一种绿色轮胎用改性白炭黑/tpi/橡胶复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种绿色轮胎用改性白炭黑/tpi/橡胶复合材料的制备方法，属于橡 胶技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着环保意识的加强，制备滚动阻力小、抗湿滑性好、耗油低、废气排放少的"绿色 轮胎"越来越受到人们的重视。研究发现，轮胎滚动阻力消耗的燃油占汽车总油耗的15~ 20%，研究表明，在胎面胶中使用白炭黑是降低轮胎滚动阻力，改善抗湿滑性的有效方法之 一。白炭黑的这种优异性能使其在橡胶工业中的应用越来越广，白炭黑特别是沉淀白炭黑 已成为除炭黑外的主要补强材料，广泛应用于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等橡 胶中。但是白炭黑由于其自身结构的影响，在橡胶基体中容易团聚，不易分散，加工性能差， 从而影响其使用性能。为此，在实际应用中白炭黑需改性后才能得到较好的性能。
[0003] 此外，屈挠性能和耐磨性能也是"绿色轮胎"必须考虑的指标。众多研究表明，TPI 最大特点是滚动阻力小、生热低、耐磨耐疲劳性能好，是制造高性能节能环保长寿命轮胎和 高速火车、汽车减震制品的好材料。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提供一种绿色轮胎用改性白炭黑/TPI/橡胶复合材 料的制备方法，以制备低滚动阻力、低动态生热、高耐磨、高屈挠性能的绿色轮胎。
[0005] 本发明的技术方案是这样的：本发明由以下技术措施实现，其中所用原料份数除 特殊说明外，均为重量分数： (1) 将天然橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶或上述三种胶料的任意配比橡胶、TPI、白炭黑、 硅烷偶联剂、防老剂、氧化锌、硬酯酸、操作油等一并加入开炼机或密炼机中混炼均匀； (2) 将步骤（1)所得产物用捏合机等分散混合机械于80~140 °C处理5~30 min; (3) 将步骤(2)所得产物于室温冷却后在开炼机中加入硫化剂和促进剂，经平板硫化机 硫化得成品。
[0006] -种绿色轮胎用改性白炭黑/TPI/橡胶复合材料的制备方法，由以下配比制成:天 然橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶或上述三种胶料的任意配比橡胶75~100份;TPI 0~25份；白 炭黑10~60份;娃烷偶联剂3~13份;氧化锌3~5份;硬酯酸1~3份;操作油3~15份;防老剂1~ 5份。
[0007] 经上述方法制备的复合材料，与传统利用炭黑补强天然橡胶的材料相比，关键性 能指标差异如下表1所示： 表1改性白炭黑/TPI/橡胶与炭黑/橡胶相关性能对比
本发明与现有技术相比，具有下述优点和有益效果： (1) 本发明使用原位接枝改性白炭黑用作橡胶的补强填料，很好的控制了白炭黑在橡 胶基体中的分散性，改善了白炭黑与橡胶基体的相容性，且减少了白炭黑溶液法改性的溶 剂等消耗和生产过程中对人身和环境造成的伤害； (2) 本发明采用原位接枝改性白炭黑与TPI并用改善橡胶的性能，有效的改善了橡胶 制品的滚动阻力、动态生热、耐磨性能和耐疲劳性能。
【具体实施方式】
[0008]为了更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但是本发 明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
[0009] 实施例1 原材料组份:天然橡胶80份;TPI 20份；白炭黑50份;硅烷偶联剂10份;氧化锌5份； 硬酯酸2份;微晶蜡1份;防老剂1份;操作油8份;促进剂1.5份;硫化剂3份。制备 过程如下:将开炼机辊距调至2 mm左右，加入天然橡胶;包辊后，依次加入TPI、白炭黑、改性 剂、防老剂，待吃料完全后，左右各切边5次，打三角包3次;然后将胶料放入哈克转矩流变仪 于120 °C处理8 min。出料后在开炼机冷辊上依次加入氧化锌、硬酯酸、促进剂和硫化剂。待 吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板硫化机上硫化，硫化条件为 150 〇C X 16 MPaX (tg〇+2 min)〇 [0010] 实施例2 原材料组份:丁苯橡胶80份;TPI 20份；白炭黑50份;硅烷偶联剂10份;氧化锌5份； 硬酯酸2份;微晶蜡1份;防老剂1份;操作油8份;促进剂1.5份;硫化剂3份。制备 过程如下:将开炼机辊距调至2 mm左右，加入天然橡胶;包辊后，依次加入TPI、白炭黑、改性 剂、防老剂，待吃料完全后，左右各切边5次，打三角包3次;然后将胶料放入捏合机于120 °C 处理8 min。出料后在开炼机冷辊上依次加入氧化锌、硬酯酸、促进剂和硫化剂。待吃料完全 后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板硫化机上硫化，硫化条件为150 °C X 16 MPaX (tg〇+2 min)〇
[0011] 实施例3 原材料组份:天然橡胶40份;丁苯橡胶20份;顺丁橡胶20份;TPI 20份；白炭黑50 份;硅烷偶联剂10份;氧化锌5份;硬酯酸2份;微晶蜡1份;防老剂1份;操作油8份； 促进剂1.5份;硫化剂3份。制备过程如下:将开炼机辊距调至2 _左右，加入天然橡胶； 包辊后，依次加入TPI、白炭黑、改性剂、防老剂，待吃料完全后，左右各切边5次，打三角包3 次;然后将胶料放入捏合机于100 °C处理10 min。出料后在开炼机冷辊上依次加入氧化锌、 硬酯酸、促进剂和硫化剂。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化机上硫化，硫化条件为150 °C X 16 MPaX (tg〇+2 min)。
[0012] 实施例4 原材料组份:天然橡胶40份;丁苯橡胶20份;顺丁橡胶20份;TPI 20份；白炭黑40 份;硅烷偶联剂6份;氧化锌5份;硬酯酸2份;微晶蜡1份;防老剂1份;操作油8份； 促进剂3份;硫化剂1.5份。制备过程如下:将开炼机辊距调至2 _左右，加入天然橡胶； 包辊后，依次加入TPI、白炭黑、改性剂、防老剂，待吃料完全后，左右各切边5次，打三角包3 次;然后将胶料放入捏合机于100 °C处理8 min。出料后在开炼机冷辊上依次加入氧化锌、 硬酯酸、促进剂和硫化剂。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化机上硫化，硫化条件为150 °C X 16 MPaX (tgo+2 min)。
[0013] 实施例5 原材料组份:天然橡胶40份;丁苯橡胶30份;顺丁橡胶20份;TPI 10份；白炭黑50 份;硅烷偶联剂10份;氧化锌5份;硬酯酸2份;微晶蜡1份;防老剂1份;操作油8份； 促进剂1.5份;硫化剂3份。制备过程如下:将开炼机辊距调至2 _左右，加入天然橡胶； 包辊后，依次加入TPI、白炭黑、改性剂、防老剂，待吃料完全后，左右各切边5次，打三角包3 次;然后将胶料放入捏合机于80 °C处理15 min。出料后在开炼机冷辊上依次加入氧化锌、 硬酯酸、促进剂和硫化剂。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化机上硫化，硫化条件为150 °C X 16 MPaX (tgo+2 min)。
【主权项】
1. 一种绿色轮胎用改性白炭黑/TPI/橡胶复合材料的制备方法，其特征在于:将原位接 枝改性白炭黑、反式天然橡胶(ΤΡΙ)和天然橡胶(或合成橡胶)并用，经高温处理，获得一种 高耐磨，屈挠性好，节油的绿色轮胎用材料，包括下述步骤： (1) 将天然橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶或上述三种胶料的任意配比橡胶、ΤΡΙ、白炭黑、 硅烷偶联剂、防老剂、氧化锌、硬酯酸、操作油等一并加入开炼机或密炼机中混炼均匀； (2) 将步骤（1)所得产物用捏合机等分散混合机械于80~140 °C处理5~30 min; (3) 将步骤(2)所得产物于室温冷却后在开炼机中加入硫化剂和促进剂，经平板硫化机 硫化得成品。2. -种绿色轮胎用改性白炭黑/TPI/橡胶复合材料的制备方法，由以下配比制成:天然 橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶或上述三种胶料的任意配比橡胶75~100份;TPI 0~25份；白炭 黑10~60份;娃烷偶联剂3~13份;氧化锌3~5份;硬酯酸1~3份;操作油3~15份;防老剂1~5 份;促进剂1~3份;硫化剂1~3份。
【专利摘要】本发明公开了一种将原位接枝改性白炭黑与反式天然橡胶(TPI)并用改善天然橡胶（或合成橡胶）性能以期制备绿色轮胎的方法。制备方法为将天然橡胶（或合成橡胶）、TPI、白炭黑、硅烷偶联剂和其它小料（除硫化剂和促进剂）等一并加入开炼机或密炼机中混炼均匀，然后用捏合机等分散混合机械于80~140？℃处理5~30？min，最后在开炼机中加入硫化剂和促进剂。该方法的特征在于集合了白炭黑用于橡胶中的低滚动阻力和动态生热、TPI用于橡胶中的优良耐磨性和屈挠性。采用本方法制备的橡胶可获得良好综合性能，拉伸强度>23.0？MPa，撕裂强度>93.5？kN/m，2级与6级屈挠性能分别达到13.5万次和33万次。
【IPC分类】C08L9/00, C08L7/00, C08K3/36, B60C1/00, C08K3/22, C08K13/06, C08K5/09
【公开号】CN105542243
【申请号】CN201511007210
【发明人】付文, 王丽, 苏绍昌
【申请人】付文, 王丽, 苏绍昌
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月30日