[發明專利]一種提高填料與橡膠結合性能的方法

在審

• 申請號: 201710234447.9
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN107118400A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 王夢蛟;周宏斌;劉震
• 申請（專利權）人: 怡維怡橡膠研究院有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/3437;B60C1/00
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所11259
• 代理人: 陳磊

本申請是名稱為“一種低生熱高耐磨橡膠組合物及其制造方法”、申請號為“201410033355.0”、申請日為“2014年1月23日”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及橡膠領域，特別涉及輪胎制造領域。

背景技術

汽車使用要消耗大量能源同時又排放大量的二氧化碳，降低膠料的動態滯后損失從而降低滾動阻力、減少耗油量、降低碳排放一直備受人們關注。與降低滾動阻力有關的法律法規也相應出臺，如歐洲的標簽法、美國的SmartWay認證，都要求降低輪胎滾動阻力，其中降低胎面膠的動態滯后損失和生熱是降低輪胎滾動阻力的最直接也是最有效的手段之一。目前降低膠料動態滯后損失導致輪胎滾動阻力和生熱下降的有效手段是大量使用白炭黑來替代炭黑，但由于白炭黑的分散以及與聚合物的結合不好所帶來的負面影響就是耐磨性的降低，因而有許多研究者在這方面做了大量工作。

如專利(申請號97191118.5)提出通過一種改性硅油作分散劑提高白炭黑分散性，改進生熱和耐磨性能、降低門尼粘度。但用這種方法一方面可能導致部分硅油先與炭黑結合，減少了橡膠與炭黑結合的可能性，不能充分發揮炭黑的耐磨性能，另一方面在專利中既加入了改性硅油又使用了偶聯劑，會導致成本增加，并且改性硅油不容易獲得，傳統的橡膠加工企業尤其輪胎廠不容易組織生產。再如專利(申請號201010119205.3)提出通過傳統混煉設備采用兩步驟混煉方法改進白炭黑分散，其中第二步混煉時加入炭黑同時也混入橡膠通用的助劑如防老劑、活性劑等，一些低分子物質會吸附到炭黑表面，減少了炭黑與橡膠之間的作用，會導致炭黑對耐磨性貢獻降低。

本發明利用目前橡膠通用原材料，在通用混煉設備基礎上，應用新配方和新工藝既提高白炭黑與橡膠結合和分散又改進炭黑與橡膠結合，從而達到降低滾動阻力和提高耐磨性的目的。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明的目的是提供一種橡膠組合物及制備工藝，應用該工藝制備的該組合物可以用于輪胎制造特別是低滾動阻力輪胎制造，降低生熱，降低滾動阻力同時提高耐磨性。

本發明是基于以下可能的原理進行實施：

眾所周知，通過應用白炭黑和硅烷偶聯劑可以大大降低膠料動態滯后損失即tanδ值，通常用膠料50-80℃，1-100Hz條件下的tanδ值來表征輪胎滾動阻力，tanδ低時輪胎滾動阻力小，但大量應用白炭黑會使輪胎耐磨性能下降，影響輪胎使用壽命，尤其在卡車輪胎中，因而在卡車輪胎膠料中一般使用白炭黑同時要使用炭黑，以確保磨耗性能。炭黑與橡膠結合的越好補強性能越好，本發明除了在配方上作較大改進外，混煉工藝也作較大改進。傳統混煉工藝中炭黑、防老劑、活性劑都一起加入，炭黑表面會吸附這些低分子物質，降低炭黑與橡膠的結合，降低補強效果，因而使耐磨性降低。而采用本發明的配方和制備工藝，橡膠可以預先分別與炭黑、白炭黑/偶聯劑混煉形成母膠，再加入防老劑、活性劑等低分子物質時，耐磨性會提高，生熱會下降。白炭黑和炭黑的母膠混合時，微觀上使炭黑粒子之間距離和白炭黑粒子之間距離加大，減少聚集，使tanδ值降低，從而降低輪胎滾動阻力和輪胎生熱。

本發明進一步涉及如下實施方式：

一種低生熱高耐磨橡膠組合物，由

(A)100重量份橡膠；

(B)5-120重量份炭黑；優選10-100重量份炭黑；更優選15-80重量份炭黑；

(C)0-100重量份白炭黑；優選10-90重量份白炭黑；更優選15-80重量份白炭黑；

(D)0-20重量份偶聯劑；

0-20重量份加工油；0.5-8重量份活性劑；0.5-8重量份防老劑；共0.5-8重量份的促進劑和硫化劑組成；

所述橡膠組合物制造方法，包括如下步驟：

第一步，分別混煉炭黑母膠和白炭黑母膠：

橡膠與炭黑混煉成炭黑母膠；

橡膠與白炭黑、偶聯劑混煉成白炭黑母膠(當有加工油時，在制備白炭黑母膠時加入)；

第二步，將所述炭黑母膠、白炭黑母膠、防老劑、活性劑、促進劑、硫化劑按組合物比例混煉制備成終煉膠。

根據上述的橡膠組合物，其中橡膠(A)為煙片膠、標準膠、含二烯烴單元的合成橡膠的一種或多種。

根據上述的橡膠組合物，其中炭黑(B)比表面積為50-160m²/g，優選70-140m²/g，更優選80-130m²/g；吸油值為45-162ml/100g，優選85-142ml/100g，更優選95-132ml/100g。