一种用于轮胎的高耐磨补强材料及其制备方法
【专利摘要】一种用于轮胎的高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：天然橡胶100～120份，白炭黑20～80份，硅烷偶联剂1～12份，溶剂300～600份；本发明所述的轮胎用高耐磨补强材料，在于解决机械剪切、热作用造成的胶料性能下降和高填充白炭黑胶料加工困难以及传统湿法混炼胶干燥困难的问题，混入硅烷偶联剂，从而优化高耐磨补强材料的加工和使用性能。通过采用湿法混炼白炭黑母胶，在不破坏天然橡胶分子量分布的前提下，有效地提高了材料的强度和耐磨性。
【专利说明】-种用于轮胎的高耐磨补强材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及种用于轮胎的高耐磨补强材料及其制备方法，属于精细化工技术领 域。
【背景技术】
[0002] 天然橡胶因其具有优异的加工性能和良好的物理机械性能被广泛的应用于橡胶 工业特别是轮胎工业。用传统的干法混炼，首先要对天然胶进行塑炼，通过机械剪切及高温 降解降低分子量，然后在机械的剪切过程中加入所需的炭黑、白炭黑及配合剂。在该一加工 过程中，天然胶的大分子严重破坏，W致强力磨耗等性能下降。
[0003] 在橡胶行业中，特别是目前节能轮胎中需要加入高填充量的白炭黑W降低生热、 提高抗湿滑性能、降低滚动阻力；白炭黑的自身特性使得胶料变硬、难W加工。如何提高高 含量白炭黑等填充材料的配方胶料在制造时的加工性和填充材料的分散性一直是业界关 注的问题，使用橡胶湿法母炼胶是一种较为有效的方法。橡胶湿法母炼胶可W通过W下方 法制备得到；事先将填充材料和分散溶剂W-定比例混合，辅W机械揽拌制成浆体溶液与 橡胶胶乳溶液液相混合，其后加入酸等凝固剂使其凝固，回收并干燥得到该物质。使用湿法 母炼胶与橡胶干法混炼相比，炭黑、白炭黑等填充物分散优异、材料的物理性能也较优。
[0004] 查阅到的现有技术文献主要有W下专利；CN200310115231. 9, CN200580043791. 5， CN200710196328. 5, CN201010622706. 3, CN201080049171. 3, CN201110052753. 3, CN201210001294. 0, CN201210281738. 0, CN201210282517. 5, CN201310337560. 1。专利中所 述的橡胶湿法母炼胶的制备介质均为水相，胶料中若含有残余的水分，会导致硫化橡胶制 品起泡报废。因此该法制得产品的干燥变的非常严格。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于轮胎的高耐磨补强材料及其制备方 法，本发明采用溶剂法得到的用于轮胎的高耐磨补强材料，相对于传统混炼方式得到的胶 料，具有更高的拉伸强度，更长的化断伸长率和更优异的耐磨性能。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种用于轮胎的高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成：
[000引天然橡胶100?120份，白炭黑20?80份，娃焼偶联剂1?12份，溶剂300? 600 份；
[0009] 所述的娃焼偶联剂为双[(二己氧基娃焼基）一丙基]四硫化物（Si69)、双[(二 己氧基娃焼基）一丙基]二硫化物（Si75)、3-辛醜基硫代一 1 一丙基H己氧基娃焼（MT) 中的一种或两种W上混合；
[0010] 所述的溶剂为工业用120#溶剂油。
[0011] 本发明优选的，所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑，进一步优选的，所述 的白炭黑为高分散沉淀法白炭黑。高分散沉淀法白炭黑为补强剂，能提高胶料的硬度、强 度、耐磨性能，并降低胶料成本。
[0012] 本发明优选的，所述的天然橡胶选用5号标准橡胶，其具有拉伸高、抗撕裂性好和 生热低等特点。
[0013] 本发明的娃焼偶联剂可选择双[(H己氧基娃焼基）一丙基]四硫化物（Si69)、双 [(H己氧基娃焼基）一丙基]二硫化物（Si75)或3-辛醜基硫代一1-丙基H己氧基娃焼 (MT),娃焼偶联剂主要是改善白炭黑一橡胶界面间的相容性，提高白炭黑在胶料中的分散 性，降低混炼胶口尼粘度，改善加工性能，降低生热，从而提高胶料的强度和耐磨性；
[0014] 娃焼偶联剂Si69的结构式为：
[0015]
【权利要求】
1. 一种用于轮胎的高耐磨补强材料，是由下述重量份配比的原料组成： 天然橡胶100?120份，白炭黑20?80份，硅烷偶联剂1?12份，溶剂300?600份； 所述的硅烷偶联剂为双[(三乙氧基硅烷基）一丙基]四硫化物（Si69)、双[(三乙氧 基硅烷基）一丙基]二硫化物（Si75)、3-辛酰基硫代一 1 一丙基三乙氧基硅烷（NXT)中的 一种或两种以上混合； 所述的溶剂为工业用120#溶剂油。
2. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，所述的天然橡胶 选用5号标准橡胶。
3. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，所述白炭黑为沉 淀法白炭黑或气相法白炭黑，进一步优选的，所述的白炭黑为高分散沉淀法白炭黑。
4. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，是由下述重量份 配比的原料组成：天然橡胶100份，白炭黑50?60份，硅烷偶联剂2. 5?7. 5份，溶剂450? 500 份。
5. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，是由下述重量份 配比的原料组成：天然橡胶100份，白炭黑50份，硅烷偶联剂2. 5?7. 5份，溶剂450份。
6. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，天然橡胶100份， 白炭黑50份，硅烷偶联剂5. 0份，溶剂450份。
7. 根据权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料，其特征在于，硅烷偶联剂与白 炭黑的质量比为0.5?1.5:10,优选质量比为1.0:10。
8. 权利要求1所述的用于轮胎的高耐磨补强材料的制备方法，步骤如下： (1) 将天然橡胶投入溶剂中，以30rpm?400rpm的转速搅拌至天然橡胶溶解，制得天然 橡胶溶液； (2) 将白炭黑、娃烧偶联剂在30rpm?400rpm转速的搅拌下依次加入天然橡胶溶液中， 搅拌混合均匀，得混合物； (3) 升温至100°C ±2°C，在2h内快速蒸发去除步骤（2)制得的混合物中的溶剂，制得 固体母胶，蒸出的溶剂油回收利用； (4) 固体母胶投入橡胶造粒机中制成颗粒状，即得本发明的用于轮胎的高耐磨补强材 料。
9. 一种利用权利要求1-7任一项所述的高耐磨补强材料小配合试验炼胶方法，包括如 下重量份原料组成： 高耐磨补强材料155份，防老剂RD 1. 0份，防老剂40201. 0份，氧化锌4份，硬脂酸1. 5 份，促进剂NS 0. 8份，促进剂DPG 1. 6份，硫黄1. 6份； 步骤如下： (1) 开炼机一段混炼： 取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3?5min ;加入防老剂RD、防老剂4020、氧化 锌和硬脂酸，于80°C?90°C混炼2?3分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟， 室温放置24h，得一段混炼胶； (2) 开炼机二段混炼： 向一段混炼胶中加入促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80°C?90°C混炼4?6min，吃 入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟，6mm辊距下片。
10. -种利用权利要求1-5任一项所述的大配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料 组成： 高耐磨补强材料155份，防老剂RD 1. 0份，防老剂40201. 0份，氧化锌4份，硬脂酸1. 5 份，促进剂NS 0. 8份，促进剂DPG 1. 6份，硫黄1. 6份； 步骤如下： (i) 取高耐磨补强材料，在开炼机上破胶包棍3?5min ;加入防老剂RD、防老剂4020、 氧化锌和硬脂酸，于80°C?90°C混炼2分钟，吃入后每侧割刀3次，两次割刀间隔20秒钟， 室温放置24h，得一段混炼胶，一段混炼：转子转速40r. mirT1，压砣压力18MPa ; (ii) 二段混炼： 加入一段混炼胶、促进剂NS、促进剂DPG和硫黄，于80°C?90°C混炼4?6min，吃入后 每侧割刀3次，6mm棍距下片，二段混炼：转子转速25r. mirT1，压蛇压力18MPa。
【文档编号】C08K3/22GK104356444SQ201410715670
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】杜孟成, 李云峰, 王才朋, 赵红霞 申请人:山东阳谷华泰化工股份有限公司