强度都得到提高，耐磨性也有所改善。
5、本发明所使用的橡胶材料为块状天然橡胶干胶，质量容易稳定控制，可储存时间较胶乳相对较长，更容易实现产业化；加工工艺相对简单，设备投入较小。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。其中：SCR5#天然胶购自云南农垦云胶公司；高分散沉淀法白炭黑购自罗地亚白炭黑(青岛)有限公司产品，分散剂HST、分散剂HSK、分散剂HT254均购自山东阳谷华泰化工股份有限公司；硅烷偶联剂si69购自南京优普化工有限公司产品；工业用120#溶剂油购自天津精华石化有限公司。
实施例1
轮胎面用高耐磨补强材料，按重量份数进行配比的胶料组分为：
所述轮胎胎面用高耐磨补强材料的制备方法，步骤如下：
(1)将SCR5#天然橡胶投入工业用120#溶剂油中，以200rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；
(2)将高分散沉淀法白炭黑、硅烷偶联剂Si69和分散剂HST在200rpm转速的搅拌下依次加入天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；
(3)升温至100℃±2℃，在2h内快速蒸发去除步骤(2)制得的混合物中的工业用120#溶剂油，制得固体母胶，蒸出的工业用120#溶剂油回收利用；
(4)固体母胶投入橡胶造粒机中制成颗粒状，即得本发明的用于轮胎的高耐磨补强材料。
实施例2
轮胎面用高耐磨补强材料，按重量份数进行配比的胶料组分为：
分散剂HST为多元醇酯、锌皂和填料的混合物，填料选用碳酸盐，分散剂HST的滴落点为90℃。
所述轮胎胎面用高耐磨补强材料的制备方法，步骤如下：
(1)将SCR5#天然橡胶投入工业用120#溶剂油中，以200rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；
(2)将高分散沉淀法白炭黑、硅烷偶联剂Si69和分散剂HST在200rpm转速的搅拌下依次加入天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；
(3)升温至100℃±2℃，在2h内快速蒸发去除步骤(2)制得的混合物中的工业用120#溶剂油，制得固体母胶，蒸出的工业用120#溶剂油回收利用；
(4)固体母胶投入橡胶造粒机中制成颗粒状，即得本发明的用于轮胎的高耐磨补强材料。
实施例3
轮胎面用高耐磨补强材料，按重量份数进行配比的胶料组分为：
分散剂HSK为饱和脂肪酸锌盐和无机填料的混合物，无机填料选用碳酸盐，分散剂HSK滴落点为100℃。
制备方法同实施例2。
实施例4
轮胎面用高耐磨补强材料，按重量份数进行配比的胶料组分为：
分散剂HT254为脂肪酸衍生物的混合物，选用碳数分布为C12～C18的脂肪酸衍生物任意比例混合，分散剂HT254滴落点为70℃。
制备方法同实施例2。
实施例5
一种利用实施例1所述的高耐磨补强材料小配合试验炼胶方法，包括如下重量份的原料：
高耐磨补强材料 155份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌 4份，硬脂酸 1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄 1.6份；
步骤如下：
(1)开炼机一段混炼：
取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于90℃混炼2分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶；
(2)开炼机二段混炼：
向一段混炼胶中加入促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于90℃混炼4min，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，6mm辊距下片。
实施例6
一种利用实施例1所述的高耐磨补强材料大配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
高耐磨补强材料 155份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌 4份，硬脂酸 1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄 1.6份；
步骤如下：
(i)取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于90℃混炼2分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶，一段混炼：转子转速40r.min-1，压砣压力18MPa；
(ii)二段混炼：
向一段混炼胶中加入促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于90℃混炼4min，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，6mm辊距下片，二段混炼：转子转速25r.min-1，压砣压力18MPa。
效果例
相对应高耐磨补强材料混炼实施例1-4，干法混炼母炼胶实验对比例如下：
将SCR5#天然橡胶按一定塑炼工艺进行塑炼，控制塑炼后的ML(1+4)门尼粘度为60±2Mooney，然后在1L的实验密炼机中加入50份高分散白炭黑，5份硅烷偶联剂Si69和1.5份分散剂，按一定工艺混炼后排胶待用(也即湿法白炭黑母炼胶)。
对比例中的分散剂分别与实施例1-4相对应，根据所用的分散剂HST/HSK/HT254的不同，编号分别为对比例1-对比例4.
各实施例和对比例均按以下表格1中的基本配方在开炼机上加氧化锌，硬脂酸，防老剂，硫黄和促进剂，吃粉1.5min后，左右各割3刀，最小辊距打4个三角包，4mm打4个卷后下片，停放待用。
表1实验胶料基本配方
材料名称 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
高耐磨补强材料 0 0 0 0 155 156.5 156.5 156.5
天然橡胶 100 100 100 100 0 0 0 0
高分散白炭黑 50 50 50 50 0 0 0 0
硅烷偶联剂Si69 5 5 5 5 0 0 0 0
分散剂HST 0 1.5 0 0 0 0 0 0
分散剂HSK 0 0 1.5 0 0 0 0 0
分散剂HT254 0 0 0 1.5 0 0 0 0
防老剂RD 1 1 1 1 1 1 1 1
防老剂4020 1 1 1 1 1 1 1 1
氧化锌-80 5 5 5 5 5 5 5 5
硬脂酸 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
促进剂DPG-80 2 2 2 2 2 2 2 2
促进剂NS-80 1 1 1 1 1 1 1 1
硫黄S-80 2 2 2 2 2 2 2 2
各实施例和实验对比例胶料的性能测试结果见表2：
表2各胶料性能测试结果
胶料的密炼，开炼和试样的硫化均按GB/T6038-2006进行；检测项目中151℃硫化特性按GB/T16584-1996进行测试，拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率按GB/T528-2009进行测试，撕裂强度按GB/T529-2008进行测试，邵尔A硬度按GB/T531.1-2008进行测试，DIN磨耗按GB/T9867-2008进行测试。
从上述各例胶料的性能和对比结果可以看出，采用本专利所述溶剂法液相混合制备的母炼胶达到的物理机械性能与传统干法方式相比，具有较高的拉伸强度，较高的耐撕裂性能和较好的耐磨耗性能。加入分散剂后，胶料的工艺正硫化时间明显缩短，硫化速率加快，硫化胶的力学性能和耐磨耗性能均得到了明显的改善。

Claims (10)

1.一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：
天然橡胶90～120份，白炭黑20～90份，硅烷偶联剂1～12份，白炭黑分散剂0.5～5份，溶剂300～600份；
所述的硅烷偶联剂为双[(三乙氧基硅烷基)—丙基]四硫化物(Si69)；
所述的白炭黑分散剂为饱和脂肪酸锌盐、脂肪酸衍生物、锌皂、多元醇脂中的一种或两种以上任意比例混合和/或填料，亲水部分为-OH,-COOH,-NO2和-SH极性基团，疏水部分为苯环式或长链烃基；
所述的溶剂为工业用120#溶剂油。
2.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑，优选的，所述的白炭黑为高分散沉淀法白炭黑，所述的天然橡胶选用SCR5#天然橡胶。
3.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，所述的白炭黑分散剂为分散剂HST、分散剂HSK或分散剂HT254，分散剂HST为多元醇酯、锌皂和填料的混合物，多元醇酯、锌皂与填料的质量比为40:50:10，填料选用碳酸盐，分散剂HST的滴落点为85-105℃，所述分散剂HSK为饱和脂肪酸锌盐和无机填料的混合物，饱和脂肪酸锌盐与无机填料的质量比为90:10，无机填料选用碳酸盐，分散剂HSK滴落点为99-109℃，所述分散剂HT254为脂肪酸衍生物的混合物，选用碳数分布为C12～C18的脂肪酸衍生物任意比例混合，分散剂HT254滴落点为65-80℃。
4.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100～105份，白炭黑50～60份，硅烷偶联剂4～10份，白炭黑分散剂1.5～3份，溶剂450～500份。
5.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100份，白炭黑50～60份，硅烷偶联剂5～6份，白炭黑分散剂1.5～3份，溶剂450份。
6.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，天然橡胶100份，白炭黑50份，硅烷偶联剂5份，白炭黑分散剂1.5份，溶剂450份。
7.根据权利要求1所述的用于轮胎胎面高耐磨补强材料，其特征在于，硅烷偶联剂与白炭黑的质量比为0.5-1.5:10，优选质量比为1.0:10，天然橡胶与分散溶剂的质量比为1:3-6，优选质量比为1:4.5。
8.权利要求1所述轮胎胎面用高耐磨补强材料的制备方法，步骤如下：
(1)将天然橡胶投入溶剂中，以30rpm～400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然橡胶溶液；
(2)将白炭黑、硅烷偶联剂、白炭黑分散剂在30rpm～400rpm转速的搅拌下依次加入天然橡胶溶液中，搅拌混合均匀，得混合物；
(3)升温至100℃±2℃，在2h内快速蒸发去除步骤(2)制得的混合物中的溶剂，制得固体母胶，蒸出的溶剂油回收利用；
(4)固体母胶投入橡胶造粒机中制成颗粒状，即得本发明的用于轮胎的高耐磨补强材料。
9.一种利用权利要求1-7任一项所述的高耐磨补强材料小配合试验炼胶方法，包括如下重量份的原料：
高耐磨补强材料156.5份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄1.6份；
步骤如下：
(1)开炼机一段混炼：
取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包辊3～5min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于80℃～90℃混炼2～3分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶；
(2)开炼机二段混炼：
向一段混炼胶中加入促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80℃～90℃混炼4～6min，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，6mm辊距下片。
10.一种利用权利要求1-7任一项所述的大配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
高耐磨补强材料156.5份，防老剂RD 1.0份，防老剂4020 1.0份，氧化锌4份，硬脂酸1.5份，促进剂NS 0.8份，促进剂DPG 1.6份，硫黄1.6份；
步骤如下：
(i)取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3～5min；加入防老剂RD、防老剂4020、氧化锌和硬脂酸，于80℃～90℃混炼2分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，室温放置24h，得一段混炼胶，一段混炼：转子转速40r.min-1，压砣压力18MPa；
(ii)二段混炼：
加入一段混炼胶、促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80℃～90℃混炼4～6min，吃入后每侧割刀3次，6mm辊距下片，二段混炼：转子转速25r.min-1，压砣压力18MPa。
CN201410715546.5A 2014-11-28 2014-11-28 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法 Pending CN104356443A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410715546.5A CN104356443A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410715546.5A CN104356443A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104356443A true CN104356443A (zh) 2015-02-18

Family

ID=52523766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410715546.5A Pending CN104356443A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104356443A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104945819A (zh) * 2015-07-24 2015-09-30 广州丰力橡胶轮胎有限公司 一种湿法混炼胶在轮胎中的应用及应用工艺
CN105199171A (zh) * 2015-10-15 2015-12-30 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种白炭黑母炼胶的制备方法、所得产品及其在橡胶白炭黑高耐磨补强材料中的应用
FR3044314A1 (fr) * 2015-12-01 2017-06-02 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de caoutchouc naturel ayant une distribution de masse moleculaire, vue en sec-mals, bimodale, procede de preparation et composant de pneumatique
CN109096550A (zh) * 2018-06-25 2018-12-28 确成硅化学股份有限公司 一种提高白炭黑在橡胶中分散性的方法
CN109795045A (zh) * 2019-02-25 2019-05-24 朝阳浪马轮胎有限责任公司 一种全白炭黑的胎面胶逆式混炼工艺
WO2020133736A1 (zh) * 2018-12-25 2020-07-02 怡维怡橡胶研究院有限公司 一种疏水性钢丝覆胶帘线及其制备方法
CN112143057A (zh) * 2020-09-24 2020-12-29 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种硅烷偶联剂改性白炭黑预分散母胶粒及其制备方法与应用
CN112266505A (zh) * 2020-10-21 2021-01-26 安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司 一种rfid电子标签封装用橡胶组合物
CN112940357A (zh) * 2021-02-20 2021-06-11 中国重汽集团济南动力有限公司 一种耐热老化性好且疲劳寿命高的橡胶材料和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113597A (zh) * 2013-01-30 2013-05-22 怡维怡材料研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶
CN103203810A (zh) * 2013-01-10 2013-07-17 怡维怡材料研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品
CN103205001A (zh) * 2013-01-10 2013-07-17 怡维怡材料研究院有限公司 填料在橡胶溶液中的分散方法
CN103600435A (zh) * 2013-08-05 2014-02-26 怡维怡橡胶研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶
WO2014103876A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 横浜ゴム株式会社 建設車両用空気入りタイヤ用ゴム組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103876A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 横浜ゴム株式会社 建設車両用空気入りタイヤ用ゴム組成物
CN103203810A (zh) * 2013-01-10 2013-07-17 怡维怡材料研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品
CN103205001A (zh) * 2013-01-10 2013-07-17 怡维怡材料研究院有限公司 填料在橡胶溶液中的分散方法
CN103113597A (zh) * 2013-01-30 2013-05-22 怡维怡材料研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶
CN103600435A (zh) * 2013-08-05 2014-02-26 怡维怡橡胶研究院有限公司 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜孟成 等: "白炭黑分散剂ＨＳＴ在全钢载重子午线轮胎中的应用", 《轮胎工业》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104945819B (zh) * 2015-07-24 2018-06-26 万力轮胎股份有限公司 一种湿法混炼胶在轮胎中的应用及应用工艺
CN104945819A (zh) * 2015-07-24 2015-09-30 广州丰力橡胶轮胎有限公司 一种湿法混炼胶在轮胎中的应用及应用工艺
CN105199171A (zh) * 2015-10-15 2015-12-30 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种白炭黑母炼胶的制备方法、所得产品及其在橡胶白炭黑高耐磨补强材料中的应用
CN108472989B (zh) * 2015-12-01 2020-07-28 米其林集团总公司 由sec-mals测定的具有双峰分子量分布的天然橡胶制成的橡胶组合物、制备方法及轮胎部件
WO2017093679A1 (fr) * 2015-12-01 2017-06-08 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Composition de caoutchouc à base de caoutchouc naturel ayant une distribution de masse moléculaire, vue en sec-mals, bimodale, procédé de préparation et composant de pneumatique
CN108472989A (zh) * 2015-12-01 2018-08-31 米其林集团总公司 由sec-mals测定的具有双峰分子量分布的天然橡胶制成的橡胶组合物、制备方法及轮胎部件
FR3044314A1 (fr) * 2015-12-01 2017-06-02 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de caoutchouc naturel ayant une distribution de masse moleculaire, vue en sec-mals, bimodale, procede de preparation et composant de pneumatique
CN109096550A (zh) * 2018-06-25 2018-12-28 确成硅化学股份有限公司 一种提高白炭黑在橡胶中分散性的方法
WO2020133736A1 (zh) * 2018-12-25 2020-07-02 怡维怡橡胶研究院有限公司 一种疏水性钢丝覆胶帘线及其制备方法
CN109795045A (zh) * 2019-02-25 2019-05-24 朝阳浪马轮胎有限责任公司 一种全白炭黑的胎面胶逆式混炼工艺
CN109795045B (zh) * 2019-02-25 2021-06-04 朝阳浪马轮胎有限责任公司 一种全白炭黑的胎面胶逆式混炼工艺
CN112143057A (zh) * 2020-09-24 2020-12-29 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种硅烷偶联剂改性白炭黑预分散母胶粒及其制备方法与应用
CN112266505A (zh) * 2020-10-21 2021-01-26 安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司 一种rfid电子标签封装用橡胶组合物
CN112940357A (zh) * 2021-02-20 2021-06-11 中国重汽集团济南动力有限公司 一种耐热老化性好且疲劳寿命高的橡胶材料和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104356443A (zh) 一种用于轮胎胎面高耐磨补强材料及其制备方法
CN104513410B (zh) 预分散碳纳米管橡胶母粒的制备方法
CN105199368B (zh) 一种改性碳纤维增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法
CN101220177B (zh) 一种白炭黑/溶聚丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法
CN103203810B (zh) 橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品
CN107955224A (zh) 碳材料增强橡胶及其制备方法
CN104870546B (zh) 橡胶组合物及成型体
CN100491452C (zh) 硅烷偶联剂改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法
CN104356444A (zh) 一种用于轮胎的高耐磨补强材料及其制备方法
CN103205001B (zh) 填料在橡胶溶液中的分散方法
US20060047055A1 (en) Pelletized fluffy carbon black composite, preparation of rubber composition thereof and article of manufacture
CN102775654A (zh) 液相搅拌混合白炭黑和天然胶的制备方法
CN105001467B (zh) NdBR湿母料及其制备方法和用途
CN102924761B (zh) 一种氧化锌预分散母胶粒的胎面胶及其制备方法
CN106519323A (zh) 一种胶粉/天然橡胶液相混炼复合胶制备方法
CN107903458A (zh) 一种填充环保型白炭黑丁苯橡胶胎面胶及制备方法
CN100436527C (zh) 有机改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法
CN113563645A (zh) 一种耐切割橡胶履带胶料
CN104231368B (zh) 一种高耐磨二硫化钼/丁苯橡胶/丁吡橡胶纳米复合材料
CN101613498B (zh) 无机粘土与羧基丁苯橡胶复合材料的制备方法
CN106496698A (zh) 一种超细粉煤灰增强的丁苯橡胶及其制备方法
CN104292796A (zh) 异辛酸锌在降低白炭黑团聚中的应用、含异辛酸锌的白炭黑分散剂及其制备方法
CN101891907B (zh) 一种多功能纳米ZnO增强橡胶
CN104151723A (zh) 一种应用于快速成型部件的填充聚丁烯复合材料及其制备方法
CN103992525B (zh) 一种伊蒙粘土插层二氧化硅双复合天然胶的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150218