一种白炭黑分散剂、制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种白炭黑分散剂，该分散剂采用有机胺类物质与有机酸类物质反应得到，为了便于加工该分散剂可以负载到不同的载体中使用。该白炭黑分散剂制备方法简单，能够有效提高白炭黑在橡胶中的分散，同时使得橡胶的加工性能以及各项物理性能提高。
【专利说明】—种白炭黑分散剂、制备方法及其应用【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶工业用白炭黑分散剂，用于提高橡胶及橡胶组合物混炼过程中白炭黑分散能力。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，消费者的安全环保意识提高，对轮胎的性能提出了更高的需求，由此必然要求轮胎生产企业对轮胎的湿地抓地力、降低滚动阻力等性能方面进行不断的优化和提闻。
[0003]白炭黑作为橡胶材料中重要的补强剂，近年来它的应用得到了快速发展，尤其是作为轮胎胎面胶的补强填充剂使用已引起特别的重视。由于白炭黑表面具有大量的羟基，当白炭黑用于胎 面时这些羟基能够与路面的水分子相互作用，有利于在湿滑路面上与路面的结合，提高湿地抓地力，同时白炭黑的使用也可以改善轮胎滚动阻力、磨耗和牵引性能，如专利EP0853010所公布的包含有白炭黑的胎面明显改善了轮胎性能。在轮胎工业中其应用范围包括载重轮胎、轿车轮胎、农业轮胎等。传统的斜交轮胎中，白炭黑可提高胎面的抗撕裂性能及橡胶与帘线的粘合能力。随着轮胎子午化、环保节能和舒适性的要求越来越高，白炭黑在轮胎中的应用也越来越重要。目前在提高轮胎抓地性能，降低滚阻力要求等方面，白炭黑与炭黑并用的橡胶配方表现出了优异性能。同时，在配方中已全部用白炭黑代替传统炭黑生产“绿色轮胎”已经成为轮胎企业的共识。
[0004]但是，目前白炭黑填充胶料仍然存在一些问题:白炭黑粒子间存在着强烈的相互作用，而且大多数中等价位的白炭黑的表而处理的不完善，这样使得白炭黑的加工困难，不易分散，与胎面胶常用橡胶相容性差。这些特点使得白炭黑胶料工艺性能先天性较差，导致未硫化胶料的粘度提高，延迟硫化速度，为了提高分散使用偶联剂造成成本上升等。因此在白炭黑的使用过程中迫切需要一些加工助剂使其更好分散，降低填料与填料之间的相互作用促进聚合物与填料的相互作用，从而提高白炭黑的加工性能并降低使用成本。
[0005]目前，市面上使用的白炭黑分散剂大多以饱和脂肪酸锌盐的混合物或脂肪酸的衍生物为主，而锌盐容易造成锌流失，从而导致环境污染，降低分散剂中锌含量一直是加工助剂研究中的重点。
[0006]本发明提供一种有效且更为环保的分散剂，利用含有聚氧烯醚结构的胺类物质与有机酸反应得到。聚氧烯醚能够与白炭黑之间产生氢键作用，从而使分散剂覆盖到白炭黑表面，提高其分散性。由此有效提高白炭黑分散等级，降低门尼粘度值、缩短硫化时间、延长焦烧时间，从而极大地提高混炼效率，降低胶料磨耗，使得白炭黑补强胶料在轮胎生产中容易挤出和模压，达到最佳的性能改善。
【发明内容】
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[0007]本发明的一个目的在于提供一种白炭黑分散剂，主要用于橡胶混炼过程中使白炭黑更好的分散。所述白炭黑分散剂包括具有式(I)所示结构的化合物:
【权利要求】
1.一种白炭黑分散剂，其特征在于:包括具有式(I)所示结构的化合物:
2.如权利要求1所述的白炭黑分散剂，其特征在于:由所述式(I)所示结构的化合物与O~90质量百分比的载体组成，所述载体选自炭黑、白炭黑、碳酸钙、高岭土、坡缕石、滑石粉中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的白炭黑分散剂，其特征在于:由式(II)所示的有机胺与式(III)所示的有机酸按照如下反应获得:
4.如权利要求1~3任一项所述的白炭黑分散剂，其特征在于，所述R1基团进一步选自乙基、戍基、羊基、十二烷基、十八烷基、丙烯基、羊烯基、十八烯基、十四烯基、十二烯基中的一种或多种。
5.如权利要求1~4任一项所述的白炭黑分散剂，其特征在于，式(III)所示的有机酸选自乙酸、丁酸、戊酸、异辛酸、癸酸、新癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、松香酸、苯甲酸、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、氯丙酸、氯丁酸、羟基乙酸、蓖麻酸中的一种或多种。
6.如权利要求1~5任一项所述的白炭黑分散剂的制备方法，其特征在于，由式(II)所示的有机胺与式(III)所示的有机酸按照如下反应获得:
7.如权利要求6所述的白炭黑分散剂的制备方法，其特征在于，反应任选的在有溶剂或无溶剂条件下进行。
8.如权利要求7所述的白炭黑分散剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂可以是醇、烃、醚、酮、酯等有机溶剂中的一种或多种，优选地，所述溶剂可以选自甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、汽油、乙酸乙酯中的一种或多种。
9.如权利要求6~8任一所述的白炭黑分散剂的制备方法，其特征在于，式(II)所示的有机胺与式(III)所示的有机酸的摩尔比例为0.2:1至5:1，优选为0.5:1~2:1，更优选为 0.8:1 ~1.2:1。
10.如权利要求6~9任一所述的白炭黑分散剂的制备方法，其特征在于，反应温度范围为20~200°C，优选为50~150°C。
11.如权利要求1~5任一所述白炭黑分散剂或权利要求6~10任一方法制备的白炭黑分散剂在提高白炭黑分散方面的用途。
12.如权利要求11所述的用途，其特征在于，在橡胶及橡胶组合物混炼过程中提高白炭黑分散能力。
13.一种橡胶组 合物，其特征在于:包含权利要求1~6任一所述的白炭黑分散剂或权利要求6~10任一方法制备的白炭黑分散剂、白炭黑和选自天然橡胶、合成橡胶、及其混合物的一种或多种。
【文档编号】C07C57/12GK103525068SQ201310461727
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】张 成, 张洁, 董栋 申请人:北京彤程创展科技有限公司