一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物的製作方法
2023-07-31 07:52:16
專利名稱：一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠組合物，具體地說是一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物。
背景技術：
為了提高橡膠的力學性能，橡膠組合物中需要加入炭黑作為補強劑，補強劑在提高硫化橡膠力學性能同時，使硫化橡膠的壓縮生熱明顯變大。壓縮生熱對於需要反覆變形的橡膠製品使用性能影響很大，如果壓縮生熱太大，橡膠製品會迅速升溫，溫度升高不僅加快了橡膠的熱氧老化，而且可能因溫度過高導致橡膠製品的破壞。夏天行駛中汽車輪胎爆胎就是典型的例子。除了選擇低生熱的橡膠原料外，通過配方優化獲得低生熱橡膠組合物是科技人員追求的目標。另外，隨著減排二氧化碳政策法規的日益嚴格和石油資源的日趨緊缺，如何降低汽車燃油消耗成為汽車行業和使用者關注的焦點，降低輪胎的滾動阻力是減少汽車燃油消耗的重要措施之一。我們在研究中發現，在橡膠組合物中配合適量的碳化矽微粉，不僅可以降低硫化膠的生熱，而且還可以降低硫化膠的滾動阻力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是降低橡膠的壓縮生熱和滾動阻力，提供一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，採用合成橡膠作為橡膠原料，以炭黑或白炭黑作為補強劑，依次經過橡膠的塑煉、混煉和硫化工藝後製成，在橡膠混煉過程中，採用碳化矽微粉替代部分補強劑，並加入矽烷偶聯劑，橡膠混煉過程中橡膠原料、補強劑、碳化矽微粉和矽烷偶聯劑加入量的重量份數比為橡膠原料100份、炭黑或白炭黑45— 70份、碳化矽微粉5 — 50份、矽烷偶聯劑
O.4—2. 45份，所述的合成橡膠為結合苯乙烯含量15 50%，且門尼黏度30 90的丁苯橡膠。所述丁苯橡膠中結合苯乙烯含量20 30%，門尼粘度40 70。所述的碳化娃微粉為平均粒徑O. 2 μ m 15 μ m的β晶型碳化娃。所述娃燒偶聯劑為含硫的娃燒偶聯劑。本發明的有益效果是通過把碳化矽微粉用於橡膠組合物配方體系，結果其混煉膠的混煉與擠出加工性能有所改善，硫化膠的壓縮生熱減小、滾動阻力明顯降低，抗溼滑性有所改善。該橡膠組合物特別適合用於輪胎部件和傳動帶等的製造。
具體實施例方式一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，採用合成橡膠作為橡膠原料，以炭黑或白炭黑作為補強劑，依次經過橡膠的塑煉、混煉和硫化工藝後製成，其中橡膠的塑煉、混煉和硫化工藝按照通常的工藝方法進行。但是為了實現本發明的目的，在橡膠混煉過程中，採用碳化矽微粉替代部分補強劑，並加入矽烷偶聯劑，橡膠混煉過程中橡膠原料、補強齊U、碳化矽微粉和矽烷偶聯劑加入量的重量份數比為橡膠原料100份、炭黑或白炭黑45—70份、碳化矽微粉5 — 50份、矽烷偶聯劑O. 4-2. 45份，所述的合成橡膠為結合苯乙烯含量15 50%，且門尼黏度30 90的丁苯橡膠。所述的補強劑為炭黑或白炭黑，優選炭黑，加入量優選20 30份。常用的炭黑牌號有:N110、N115、N120、N125、N135、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N326、N330、N335、N339、N343、N351、N356、N375、N539、N550、N660、N772、N990 等。所述的合成橡膠優選結合苯乙烯含量20 30%，門尼粘度40 70的充油丁苯橡
膠。 所述的碳化矽微粉為α或β晶型，優選β晶型，粒徑O. 001 μ m 50 μ m。所述的碳化娃微粉優選平均粒徑O. 2 μ m 15 μ m的β晶型碳化娃。所述的矽烷偶聯劑選用含硫矽烷偶聯劑，常用的是3，3』 -雙(三乙氧基甲基矽烷基丙基)四硫化物(Si69)，此外還有3，3』 -雙(二甲氧基甲基娃燒基丙基)_■硫化物，3，3』 -雙(三甲氧基甲基矽烷基丙基)四硫化物，3，3』 -雙(三乙氧基甲基矽烷基丙基)二硫化物，3，3』 -雙(二乙氧基甲基娃燒基丙基)八硫化物，3，3』 _雙(二丁氧基甲基娃燒基丙基)_■硫化物，3, 3』 _雙(二丁氧基甲基娃燒基丙基)四硫化物等。橡膠在混煉過程中，通常加入有硫化劑、促進劑、活性劑、防老劑、填充油等加工助齊U。硫化劑可以選用硫磺或硫給予體，優選硫磺。促進劑使用常用的N-氧二亞乙基-2-苯並噻唑次磺醯胺、N-叔丁基-2-苯並噻唑次磺醯胺等。活性劑使用傳統的氧化鋅和硬脂酸。防老劑採取RD和4020並用。填充油使用芳烴油。硫化劑、促進劑、活性劑、防老劑按照傳
統經驗用量。本發明一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物的製備方法為
(I )、將橡膠原料加入密煉機中，在起始溫度為75—85°C，轉速70—80轉/分鐘的條件下塑煉O. 5— 2分鐘；
(2)、將碳化矽微粉、補強劑、矽烷偶聯劑及其它助劑(硫化劑、促進劑、油除外)加入密煉機中，與橡膠原料一同混煉2— 4分鐘；
(3)、將芳烴油加入密煉機中，與橡膠一同混煉I一3分鐘，然後將混煉後的母膠排出；
(4)、將步驟(3)排出的母膠加入到開煉機中，然後加入硫化劑和促進劑進行混煉，薄通六次後下片，即得到壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物。本發明中，原料配比可在上述技術方案內選擇，為說明碳化矽替代炭黑的效果，在其它成分基本不變的情況下，調整碳化矽和炭黑的用量，配比如表I。表I比較例A和實施例I一4配方(以下配比均為重量份數)
材料名稱比較例A實施例I實施例2實施例3實施兩Y
ESBR1712137. 5 ~ 137. 5 137.5 137.5 137.5
愛黑 N23475 ~70655545
SiC~5163350
通燒偶聯劑 Si69|θ. 4 |θ. 8 |l. 65 \2.45
其中ESBR1712 :充油乳聚丁苯橡膠，結合苯乙烯含量23%，門尼黏度50，其中丁苯橡膠佔100份，油佔37. 5份。其它助劑芳烴油5 ;氧化鋅3 ;硬脂酸2 ;防護蠟I. 5 ;防老劑RD I ;防老劑4020
I;硫磺I. 5 ;促進劑NS I. 4 ;促進劑DPG O. 3。比較例A和實施例I 4硫化橡膠的主要性能列於表2 4。表2橡膠組合物混煉膠的硫化特性和門尼焦燒
權利要求
1.一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，採用合成橡膠作為橡膠原料，以炭黑或白炭黑作為補強劑，依次經過橡膠的塑煉、混煉和硫化工藝後製成，其特徵在於在橡膠混煉過程中，採用碳化矽微粉替代部分補強劑，並加入矽烷偶聯劑，橡膠混煉過程中橡膠原料、補強劑、碳化矽微粉和矽烷偶聯劑加入量的重量份數比為橡膠原料100份、炭黑或白炭黑45— 70份、碳化矽微粉5 — 50份、矽烷偶聯劑O. 4—2. 45份，所述的合成橡膠為結合苯乙烯含量15 50%，且門尼黏度30 90的丁苯橡膠。
2.如權利要求I所述的一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，其特徵在於所述丁苯橡膠中結合苯乙烯含量20 30%，門尼粘度40 70。
3.如權利要求I所述的一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，其特徵在於所述的碳化娃微粉為平均粒徑O. 2 μ m 15 μ m的β晶型碳化娃。
4.如權利要求I所述的一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，其特徵在於所述娃燒偶聯劑為含硫的娃燒偶聯劑。
全文摘要
一種壓縮生熱低且滾動阻力小的橡膠組合物，採用合成橡膠作為橡膠原料，以炭黑或白炭黑作為補強劑，依次經過橡膠的塑煉、混煉和硫化工藝後製成，在橡膠混煉過程中，採用碳化矽微粉替代部分補強劑，並加入矽烷偶聯劑，橡膠混煉過程中橡膠原料、補強劑、碳化矽微粉和矽烷偶聯劑加入量的重量份數比為橡膠原料100份、炭黑或白炭黑45—70份、碳化矽微粉5—50份、矽烷偶聯劑0.4—2.45份，所述的合成橡膠為結合苯乙烯含量15～50%，且門尼黏度30～90的丁苯橡膠。混煉膠的加工性能有所改善，硫化橡膠的壓縮生熱減小、滾動阻力明顯降低，抗溼滑性有所改善。
文檔編號C08K13/02GK102675701SQ20121011974
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月13日
發明者周志峰, 孫毅, 宋中學, 張強, 曲麗偉, 李花婷, 楊正宏, 王清才, 王玉東 申請人:平頂山易成新材料股份有限公司