本发明属于sbr橡胶材料
技术领域：
，涉及一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，在橡胶工业中最重要和最便宜的补强剂主要是炭黑，炭黑具有补强、导电、着色和耐候性能好等优点，广泛应用于聚合物增强、导电、吸附、着色、耐候改善剂等场合。但是随着低能耗、高安全、绿色轮胎的广泛使用，对补强炭黑提出了更高的要求。炭黑为高表面能物质，高分子为低表面能物质，而炭黑亲水性好，与疏水性的有机物吸附性弱，在高分子基体中的分散性差，削弱了炭黑的作用效果。增强炭黑/聚合物相互作用，对炭黑表面进行物理化学改性，提高其分散性角度，以得到改性炭黑满足目前的使用要求。目前，用改性炭黑填充sbr橡胶以提高其机械物理性能的研究是比较少的。因此，研制一种机械性能好的改性炭黑填充的sbr橡胶材料是非常必要的。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料及其制备方法。本发明改性炭黑填充的sbr橡胶材料具有高耐磨性、高抓着性和低滚动阻力等优点；本发明制备方法的硫化速率高、拉伸强度、撕裂强度、定伸应力和硬度等物理机械性能得到不同程度的增加并且操作简单。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr120-140份、改性炭黑30-40份、白炭黑40-50份、偶联剂3-5份、分散剂5-6份、润滑剂2-3份和蒸馏水80-100份。本发明的一种优选方案，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr130份、改性炭黑35份、白炭黑45份、偶联剂4份、分散剂5份、润滑剂2份和蒸馏水90份。所述分散剂为甲基三乙氧基硅烷。所述润滑剂为乙酸乙烯酯蜡。所述乙酸乙烯酯蜡的乙酸乙烯酯含量为12-15%。所述sbr的高苯乙烯含量为50-60%。所述的改性炭黑的制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取8-10份炭黑、5-6份干冰和6-7份丙酮；（2）将炭黑、干冰和丙酮放入反应釜中，通n2o4气体0.1-0.2mpa，降温至-60℃~-70℃，反应时间1.5-2.5h，再加热升温至20-30℃，反应时间30-40min；（3）反应釜排出剩余n2o4气体,通n2气体0.1-0.2mpa，加热升温至70-80℃,反应时间为2-3h,即得改性炭黑。一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料的制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速100-200r/min，制得混料；（2）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为150-170℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。本发明的有益效果：（1）本发明采用的含12%-15%乙酸乙烯酯的蜡对炭黑有良好的润湿性，在密炼阶段，炭黑解附聚时蜡对炭黑表面起润湿作用，使胶料粘度的下降，改善了炭黑的分散，用本发明的橡胶所制的轮胎的牵引性更好，抓着性能更优越；（2）本发明采用改性炭黑与白炭黑混合填充橡胶与纯炭黑相比，填料掺入时间较短，容易混炼，结合橡胶多，在耐磨耗性能保持不变的情况下，可显著降低轮胎的滚动阻力，提高牵引力。具体实施方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。改性炭黑的制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取8-10份炭黑、5-6份干冰和6-7份丙酮；（2）将炭黑、干冰和丙酮放入反应釜中，通n2o4气体0.1-0.2mpa，降温至-60℃~-70℃，反应时间1.5-2.5h，再加热升温至20-30℃，反应时间30-40min；（3）反应釜排出剩余n2o4气体,通n2气体0.1-0.2mpa，加热升温至70-80℃,反应时间为2-3h,即得改性炭黑。实施例1一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr125份、改性炭黑35份、白炭黑40份、偶联剂3份、分散剂6份、润滑剂3份和蒸馏水85份。制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速150r/min，制得混料；（2）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为168℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。实施例2一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr130份、改性炭黑35份、白炭黑45份、偶联剂4份、分散剂5份、润滑剂2份和蒸馏水90份。制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速150r/min，制得混料；（2）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为158℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。实施例3一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr135份、改性炭黑38份、白炭黑47份、偶联剂3份、分散剂5份、润滑剂2份和蒸馏水95份。制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速150r/min，制得混料；（2）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为165℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。实施例4一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr131份、改性炭黑32份、白炭黑44份、偶联剂3份、分散剂5份、润滑剂2份和蒸馏水90份。制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速150r/min，制得混料；（3）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为165℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。实施例5一种改性炭黑填充的sbr橡胶材料，包括以下重量份数的原料制备而成：芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr128份、改性炭黑31份、白炭黑49份、偶联剂3份、分散剂5份、润滑剂2份和蒸馏水100份。制备方法，步骤如下：（1）按重量份数秤取改性炭黑、偶联剂和蒸馏水，放入混炼机中搅拌均匀，再加入白炭黑和分散剂，搅拌时间5-10min，搅拌转数30-40r/min，再加入芳烃油乳聚高苯乙烯含量的sbr和润滑剂进行混炼，混炼转速150r/min，制得混料；（2）硫化：将上述混料放入平板硫化机中进行硫化，硫化温度为165℃，硫化时间30-40min，常温常压下固化即得成品。一、性能检测拉伸强度按国际标准gb/t528-1999中规定测试；拉断伸长率按国际标准gb/t3941-1991中规定测试；硬度（邵尔a）按国际标准gb/t531-1999中规定测试。1、对实施例1-5制备的改性炭黑填充的sbr橡胶材料进行性能检测，并与国标作对比，对比结果如表1。表1实施例1-5制备的改性炭黑填充的sbr橡胶材料理性指标与国标对比表编号/项目拉伸强度/mpa拉断伸长率/%硬度（邵尔a）300%定伸应力/mpa（使用1h）实施例10.4835806817.3实施例20.4765607817.5实施例30.4575507217.8实施例40.4415608017.9实施例50.4565407517.5国标≥0.2≥400≥50≥15由表1可知，本发明新型聚硫橡胶防水材料的拉伸强度＞0.4mpa，大于国标0.2mpa；本发明的拉断伸长率＞540%，大于国标400%；本发明的硬度（邵尔a）＞65，大于国标65；本发明使用1h后，300%定伸应力＞17mpa，大于国标15mpa；说明本发明具有高耐磨性、高抓着性和低滚动阻力等优点。可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。当前第1页12