[發(fā)明專利]一種充炭黑母煉膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210229977.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN103524802A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬朋高;鄭聚成;趙志超;梁滔;胡育林;王永峰;邵衛(wèi);路祥;李波;李樹毅;李晶;鄭紅兵;陳建剛;王鋒;叢日新;占德生;秦傳高;李鐵柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L9/00
• 分類號(hào): C08L9/00;C08L7/00;C08L9/06;C08K9/06;C08K3/36;C08F236/04;C08F2/30;C08F2/26
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種充炭黑的母煉膠及其制備方法，更具體的說涉及一種用于輪胎胎面并可提高輪胎性能的充炭黑母煉膠及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著汽車向高速、安全、節(jié)能、舒適化方向的發(fā)展，對(duì)輪胎高性能化的要求也逐年提高，這就要求輪胎胎面具有良好的抗?jié)窕阅埽瑑?yōu)異的耐磨性以及低的滾動(dòng)阻力。

納米二氧化硅俗稱白炭黑，是橡膠工業(yè)中用量僅次于炭黑的第二大補(bǔ)強(qiáng)劑。自上世紀(jì)九十年代，白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料廣泛應(yīng)用于輪胎胎面配方中，使上述的輪胎胎面要求的“魔鬼三角”性能獲得較明顯的平衡。

本發(fā)明提供一種功能復(fù)合乳液，將納米二氧化硅引入的聚共軛二烯烴分子鏈上，并通過功能乳液/膠乳/炭黑濕法混合工藝制備炭黑高度分散的母煉膠材料，能夠提高輪胎綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種可提高輪胎綜合性能的充炭黑母煉膠材料。

本發(fā)明所公開的充炭黑母煉膠是將以固體質(zhì)量計(jì)10～50份炭黑分散于去離子水中成炭黑淤漿并與以干基質(zhì)量計(jì)為100份納米二氧化硅/聚共軛二烯烴改性的橡膠膠乳混合均勻，凝聚制得；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴改性的橡膠膠乳由納米二氧化硅/聚共軛二烯烴功能復(fù)合乳液和二烯類橡膠膠乳共混制備，二烯類橡膠膠乳干基與納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復(fù)合乳液干基的質(zhì)量比為100：0.1～100；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴功能復(fù)合乳液以乳液干基質(zhì)量為100份計(jì)，含有表面功能化改性的納米二氧化硅0.1～5份；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復(fù)合乳液粒徑為50～80nm，數(shù)均分子量為100000～140000，分子量分布為2～3。

本發(fā)明所述的二烯類橡膠膠乳可以為聚丁二烯橡膠膠乳、天然橡膠膠乳、丁苯橡膠膠乳。

本發(fā)明所述的炭黑淤漿的制備方法是采用不加任何表面活性劑的超分散法，在不破壞炭黑表面活性的情況下將其分散為亞微米級(jí)，在《炭黑工業(yè)》2006年第6期《炭黑分散技術(shù)的新進(jìn)展》中對(duì)不加任何表面活性劑的炭黑超分散進(jìn)行了敘述。本發(fā)明所述的炭黑淤漿是通過不加任何表面活性劑的超分散獲得，例如可以通過機(jī)械設(shè)備將炭黑精細(xì)分散到水中來制備的。炭黑淤漿的質(zhì)量濃度以保持具有良好的流動(dòng)性，并能與膠乳充分混合為準(zhǔn)，一般質(zhì)量濃度為15％～20％，為了提高炭黑的潤濕速率，縮短炭黑的分散時(shí)間，去離子水溫度宜為40～60℃。

本發(fā)明所述的炭黑可以是通用的炭黑，本發(fā)明優(yōu)選使用氮吸附比表面積為60～120m²·g^-1，DBP吸收值為60～120cm³·g^-1的炭黑。

為了提高二氧化硅在乳液中的分散性從而進(jìn)一步提高功能乳液的性能，本發(fā)明選用偶聯(lián)劑處理二氧化硅，使二氧化硅具有反應(yīng)性，再使用原位乳液聚合法制得穩(wěn)定性良好的納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復(fù)合乳液。本發(fā)明所公開的納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復(fù)合乳液，以乳液干基為100份計(jì)，含有表面功能化改性的納米二氧化硅0.1～5份；納米二氧化硅/聚共軛二烯烴復(fù)合乳液粒徑為50～80nm，數(shù)均分子量為10000～140000，分子量分布為2～3。

本發(fā)明所述的表面功能化改性的納米二氧化硅是指二氧化硅采用偶聯(lián)劑通過表面官能團(tuán)化處理制成具有反應(yīng)型的納米二氧化硅，其中的偶聯(lián)劑為硅氧烷偶聯(lián)劑，其占表面功能化改性納米二氧化硅質(zhì)量的0.1～50%，優(yōu)選10～30%。

本發(fā)明所屬的納米二氧化硅，只要是納米級(jí)的即可，優(yōu)選20～60nm。

本發(fā)明所述的硅氧烷偶聯(lián)劑，可以是乙烯類硅氧烷、甲基丙烯酸酯類硅氧烷中的一種或多種，優(yōu)選乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）、乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷低聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPS）、三（三甲基硅氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷（MPTS）中的一種或多種；更優(yōu)選乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三（三甲基硅氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中的一種或多種。