1。将白炭黑在真空KKTC下烘干。将干燥 的白炭黑多巴胺加入配置的pH为8的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(浓度10mm〇l/L)中，室 温下反应2小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺修饰的白炭黑。其中白炭黑和多巴胺 的质量比为1:0.05,白炭黑和缓冲溶液的质量比为1:100。差热分析结果表明改性复合物 中聚多巴胺约占3%。
[0046] (2)橡胶组合物的制备及性能测试：
[0047] 将占橡胶基体质量25%的聚多巴胺改性白炭黑A-1和助剂加入天然橡胶中，经充 分混炼得到生胶，然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品命名为A-1-1。依照相同 配方和方法制备普通未改性白炭黑与天然橡胶组合物，命名为B-1-1，其中胶料基本配方见 表2,各项性能测试结果见表3。
[0048] 实施例2
[0049](1)白炭黑的改性：
[0050] 对白炭黑A-2进行改性，具体组分见表1。将白炭黑在真空KKTC下烘干。将干燥 的白炭黑多巴胺加入配置的pH为8. 5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(浓度8mmol/L)中，室 温下反应2. 5小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺修饰的白炭黑。其中白炭黑和多巴 胺的质量比为1:0. 1，白炭黑和缓冲溶液的质量比为1:200。差热分析结果表明改性复合物 中聚多巴胺约占7%。
[0051] (2)橡胶组合物的制备及性能测试：
[0052] 将聚多巴胺改性白炭黑A-2、炭黑和助剂加入异戊橡胶中，经充分混炼然后硫化成 型，按照国家标准制成测试试样，样品分别命名为A-2-1。其中改性白炭黑A-2、炭黑总质量 占橡胶质量的20%，改性白炭黑A-2、炭黑的质量比为15:1。依照相同配方和方法制备普通 未改性白炭黑与异戊橡胶组合物，命名为B-2-1，其中胶料配方见表2,各项性能测试结果 见表4。
[0053] 实施例3
[0054](1)白炭黑的改性：
[0055] 对白炭黑A-3进行改性，具体组分见表1。将白炭黑在真空110°C下烘干。将干燥 的白炭黑多巴胺加入配置的pH为8.5的巴比妥缓冲溶液(浓度6mmol/L)中，室温下反应3 小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺修饰的白炭黑。其中白炭黑和多巴胺的质量比为 1:0. 2,白炭黑和缓冲溶液的质量比为1:200。差热分析结果表明改性复合物中聚多巴胺约 占15%。
[0056] (2)复合填料的制备：
[0057] 在高速混合机高速搅拌下，炭黑和聚合物改性白炭黑A-3的比例按照1:5、1:8、 1:14的比例加入，搅拌2小时使其充分混合，得到聚多巴胺改性白炭黑/炭黑复合填料，分 别命名为 B_3_1、B_3_2、B_3 _3。
[0058] (3)橡胶组合物的制备及性能测试：
[0059] 依次将聚多巴胺改性白炭黑/炭黑复合填料B-3-l、B-3-2、B-3-3加入橡胶(丁苯 橡胶/顺丁橡胶，80/20)中，经充分混炼然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品 分别命名为C-3-l、C-3-2、C-3-3。依照C-3-1相同配方和方法制备普通未改性白炭黑与丁 苯橡胶/顺丁橡胶组合物，样品命名为D-3-1。橡胶组合物中填料占橡胶质量的40%。其中 胶料配方见表2,各项性能测试结果见表5。
[0060] 实施例4
[0061] (1)白炭黑的改性：
[0062] 对白炭黑A-4进行改性，具体组分见表1。将白炭黑在真空KKTC下烘干。将干燥 的白炭黑多巴胺加入配置的pH为7. 8的巴比妥/氯化钠缓冲溶液(浓度6mmol/L)中，室温 下反应3小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺修饰的白炭黑。其中白炭黑和多巴胺的 质量比为1:0. 3,白炭黑和缓冲溶液的质量比为1:250。差热分析结果表明改性复合物中聚 多巴胺约占23%。
[0063] (2)复合填料的制备：
[0064] 在高速混合机高速搅拌下，炭黑和聚合物改性白炭黑A-4的比例按照1:6、1:8、 1:13的比例加入，搅拌2小时使其充分混合，得到聚多巴胺改性白炭黑/炭黑复合填料，分 别命名为 B_4_1、B_4_2、B_4 _3。
[0065] (3)橡胶组合物的制备及性能测试：
[0066] 将聚多巴胺改性白炭黑A-4、加入橡胶(丁苯橡胶/顺丁橡胶，80/20)中，经充分 混炼然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品分别命名D-4-1。依次将聚多巴胺 改性白炭黑/炭黑复合填料B-4-1、B-4-2、B-4-3加入橡胶(丁苯橡胶/顺丁橡胶，80/20) 中，经充分混炼然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品分别命名为C-4-UC-4-2、 C-4-3。橡胶组合物中填料占橡胶质量的50%，其中胶料配方见表2,各项性能测试结果见表 6〇
[0067] 实施例5
[0068](1)白炭黑的改性：
[0069] 对白炭黑A-5进行改性，具体组分见表1。将白炭黑在真空110°C下烘干。将干燥 的白炭黑多巴胺加入配置的pH为9的硼酸/氯化钾缓冲溶液(浓度8mmol/L)中，室温下反 应4小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺修饰的白炭黑。其中白炭黑和多巴胺的质量 比为1:0. 4,白炭黑和缓冲溶液的质量比为1:400。差热分析结果表明改性复合物中聚多巴 胺约占31%。
[0070] (2)复合填料的制备：
[0071] 在高速混合机高速搅拌下，炭黑和聚合物改性白炭黑A-5的比例按照1: 7、1:10、 1:12的比例加入，搅拌2小时使其充分混合，得到聚多巴胺改性白炭黑/炭黑复合填料，分 别命名为 B-5-l、B-5-2、B-5-3。
[0072] (3)橡胶组合物的制备及性能测试：
[0073] 将聚多巴胺改性白炭黑A-5加入橡胶(丁苯橡胶/顺丁橡胶，80/20)中，经充分混 炼然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品分别命名为D-5-1。依次将聚多巴胺 改性白炭黑/炭黑复合填料B-5-1、B-5-2、B-5-3加入橡胶(丁苯橡胶/顺丁橡胶，80/20) 中，经充分混炼然后硫化成型，按照国家标准制成测试试样，样品分别命名为C-5-UC-5-2、 C-5-3。橡胶组合物中填料占橡胶质量的30%，其中胶料配方见表2,各项性能测试结果见表 7。
[0074]表1白炭黑的组分构成(质量份）
[0075]
【主权项】
1. 一种含改性白炭黑的橡胶组合物的制备方法，其特征在于其具体步骤为： (1) 白炭黑的改性：称取弱碱性缓冲剂，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解，然后加 入无机酸或无机碱调节溶液的pH为7. 5~10. 5,缓冲溶液中缓冲剂的浓度为3~15mmol/ L，将干燥的白炭黑和多巴胺加入配置的缓冲溶液中，室温下反应0. 5~4小时后过滤、洗涤 和干燥，得到的聚多巴胺改性白炭黑；白炭黑和多巴胺的质量比为1:0. 05~1 ;白炭黑和缓 冲溶液的质量比为1:50~500 ; (2) 橡胶组合物的制备：加入包含聚多巴胺改性白炭黑的填料、橡胶生胶和助剂进行 混炼、硫化，制备橡胶组合物，包含聚多巴胺改性白炭黑的填料加入量为橡胶生胶质量的 10 ~80%。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包含聚多巴胺改性白炭黑的填料选自 聚多巴胺改性白炭黑、质量比为5~15 :1的聚多巴胺改性白炭黑和炭黑的混合物。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包含聚多巴胺改性白炭黑的填料为质 量比为8~12 :1的聚多巴胺改性白炭黑和炭黑混合物。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包含聚多巴胺改性白炭黑的填料加入 量为20~60%。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包含聚多巴胺改性白炭黑的填料为聚 多巴胺改性白炭黑和炭黑的混合物时，填料和橡胶生胶、助剂进行混炼、硫化制备橡胶组合 物。
6. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包含聚多巴胺改性白炭黑的填料为聚 多巴胺改性白炭黑和炭黑的混合物时，将聚多巴胺改性白炭黑和炭黑制备成聚多巴胺改性 白炭黑/炭黑复合填料，再和橡胶生胶、助剂进行混炼硫化；复合填料的制备过程为：在高 速混合机高速搅拌下，加入炭黑和聚多巴胺改性白炭黑，搅拌1~3小时使其充分混合。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于橡胶生胶选自丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁 基橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶中的一种或多种。
8. 根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于白炭黑的改性过程中，溶液的pH值为 8. 5 ~9. 5〇
9. 根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于白炭黑的改性过程中，缓冲溶液中缓 冲剂的浓度为5~10mmol/L。
10. 根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于白炭黑的改性过程中，白炭黑和多巴 胺的质量比为1:0. 1~〇. 4。
11. 根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于白炭黑的改性过程中，白炭黑和缓冲 溶液的质量比为1:100~300。
12. 根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于弱碱性缓冲剂选自三羟甲基氨基甲 烷、巴比妥、巴比妥/氯化钠复合缓冲剂、硼酸/氯化钾复合缓冲剂、硼砂/氯化钙复合缓 冲剂、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾/磷酸二氢钾复合缓冲剂中的一种；无机酸为盐酸、硝酸、硫 酸、磷酸中的一种；无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
13. 根据权利要求12所述的改性方法，其特征在于弱碱性缓冲剂选自三羟甲基氨基甲 烧、巴比妥。
【专利摘要】一种含改性白炭黑的橡胶组合物的制备方法。公开的含改性白炭黑的橡胶组合物的制备方法，其具体步骤为：（1）白炭黑的改性：称取弱碱性缓冲剂，加入少量去离子水搅拌使其完全溶解，然后加入无机酸或无机碱调节溶液的pH为7.5～10.5，缓冲溶液中缓冲剂的浓度为3～15mmol/L，将干燥的白炭黑和多巴胺加入配置的缓冲溶液中，室温下反应0.5～4小时后过滤、洗涤和干燥，得到的聚多巴胺改性白炭黑；（2）橡胶组合物的制备：加入包含聚多巴胺改性白炭黑的填料、橡胶生胶和助剂进行混炼、硫化，制备橡胶组合物。
【IPC分类】C08K13-06, C09C1-28, C08L23-16, C09C3-10, C08K3-04, C08K3-36, C08L9-00, C08K9-04, C08L7-00, C08L9-06, C08L23-22
【公开号】CN104650420
【申请号】CN201310585413
【发明人】燕鹏华, 梁滔, 李树毅, 王永峰, 龚光碧, 胡育林, 赵志超, 邵卫, 翟云芳, 李晶, 钟启林, 李波, 吴宇, 张华强, 丛日新, 张元寿
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月19日