一種用於輪胎的高耐磨補強材料及其製備方法
2023-05-18 06:42:46 2
一種用於輪胎的高耐磨補強材料及其製備方法
【專利摘要】一種用於輪胎的高耐磨補強材料，是由下述重量份配比的原料組成：天然橡膠100～120份，白炭黑20～80份，矽烷偶聯劑1～12份，溶劑300～600份；本發明所述的輪胎用高耐磨補強材料，在於解決機械剪切、熱作用造成的膠料性能下降和高填充白炭黑膠料加工困難以及傳統溼法混煉膠乾燥困難的問題，混入矽烷偶聯劑，從而優化高耐磨補強材料的加工和使用性能。通過採用溼法混煉白炭黑母膠，在不破壞天然橡膠分子量分布的前提下，有效地提高了材料的強度和耐磨性。
【專利說明】-種用於輪胎的高耐磨補強材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及種用於輪胎的高耐磨補強材料及其製備方法，屬於精細化工技術領 域。
【背景技術】
[0002] 天然橡膠因其具有優異的加工性能和良好的物理機械性能被廣泛的應用於橡膠 工業特別是輪胎工業。用傳統的幹法混煉，首先要對天然膠進行塑煉，通過機械剪切及高溫 降解降低分子量，然後在機械的剪切過程中加入所需的炭黑、白炭黑及配合劑。在該一加工 過程中，天然膠的大分子嚴重破壞，W致強力磨耗等性能下降。
[0003] 在橡膠行業中，特別是目前節能輪胎中需要加入高填充量的白炭黑W降低生熱、 提高抗溼滑性能、降低滾動阻力；白炭黑的自身特性使得膠料變硬、難W加工。如何提高高 含量白炭黑等填充材料的配方膠料在製造時的加工性和填充材料的分散性一直是業界關 注的問題，使用橡膠溼法母煉膠是一種較為有效的方法。橡膠溼法母煉膠可W通過W下方 法製備得到；事先將填充材料和分散溶劑W-定比例混合，輔W機械攬拌製成漿體溶液與 橡膠膠乳溶液液相混合，其後加入酸等凝固劑使其凝固，回收並乾燥得到該物質。使用溼法 母煉膠與橡膠幹法混煉相比，炭黑、白炭黑等填充物分散優異、材料的物理性能也較優。
[0004] 查閱到的現有技術文獻主要有W下專利；CN200310115231. 9, CN200580043791. 5， CN200710196328. 5, CN201010622706. 3, CN201080049171. 3, CN201110052753. 3, CN201210001294. 0, CN201210281738. 0, CN201210282517. 5, CN201310337560. 1。專利中所 述的橡膠溼法母煉膠的製備介質均為水相，膠料中若含有殘餘的水分，會導致硫化橡膠製 品起泡報廢。因此該法製得產品的乾燥變的非常嚴格。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供一種用於輪胎的高耐磨補強材料及其製備方 法，本發明採用溶劑法得到的用於輪胎的高耐磨補強材料，相對於傳統混煉方式得到的膠 料，具有更高的拉伸強度，更長的化斷伸長率和更優異的耐磨性能。
[0006] 本發明的技術方案如下：
[0007] -種用於輪胎的高耐磨補強材料，是由下述重量份配比的原料組成：
[000引天然橡膠100?120份，白炭黑20?80份，娃焼偶聯劑1?12份，溶劑300? 600 份；
[0009] 所述的娃焼偶聯劑為雙[(二己氧基娃焼基）一丙基]四硫化物（Si69)、雙[(二 己氧基娃焼基）一丙基]二硫化物（Si75)、3-辛醜基硫代一 1 一丙基H己氧基娃焼（MT) 中的一種或兩種W上混合；
[0010] 所述的溶劑為工業用120#溶劑油。
[0011] 本發明優選的，所述白炭黑為沉澱法白炭黑或氣相法白炭黑，進一步優選的，所述 的白炭黑為高分散沉澱法白炭黑。高分散沉澱法白炭黑為補強劑，能提高膠料的硬度、強 度、耐磨性能，並降低膠料成本。
[0012] 本發明優選的，所述的天然橡膠選用5號標準橡膠，其具有拉伸高、抗撕裂性好和 生熱低等特點。
[0013] 本發明的娃焼偶聯劑可選擇雙[(H己氧基娃焼基）一丙基]四硫化物（Si69)、雙 [(H己氧基娃焼基）一丙基]二硫化物（Si75)或3-辛醜基硫代一1-丙基H己氧基娃焼 (MT),娃焼偶聯劑主要是改善白炭黑一橡膠界面間的相容性，提高白炭黑在膠料中的分散 性，降低混煉膠口尼粘度，改善加工性能，降低生熱，從而提高膠料的強度和耐磨性；
[0014] 娃焼偶聯劑Si69的結構式為：
[0015]
【權利要求】
1. 一種用於輪胎的高耐磨補強材料，是由下述重量份配比的原料組成： 天然橡膠100?120份，白炭黑20?80份，矽烷偶聯劑1?12份，溶劑300?600份； 所述的矽烷偶聯劑為雙[(三乙氧基矽烷基）一丙基]四硫化物（Si69)、雙[(三乙氧 基矽烷基）一丙基]二硫化物（Si75)、3-辛醯基硫代一 1 一丙基三乙氧基矽烷（NXT)中的 一種或兩種以上混合； 所述的溶劑為工業用120#溶劑油。
2. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，所述的天然橡膠 選用5號標準橡膠。
3. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，所述白炭黑為沉 澱法白炭黑或氣相法白炭黑，進一步優選的，所述的白炭黑為高分散沉澱法白炭黑。
4. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，是由下述重量份 配比的原料組成：天然橡膠100份，白炭黑50?60份，矽烷偶聯劑2. 5?7. 5份，溶劑450? 500 份。
5. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，是由下述重量份 配比的原料組成：天然橡膠100份，白炭黑50份，矽烷偶聯劑2. 5?7. 5份，溶劑450份。
6. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，天然橡膠100份， 白炭黑50份，矽烷偶聯劑5. 0份，溶劑450份。
7. 根據權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料，其特徵在於，矽烷偶聯劑與白 炭黑的質量比為0.5?1.5:10,優選質量比為1.0:10。
8. 權利要求1所述的用於輪胎的高耐磨補強材料的製備方法，步驟如下： (1) 將天然橡膠投入溶劑中，以30rpm?400rpm的轉速攪拌至天然橡膠溶解，製得天然 橡膠溶液； (2) 將白炭黑、娃燒偶聯劑在30rpm?400rpm轉速的攪拌下依次加入天然橡膠溶液中， 攪拌混合均勻，得混合物； (3) 升溫至100°C ±2°C，在2h內快速蒸發去除步驟（2)製得的混合物中的溶劑，製得 固體母膠，蒸出的溶劑油回收利用； (4) 固體母膠投入橡膠造粒機中製成顆粒狀，即得本發明的用於輪胎的高耐磨補強材 料。
9. 一種利用權利要求1-7任一項所述的高耐磨補強材料小配合試驗煉膠方法，包括如 下重量份原料組成： 高耐磨補強材料155份，防老劑RD 1. 0份，防老劑40201. 0份，氧化鋅4份，硬脂酸1. 5 份，促進劑NS 0. 8份，促進劑DPG 1. 6份，硫黃1. 6份； 步驟如下： (1) 開煉機一段混煉： 取高耐磨補強材料，在開煉機上破膠包棍3?5min ;加入防老劑RD、防老劑4020、氧化 鋅和硬脂酸，於80°C?90°C混煉2?3分鐘，吃入後每側割刀3次，兩次割刀間隔20秒鐘， 室溫放置24h，得一段混煉膠； (2) 開煉機二段混煉： 向一段混煉膠中加入促進劑NS、促進劑DPG和硫黃，於80°C?90°C混煉4?6min，吃 入後每側割刀3次，兩次割刀間隔20秒鐘，6mm輥距下片。
10. -種利用權利要求1-5任一項所述的大配合試驗煉膠方法，包括如下重量份原料 組成： 高耐磨補強材料155份，防老劑RD 1. 0份，防老劑40201. 0份，氧化鋅4份，硬脂酸1. 5 份，促進劑NS 0. 8份，促進劑DPG 1. 6份，硫黃1. 6份； 步驟如下： (i) 取高耐磨補強材料，在開煉機上破膠包棍3?5min ;加入防老劑RD、防老劑4020、 氧化鋅和硬脂酸，於80°C?90°C混煉2分鐘，吃入後每側割刀3次，兩次割刀間隔20秒鐘， 室溫放置24h，得一段混煉膠，一段混煉：轉子轉速40r. mirT1，壓砣壓力18MPa ; (ii) 二段混煉： 加入一段混煉膠、促進劑NS、促進劑DPG和硫黃，於80°C?90°C混煉4?6min，吃入後 每側割刀3次，6mm棍距下片，二段混煉：轉子轉速25r. mirT1，壓蛇壓力18MPa。
【文檔編號】C08K3/22GK104356444SQ201410715670
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】杜孟成, 李雲峰, 王才朋, 趙紅霞 申請人:山東陽穀華泰化工股份有限公司