CN109265765B - 一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物及其制备方法，其中橡胶组合物包括生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂、硫化剂以及常规助剂，相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为10‑60份，有机硅烷偶联剂的用量为白炭黑用量质量份数的5‑15％，功能性助剂用量为硅烷偶联剂用量质量份数的5‑15％。本发明的有益效果为：本发明的橡胶组合物，与传统的炭黑填充胶相比，具有较低的滚动阻力和生热，与现有的白炭黑填充胶料相比具有更好的耐磨性能和补强性能，其耐磨性能和补强性能可达到炭黑填充胶的水平；本发明的橡胶组合物既保留了白炭黑的使用配合优点，又解决了白炭黑耐磨性差和补强性能低的缺点，为白炭黑在胎面胶中的应用提供了条件。

Description

一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物及其制备 方法

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，所涉及到的橡胶组合物主要用于制造轮胎或者轮胎半成品，特别是用于白炭黑填充或者白炭黑/炭黑填充的轮胎的胎面胶中。

背景技术

随着汽车工业的进步，交通安全法规、燃料消耗及环境污染等对汽车轮胎各项性能提出了更高的要求。为此，轮胎设计者做出大量努力，以获得同时显示出极低滚动阻力、在干燥表面和在湿滑或有雪表面上的改进抓着力以及良好的耐磨性的轮胎，从而降低燃料消耗和机动车辆排放的污染。

目前，实现提高轮胎性能的手段多是通过调整硫化体系，选用适合的硫化剂使得橡胶的交联密度达到最佳，或者选用适宜的硅烷偶联剂提高填料的分散性，从而使得橡胶的各种性能包括耐磨性均有一定程度的提高。如江苏通用科技股份有限公司的高冬兰、崔玉叶发表于《轮胎工业》2018年第38卷的《硅烷偶联剂Si 747在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用》，文中记载：将硅烷偶联剂Si69和巯基硅烷分别应用于全钢轮胎胎面胶中，通过实验得出结论：与添加硅烷偶联剂Si69的胶料相比，添加巯基硅烷的胶料的焦烧时间延长，硫化时间缩短，硫化胶的硬度和定伸应力减小，拉断伸长率增大，其他性能相当；随着巯基硅烷偶联剂用量的增大，硫化胶的耐磨性能总体提高；当巯基硅烷偶联剂用量为2份、硫黄用量为1.2份时，胶料的综合性能最好，成品轮胎的耐久性能提高。文中的研究方向是如何通过调整硫化体系，选择适量的硅烷偶联剂和硫化剂来实现轮胎性能的提高，且从文中能够看出该手段对于某些性能如耐磨性的提高是很有限的，且该手段存在定伸模量低、补强性差等问题。

此外，在轿车轮胎工业中，采用白炭黑补强橡胶也是众所周知的技术，白炭黑填充胶可降低轿车轮胎的滚动阻力和改善路面的牵引力，但是其耐磨性明显低于高补强炭黑胎面胶料；而在全钢载重胎配方中，关键部位均以天然胶为主体，而且对发热性能要求较高，通常产生失效都是由发热、碳化引起。因此，虽然白碳黑具有良好的低发热性，可显著降低滚动阻力和生热，但特别是在天然胶配方中，其耐磨性无法与高补强炭黑胎面胶料相比，所以白炭黑在全钢载重胎配方中的使用量受到了限制，进而限制了白炭黑在全钢载重胎中发挥其低滚阻力等优势，目前尚未发现能够克服此技术难题来实现提高轮胎综合性能的方法。

发明内容

本发明提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，能够显著的提高天然橡胶和硅烷偶联剂的相互作用。所述的橡胶组合物用于制造轮胎或者轮胎半成品，特别是用于这些轮胎的胎面，可以解决白炭黑填充胶的耐磨性能差和补强性能低的问题；在白炭黑填充的NR配方中，降低生热且不使耐磨性能和物理性能恶化，是本发明的主要目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂、硫化剂以及常规助剂，相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为10-60份，有机硅烷偶联剂的用量为白炭黑用量质量份数的5-15％，功能性助剂用量为硅烷偶联剂用量质量份数的5-15％。所述常规助剂为橡胶领域使用的常规性助剂，在本发明中的用量为橡胶领域中的常规用量，当然可以选择除本发明说明书中列举之外的其他常规助剂；所述硫化剂为本领域使用的常规硫化剂，当然可以选择除本发明说明书中列举之外的其他常规硫化机，在本发明中的用量为橡胶领域中的常规用量。

所述功能性助剂为功能性助剂A和/或功能性助剂B，功能性助剂A和功、能性助剂B可以以任意质量份数比组合使用，优选地，二者的质量份数比为：1-2:1-3；

其中，所述功能性助剂A的结构式如下：

所述功能性助剂B的结构式如下：

所述生胶由以下质量份数的原料组成：天然橡胶80-100份、合成聚异戊二烯橡胶0-20份。

所述有机硅烷偶联剂的通式如下：

其中；R₁为亚甲基、亚乙基、亚丙基或C₄-C₃₀的直链烷基；R₂为相同或不同的含支链或不含支链的C₁-C₃₀烷基，或含支链或不含支链的C₁-C₂₀烷氧基，或是相同或不同的烷基聚醚基-O-(R₄-O)m-R₅；R₄是相同或不同的并代表直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族二价C₁-C₃₀的烃基，m为1-30；R₅包括含支链或不含支链的C₁-C₃₀烷基，或者含支链或不含支链的C₂-C₃₀烯基，或者含C₁-C₆₀芳基，或者含C₁-C₇₀芳烷基；R₃是相同或不同的并代表R₂、C₁-C₁₂烷基或R₆O基团；R₆为H、甲基、乙基、丙基、C₄-C₃₀直链或支链单价烷基、烯基、芳基、芳烷基或(R₇)₃Si基团；R₇为C₁-C₃₀直链或直链烷基或烯烃。

优选的，所述有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A和/或有机硅烷偶联剂B，其中，所述有机硅烷偶联剂A的结构式如下：

所述有机硅烷偶联剂B的结构式如下：

其中，所述有机硅烷偶联剂的制备方法如下：将1mol烷氧基巯基硅烷、0.5-2mol乙氧基化醇R₂H(R₂为烷基聚醚基-O-(R₄-O)m-R₅)以及10-60ul的四丁醇钛，按照上述配比搅拌均匀，将混合物加热到130-150℃，再进行减压蒸馏，除去反应中所生成的可挥发的醇类；继续加热反应，在200℃下反应大约2-4h，即可得到所述有机硅烷偶联剂。

所述硫化剂包括硫磺和促进剂，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂。

所述常规助剂包括炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防护蜡、防老剂4020。

为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

一段混炼：按照质量配比将生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂在密炼机中混炼，控制转速在3-4分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，清扫后控制转速使得混炼温度在1分钟达到135-140℃，并且控制混炼温度135-140℃保持2分钟后排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

二段混炼：按照质量配比将所述一段母炼胶与所述常规助剂加入密炼机混炼，控制转速在2-3分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，继续混炼1-2分钟温度控制在150-160℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

终炼胶混炼：按照质量配比将所述二段母炼胶、硫磺、促进剂一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

一种如上述的含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物在轮胎胎面胶中的应用。

本发明的有益效果是：本发明的橡胶组合物，与传统的炭黑填充胶相比，具有较低的滚动阻力和生热，与现有的白炭黑填充胶料相比具有更好的耐磨性能和补强性能，其物理性能和耐磨性能均可达到炭黑填充胶的水平；本发明的橡胶组合物既保留了白炭黑的使用配合优点，又解决了白炭黑耐磨性差和补强性能低的缺点，为白炭黑在天然胶配方特别是胎面胶中的应用提供了条件。

具体实施方式

由于白炭黑具有良好的低发热性，但与同作为橡胶填料的炭黑相比，白炭黑会明显严重降低橡胶的耐磨性，因此白炭黑在具有较高耐磨性要求的橡胶如全钢载重胎中的应用受到限制。本申请采用特殊的硅烷偶联剂和多功能助剂组合使用，在硫化过程中起到促进所述硅烷偶联剂与异戊二烯橡胶材料发生亲电加成反应的作用，且二者还具有非常高的反应效率，从而大幅度提高了异戊二烯橡胶材料与其他材料特别是白炭黑的偶联效果和相容性，进而提高了橡胶组合物的补强性能和耐磨性能。因此，本申请通过上述发明构思不仅发挥了白炭黑具有良好低发热性等优势，而且还大大改善了白炭黑填充橡胶组合物的补强性能和耐磨性，提高了白炭黑在具有较高耐磨性要求的橡胶中的用量。

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过实施例和实验例，对本方案进行阐述。本发明以胎面胶的中常用的活性剂和防老剂作为举例说明，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于以下举例。

实施例1

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.6份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照以下制备方法混炼：

一段混炼：按照质量配比将生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂在密炼机中混炼，控制转速在3-4分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，清扫后控制转速使得混炼温度在1分钟达到135-140℃，并且控制混炼温度135-140℃保持2分钟后排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

二段混炼：按照质量配比将所述一段母炼胶与所述常规助剂加入密炼机混炼，控制转速在2-3分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，继续混炼1-2分钟温度控制在150-160℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

终炼胶混炼：按照质量配比将所述二段母炼胶、硫磺、促进剂一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

实施例2

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.6份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂B，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例3

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为30份，有机硅烷偶联剂的用量为3份，功能性助剂用量为0.4份，硫化剂包括促进剂NS 1.5份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份、炭黑N234 20份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例4

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为60份，有机硅烷偶联剂的用量为9份，功能性助剂用量为1.3份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例5

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为10份，有机硅烷偶联剂的用量为1.5份，功能性助剂用量为0.2份，硫化剂包括促进剂NS 1.5份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份、炭黑N234 40份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例6

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.25份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶包括天然橡胶80份，合成聚异戊二乙烯橡胶20份，有机硅烷偶联剂为硅烷A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例7

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.75份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例8

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.6份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂B，其结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例9

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为50份，有机硅烷偶联剂的用量为5份，功能性助剂用量为0.6份，硫化剂包括促进剂NS 1.8份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1.0份、防老剂4020 1.5份。

其中，生胶为天然橡胶，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂B，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A和功能性助剂B，二者质量份数比例为：2:1；其中，功能性助剂A的结构式如下：

功能性助剂B的结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

实施例10

本发明实施例提供了一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，包括以下原料：相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为30份，有机硅烷偶联剂的用量为3份，功能性助剂用量为0.4份，硫化剂包括促进剂NS 1.5份、硫黄1.5份，常规助剂包括氧化锌3.5份、硬脂酸2份、防老剂RD 1份、防护蜡1份、防老剂4020 1.5份、炭黑N234 20份。

其中，生胶包括：天然橡胶80份，合成聚异戊二乙烯橡胶20份，有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联剂A，其结构式如下：

功能性助剂为功能性助剂A和功能性助剂B，二者质量份数比例为：2:3；其中，功能性助剂A的结构式如下：

功能性助剂B的结构式如下：

将以上质量份数的原料按照实施例1的制备方法混炼制得橡胶组合物。

对比实验

(1)配方混炼

设计以下配方进行试验，其中配方1-4为参比配方，配方5-14分别为实施例1-10提供的配方并且按照实施例1提供的制备方法制得橡胶组合物，具体配方如表1所示。

其中，配方1、3和4按照以下方法混炼制得橡胶组合物：

第一步、一段混炼：按照质量配比将生胶与白炭黑、硅烷偶联剂、在密炼机中混炼，转速在100rpm，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，并将转速降为50rpm，温度控制在140-150℃排胶，开炼机下片得到一段母炼胶。

第二步、二段混炼：转速为100rpm，按照质量配比将一段母炼胶与氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防护蜡、防老剂4020加入密炼机混炼，在混炼温度达到120℃时，进行清扫，温度控制在140-150℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶。

第三步、终炼胶混炼：按照质量配比将二段母炼胶、硫磺、促进剂一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

配方2按照以下方法混炼制得橡胶组合物：

第一步、母炼胶混炼：混炼工艺的条件为(80℃，80rpm)，混炼工艺为：生胶→50％炭黑，氧化锌，硬脂酸，防老剂等→50％剩余炭黑→清扫→排胶。

第二步、终炼胶混炼：按照质量配比将二段母炼胶、硫磺、促进剂NS一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

(2)测试项目

将使用配方1-14混炼制得的橡胶组合物进行以下测试项目，其中，

拉伸强度、定伸应力、断裂伸长率：按GB/T528-1998在高铁科技股份有限公司生产的GT-AI-7000S型电子拉力机上进行，拉伸速率为500mm/min。检测结果如表2所示。

撕裂强度：采用直角形试样按GB/T529-1999在GT-AI-7000S型电子拉力机上进行，拉伸速率为500mm/min。检测结果如表2所示。

硫化橡胶硬度：按GB/T531-1999在上海险峰电影机械厂生产的邵尔A型硬度计上测定。检测结果如表2所示。

压缩生热：按GB1687-93在晔中科技股份有限公司生产的压缩生热实验机上进行实验。试样为高25mm、直径为18mm的圆柱体，实验温度为55℃，负荷为55lb，压缩频率30Hz，测试试样在压缩过程中的温升和形变。检测结果如表3所示。

DIN磨耗：按照GB 9867-2008在高铁科技股份有限公司生产的DIN磨耗机上进行试验，试样为圆柱形，其直径为16±0.2，高度为6-10mm。取三个样取平均值。检测结果如表3所示。

DMA测试：采用动态力学分析对硫化胶进行测试，测试条件为：测试模式是拉伸模式，频率10Hz，温度范围为-60～80℃，动态应变为0.25％，静态应变为1％，升温速率为3K/min。检测结果如表3所示。

表1 实验配方

表2 机械性能检测结果

表3生热、DIN磨耗和DMA检测结果

注：表3中，DIN磨耗、Tanδ60℃都是以配方2的数值为基准，定为100％，其它配方的数值越大，说明性能越优异。

由表2和表3的检测结果可知，Si69改性白炭黑填充的NR胶料，耐磨性能较炭黑填充胶恶化，定伸模量较低，但当使用本申请所述硅烷偶联剂与功能性助剂配合使用且用在白炭黑填充的橡胶配方中时，胶料的定伸模量增加，耐磨性能显著改善，可达到炭黑填充胶的水平，且具有较低的生热和滚阻。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包括生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂、硫化剂以及常规助剂，相对于100质量份数的生胶，白炭黑的用量为10-60份，有机硅烷偶联剂的用量为白炭黑用量质量份数的5-15%，功能性助剂用量为硅烷偶联剂用量质量份数的5-15%；其中，

所述生胶由以下质量份数的原料组成：天然橡胶80-100份、合成聚异戊二烯橡胶0-20份；

所述功能性助剂为功能性助剂A和/或功能性助剂B，其中，所述功能性助剂A的结构式如下：

；

所述功能性助剂B的结构式如下：

；

所述有机硅烷偶联剂的通式如下：

其中；R₁为亚甲基、亚乙基、亚丙基或C₄-C₃₀的直链亚烷基；R₂为相同或不同的含支链或不含支链的C₁-C₃₀烷基，或含支链或不含支链的C₁-C₂₀烷氧基，或是相同或不同的烷基聚醚基-O-(R₄-O)_m-R₅；R₄是相同或不同的并代表直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族二价C₁-C₃₀的烃基，m为1-30；R₅包括含支链或不含支链的C₁-C₃₀烷基，或者含支链或不含支链的C₂-C₃₀烯基，或者含C₆-C₆₀芳基，或者含C₆-C₇₀芳烷基；R₃是相同或不同的含支链或不含支链的C₁-C₃₀烷基，或含支链或不含支链的C₁-C₂₀烷氧基，或是相同或不同的烷基聚醚基-O-(R₄-O)_m-R₅或R₆O基团；R₆为H、烯基、芳基、芳烷基或(R₇)₃Si基团；R₇为C₁-C₃₀直链或直链烷基或烯基。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺和促进剂，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂。

3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物的制备方法包括以下步骤：

一段混炼：按照质量配比将生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂在密炼机中混炼，控制转速在3-4分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，清扫后控制转速使得混炼温度在1分钟达到135-140℃，并且控制混炼温度135-140℃保持2分钟后排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

二段混炼：按照质量配比将所述一段母炼胶与所述常规助剂加入密炼机混炼，控制转速在2-3分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，继续混炼1-2分钟温度控制在150-160℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

终炼胶混炼：按照质量配比将所述二段母炼胶、硫磺、促进剂一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一段混炼：按照质量配比将生胶、白炭黑、有机硅烷偶联剂、功能性助剂在密炼机中混炼，控制转速在3-4分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，清扫后控制转速使得混炼温度在1分钟达到135-140℃，并且控制混炼温度135-140℃保持2分钟后排胶，开炼机下片得到一段母炼胶；

二段混炼：按照质量配比将所述一段母炼胶与所述常规助剂加入密炼机混炼，控制转速在2-3分钟内使混炼温度达到120℃，然后清扫，继续混炼1-2分钟温度控制在150-160℃排胶，开炼机下片得到二段母炼胶；

终炼胶混炼：按照质量配比将所述二段母炼胶、硫磺、促进剂一起加入到密炼机中，温度控制在95-105℃排胶，然后开炼机上包辊翻炼5次后割胶出片，制得橡胶组合物。

5.一种如权利要求1-3任一项所述的含有有机硅烷偶联剂及白炭黑的橡胶组合物在轮胎胎面胶中的应用。