一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車輪胎胎面膠制備領域，特別是一種物理機械性能好、高抗濕滑、低 滾動阻力和高白炭黑填充輪胎胎面膠材料的配方。
【背景技術】
[0002] 隨著石油資源的日益短缺和溫室效應的加劇，世界各國對節能與環境保護越來越 重視，為了減少燃油的消耗和溫室氣體的排放，汽車工業也在向著節能和環保的方向發展， 輪胎要在確保耐磨性和牽引力不損失的基礎上使汽車能進一步節油降耗。1992年米其林公 司提出"綠色輪胎"，他們用白炭黑作為補強劑，白炭黑和偶聯劑的優良配合不僅能夠達到 和炭黑相當的補強效率，而且賦予輪胎低滾動阻力、高抗濕滑和高撕裂等性能。
[0003] 白炭黑與丁苯膠復合具有優異的性能，但是相容性差、白炭黑納米粒子易團聚等 問題嚴重限制了其發展與應用。白炭黑表面羥基密度大，容易團聚，具有親水性，丁苯膠具 有親油性，兩者相容性差，一般采用硅烷偶聯劑對白炭黑進行有機活化改性，改善其與聚合 物間的親和性及產生填料-橡膠化學交聯鍵，增強白炭黑與聚合物間的相互作用，降低滯后 損失。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種物理機械性能好、高抗濕滑、低滾動阻力和高白炭黑填 充輪胎胎面膠材料。
[0005] 本發明的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，其特征在于，其主要原 料組成及重量分數如下：
[0007] 所述配方中，溶聚丁苯橡膠總質量為100份(純膠），配方中其他原料均以溶聚丁苯 橡膠總質量為1〇〇份(純膠)的比例計。
[0008] 本發明中所述的偶聯劑選自：雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)-四硫化物（Si69)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷(ΜΤΜ0)、乙烯基乙氧硅烷(VE0)、三甲基乙氧基硅 烷(TMEO)、六甲基二硅氮烷(HMDZ)、八甲基環四硅氧烷(D4)、聚二甲基硅氧烷(PDM)、六甲基 二硅氧烷(M2)中的一種或幾種。
[0009]本發明中溶聚丁苯膠采用充油溶聚丁苯膠，一般每l〇〇g純膠中充37.5g油;溶聚丁 苯膠可替換為非充油溶聚丁苯橡膠，然后在制備的過程中在煉膠機中補充加入油。
[0010]其混煉工藝包括以下步驟：
[0011] (1 )、將密煉機加工溫度設定為40~60°C，將溶聚丁苯橡膠加入密煉機中塑煉2~3 分鐘。
[0012] (2)、向步驟（1)密煉機中加入一半白炭黑和一半的偶聯劑，轉速為40~80轉/分 鐘，3~5分鐘后，加入另一半的白炭黑和另一半的偶聯劑，混煉3~5分鐘。
[0013] ⑶、控制溫度達150°C之后，以60~80轉/分，混煉4~6分鐘，排膠。
[0014] (4)、待膠停放冷卻后，轉速20~40轉/分鐘加入其他助劑。
[0015] 白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料作為汽車輪胎胎面膠。
[0016] 本發明復合材料中白炭黑填充質量份數高，可以作為母膠，摻入其他橡膠或填料 共混制備新型納米復合材料。采用該配方制備復合材料的抗濕滑性能提高，滾動阻力降低， 耐磨性能基本不變，物理機械性能提高。
【附圖說明】
[0017 ]圖1為本發明的實施例2白炭黑/橡膠納米復合材料的tan5~T曲線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明并不限于以下實施例。
[0019 ]實施例配方如下表所不：
[0020]
[0021]所述配方中，橡膠總質量為100g(純膠），配方中其他原料均以橡膠總質量100計。 溶聚丁苯橡膠(錦湖6270s)充37.5份的油。
[0022] 實施例1
[0023]將密煉機加工溫度設定為40°C，將SSBR加入密煉機中，轉速為20轉/分鐘塑煉2分 鐘。加入60g白炭黑和6.0g雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)-四硫化物（Si69)，轉速為60轉/分 鐘，3分鐘后，加入剩余的白炭黑和雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)-四硫化物（Si69)，混煉3分 鐘。控制溫度達150°C之后，以60轉/分，混煉5分鐘，排膠。待膠停放冷卻后，把混煉膠加入密 煉機中，轉速20轉/分鐘，混煉加工溫度設定為60°C，加入其他助劑。
[0024] 實施例2
[0025]將密煉機加工溫度設定為50°C，將SSBR加入密煉機中，轉速為20轉/分鐘塑煉3分 鐘。加入65g白炭黑和6.5g三甲基乙氧基硅烷(ΤΜΕ0)，轉速為40轉/分鐘，4分鐘后，加入剩余 的白炭黑和三甲基乙氧基硅烷(ΤΜΕ0)，混煉4分鐘。控制溫度達150°C之后，以80轉/分，混煉 5分鐘，排膠。待膠停放冷卻后，把混煉膠加入密煉機中，轉速30轉/分鐘，混煉加工溫度設定 為60°C，加入其他助劑。
[0026] 實施例3
[0027]將密煉機加工溫度設定為60°C，將SSBR加入密煉機中，轉速為20轉/分鐘塑煉2分 鐘。加入70g白炭黑和7.0g乙烯基乙氧硅烷(VE0)，轉速為70轉/分鐘，5分鐘后，加入剩余的 白炭黑和乙烯基乙氧硅烷(VE0 )，混煉5分鐘。控制溫度達150°C之后，以70轉/分，混煉5分 鐘，排膠。待膠停放冷卻后，把混煉膠加入密煉機中，轉速40轉/分鐘，混煉加工溫度設定為 60°C，加入其他助劑。
[0028] 上述混煉膠在150°C正硫化時間下硫化后，進行性能測試，數據如下：
【主權項】
1. 一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，其特征在于，其主要原料組成及重 量分數如下：上述的溶聚丁苯橡膠是以純膠計算。2. 按照權利要求1所述的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，其特征在于， 偶聯劑選自：雙_( γ-三乙氧基硅基丙基)_四硫化物(Si69)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基 三甲氧基硅烷(MTMO)、乙烯基乙氧硅烷(VEO)、三甲基乙氧基硅烷(TMEO)、六甲基二硅氮烷 (HMDZ)、八甲基環四硅氧烷(D 4)、聚二甲基硅氧烷(PDM)、六甲基二硅氧烷(M2)中的一種或幾 種。3. 按照權利要求1所述的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，其特征在于， 溶聚丁苯膠采用充油溶聚丁苯膠，每100g純膠中充37.5g油。4. 按照權利要求3所述的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，其特征在于， 溶聚丁苯膠替換為非充油溶聚丁苯橡膠，然后在制備的過程中在煉膠機中補充加入油。5. 制備權利要求1所述的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料的方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1 )、將密煉機加工溫度設定為40~60°C，將溶聚丁苯橡膠加入密煉機中塑煉2~3分 鐘； (2) 、向步驟(1)密煉機中加入一半白炭黑和一半的偶聯劑，轉速為40~80轉/分鐘，3~ 5分鐘后，加入另一半的白炭黑和另一半的偶聯劑，混煉3~5分鐘； (3) 、控制溫度達150°C之后，以60~80轉/分，混煉4~6分鐘，排膠； (4) 、待膠停放冷卻后，轉速20~40轉/分鐘加入其他助劑。6. 權利要求1所述的一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料作為汽車輪胎胎面 膠。
【專利摘要】一種白炭黑高填充溶聚丁苯橡膠納米復合材料，涉及汽車輪胎胎面膠制備領域。其組成重量份：溶聚丁苯橡膠(以純膠計)100、白炭黑120～140、硅烷偶聯劑12～14、氧化鋅2.0～5.0、硬脂酸1.0～2.0、石蠟0.5～2.0、防老劑4010NA？1.0～3.0、促進劑D1.0～3.0、促進劑CZ？1.0～3.0、硫磺1.0～2.0；本發明復合材料的抗濕滑性能提高，滾動阻力降低，耐磨性能基本不變，物理機械性能提高。
【IPC分類】C08L91/06, C08K3/06, C08K5/09, C08K3/36, C08K13/02, C08K3/22, C08L91/00, B60C1/00, C08L9/06
【公開號】CN105524318
【申請號】CN201610057667
【發明人】劉力, 趙棟棟, 溫世鵬, 胡水
【申請人】北京化工大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月27日