一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法与流程

文档序号:12569135

本发明涉及一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法。



背景技术:

子午线轮胎是胎体帘线按子午线方向排列,有帘线周向排列或接近周向排列的缓冲层紧紧箍在胎体上的一种新型轮胎。子午线轮胎因结构科学合理,使受力改善,比斜线轮胎具有许多优良的性能:

(1)使用寿命长。由于子午线轮胎胎面与胎体帘布层之间具有刚性较大的带束层,因此轮胎在路面上滚动时,周向变形小,相对滑移小。又因轮胎体的径向弹性大,使轮胎接地面积增大,压强减小,故胎面耐磨性强,且耐刺扎,不易爆胎,行驶里程可比普通斜线轮胎多30%。

(2)滚动阻力小,耗油低。由于子午线轮胎帘布层数少,行驶温度低,散热快,又因周向变形小,故滚动阻力比普通斜线胎小15%-20%,滑行距离多25%左右,因此,使用子午线轮胎不但可提高汽车的行驶速度,还可提高汽车燃油经济性(一般可降低油耗5%-12%)。

(3)承载能力大。由于子午线轮胎帘线排列与轮胎主要的变形方向一致,因而使帘线强度得到充分有效的利用,故比普通斜线轮胎承载能力高10%以上。

(4)减震性能好。因子午线胎体的径向弹性大,径向(垂直于地面方向)变形大,可以缓和不平路面的冲击,使汽车挟顺性得到改善,乘坐舒适,同时也降低了车辆受冲击损坏的可能性,有助于延长车辆的使用寿命。

白炭黑是一种用于橡胶制品的优良补强剂。在子午线轮胎胎冠胶中加入适量的白炭黑可改善其耐磨、耐久及耐刺扎等性能,同时可改善轮胎胎面对路面的抓着性,降低滚动阻力和动态生热,现有市面上能满足子午线轮胎使用要求的沉淀法白炭黑产品还较少,且主要为进口产品。



技术实现要素:

本发明的目的提供了一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法。

为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:

一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法,包括如下步骤:

(1)配制密度为1.1~1.2g/cm3的水玻璃溶液;

(2)按硫酸与硫酸盐的摩尔比为1:0.5~1,配制硫酸和硫酸盐的混合溶液,混合溶液中硫酸的浓度为2~4mol/L;

(3)在搅拌下,按体积比为1~3:10,将步骤(2)的混合溶液加入水玻璃溶液中,加热至60~70℃得到前驱溶液;

(4)向步骤(3)的前驱溶液中加入水玻璃溶液,前驱溶液与水玻璃溶液的体积比为1:2~5,在加入过程中,通过硫酸控制体系pH在7~9,加入完毕后,继续搅拌0.5~1小时;

(5)向步骤(4)所得到的混合液中加入硫酸,至混合液pH为4~5,静置1~3小时,然后过滤、洗涤、干燥得到白炭黑。

优选地,步骤(1)所述水玻璃的模数为2.6~2.9。

优选地,所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾。

优选地,步骤(3)的搅拌速度为100~300转/分钟。

本发明方法操作简单,成本低,所制备的白炭黑在橡胶中具有良好的分散性。使用该白炭黑的橡胶各项性能指标能够满足了子午线轮胎使用要求。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法,步骤如下:

(1)配制密度为1.1g/cm3的水玻璃溶液,水玻璃的模数为2.6;

(2)按硫酸与硫酸钠的摩尔比为1:0.5,配制硫酸和硫酸钠的混合溶液,混合溶液中硫酸的浓度为4mol/L;

(3)在200转/分钟的搅拌下,将步骤(2)的混合溶液加入水玻璃溶液中,加热至60℃得到前驱溶液,步骤(2)的混合溶液与水玻璃溶液的体积比为1:5;

(4)按前驱溶液与水玻璃溶液的体积比为1:3,向步骤(3)的前驱溶液中加入水玻璃溶液,在整个加入过程中,通过加入硫酸控制体系pH在7~9,加入完毕后,继续搅拌1小时;

(5)向步骤(4)所得到的混合液中加入硫酸,直至混合液pH为4,然后静置2小时,再经过滤、洗涤、干燥,即得到高分散白炭黑。

实施例2

一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法,步骤如下:

(1)配制密度为1.15g/cm3的水玻璃溶液,水玻璃的模数为2.8;

(2)按硫酸与硫酸钠的摩尔比为1:0.8,配制硫酸和硫酸钠的混合溶液,混合溶液中硫酸的浓度为3mol/L;

(3)在300转/分钟的搅拌下,将步骤(2)的混合溶液加入水玻璃溶液中,加热至65℃得到前驱溶液,步骤(2)的混合溶液与水玻璃溶液的体积比为1:10;

(4)按前驱溶液与水玻璃溶液的体积比为1:2,向步骤(3)的前驱溶液中加入水玻璃溶液,在整个加入过程中,通过加入硫酸控制体系pH在7~9,加入完毕后,继续搅拌0.5小时;

(5)向步骤(4)所得到的混合液中加入硫酸,直至混合液pH为4,然后静置1小时,再经过滤、洗涤、干燥,即得到高分散白炭黑。

实施例3

一种子午线轮胎用的高分散白炭黑的制备方法,步骤如下:

(1)配制密度为1.2g/cm3的水玻璃溶液,水玻璃的模数为2.9;

(2)按硫酸与硫酸钠的摩尔比为1:1,配制硫酸和硫酸钠的混合溶液,混合溶液中硫酸的浓度为2mol/L;

(3)在100转/分钟的搅拌下,将步骤(2)的混合溶液加入水玻璃溶液中,加热至70℃得到前驱溶液,步骤(2)的混合溶液与水玻璃溶液的体积比为1:3;

(4)按前驱溶液与水玻璃溶液的体积比为1:5,向步骤(3)的前驱溶液中加入水玻璃溶液,在整个加入过程中,通过加入硫酸控制体系pH在7~9,加入完毕后,继续搅拌0.5小时;

(5)向步骤(4)所得到的混合液中加入硫酸,直至混合液pH为5,然后静置3小时,再经过滤、洗涤、干燥,即得到高分散白炭黑。

所述的高分散白炭黑的理化指标如下:

灼烧减量≤5 wt%;

二氧化硅含量≥93 wt%;

水溶物含量≤1 wt%;

比表面积(BET):150-170 m2/g。

按100份天然橡胶:15份高分散白炭黑,加入其它橡胶工业常规的添加剂,依常规方法制备硫化橡胶。性能如下:

门尼焦烧(130℃):18.5-18.9 min;

拉伸强度:27-28 MPa;

阿克隆磨耗量:0.090-0.095 cm3

对比例

白炭黑的制备步骤如下:

(1)配制密度为1.2g/cm3的水玻璃溶液,水玻璃的模数为2.9;

(2)配制浓度为2mol/L的硫酸溶液和浓度为2mol/L的硫酸钠溶液;

(3)在100转/分钟的搅拌下,将硫酸钠溶液加入水玻璃溶液中,加热至70℃,然后加入硫酸溶液,搅拌半小时后得到前驱溶液,其中,硫酸钠溶液、硫酸溶液与水玻璃溶液的体积比为1:1:3;

(4)按前驱溶液与水玻璃溶液的体积比为1:5,向步骤(3)的前驱溶液中加入水玻璃溶液,在整个加入过程中,通过加入硫酸控制体系pH在7~9;

(5)向步骤(4)所得到的混合液中继续加入硫酸,直至混合液pH为5,然后静置3小时,再经过滤、洗涤、干燥,得到白炭黑。

按100份天然橡胶:15份白炭黑制备硫化橡胶,其它与实施例3相同。性能如下:

门尼焦烧(130℃):16.1-16.4 min;

拉伸强度:24-25 MPa;

阿克隆磨耗量:0.110-0.120 cm3

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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