[發明專利]一種含有有機硅烷偶聯劑及白炭黑的橡膠組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811075042.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109265765B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 陳熾;吳欣欣;姚翔;彭華龍
• 申請（專利權）人: 江蘇麒祥高新材料有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/00;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/548;C08K5/372;B60C1/00
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 張玉琳

本發明公開了一種含有有機硅烷偶聯劑及白炭黑的橡膠組合物及其制備方法，其中橡膠組合物包括生膠、白炭黑、有機硅烷偶聯劑、功能性助劑、硫化劑以及常規助劑，相對于100質量份數的生膠，白炭黑的用量為10?60份，有機硅烷偶聯劑的用量為白炭黑用量質量份數的5?15％，功能性助劑用量為硅烷偶聯劑用量質量份數的5?15％。本發明的有益效果為：本發明的橡膠組合物，與傳統的炭黑填充膠相比，具有較低的滾動阻力和生熱，與現有的白炭黑填充膠料相比具有更好的耐磨性能和補強性能，其耐磨性能和補強性能可達到炭黑填充膠的水平；本發明的橡膠組合物既保留了白炭黑的使用配合優點，又解決了白炭黑耐磨性差和補強性能低的缺點，為白炭黑在胎面膠中的應用提供了條件。

技術領域

本發明涉及橡膠技術領域，所涉及到的橡膠組合物主要用于制造輪胎或者輪胎半成品，特別是用于白炭黑填充或者白炭黑/炭黑填充的輪胎的胎面膠中。

背景技術

隨著汽車工業的進步，交通安全法規、燃料消耗及環境污染等對汽車輪胎各項性能提出了更高的要求。為此，輪胎設計者做出大量努力，以獲得同時顯示出極低滾動阻力、在干燥表面和在濕滑或有雪表面上的改進抓著力以及良好的耐磨性的輪胎，從而降低燃料消耗和機動車輛排放的污染。

目前，實現提高輪胎性能的手段多是通過調整硫化體系，選用適合的硫化劑使得橡膠的交聯密度達到最佳，或者選用適宜的硅烷偶聯劑提高填料的分散性，從而使得橡膠的各種性能包括耐磨性均有一定程度的提高。如江蘇通用科技股份有限公司的高冬蘭、崔玉葉發表于《輪胎工業》2018年第38卷的《硅烷偶聯劑Si 747在全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應用》，文中記載：將硅烷偶聯劑Si69和巰基硅烷分別應用于全鋼輪胎胎面膠中，通過實驗得出結論：與添加硅烷偶聯劑Si69的膠料相比，添加巰基硅烷的膠料的焦燒時間延長，硫化時間縮短，硫化膠的硬度和定伸應力減小，拉斷伸長率增大，其他性能相當；隨著巰基硅烷偶聯劑用量的增大，硫化膠的耐磨性能總體提高；當巰基硅烷偶聯劑用量為2份、硫黃用量為1.2份時，膠料的綜合性能最好，成品輪胎的耐久性能提高。文中的研究方向是如何通過調整硫化體系，選擇適量的硅烷偶聯劑和硫化劑來實現輪胎性能的提高，且從文中能夠看出該手段對于某些性能如耐磨性的提高是很有限的，且該手段存在定伸模量低、補強性差等問題。

此外，在轎車輪胎工業中，采用白炭黑補強橡膠也是眾所周知的技術，白炭黑填充膠可降低轎車輪胎的滾動阻力和改善路面的牽引力，但是其耐磨性明顯低于高補強炭黑胎面膠料；而在全鋼載重胎配方中，關鍵部位均以天然膠為主體，而且對發熱性能要求較高，通常產生失效都是由發熱、碳化引起。因此，雖然白碳黑具有良好的低發熱性，可顯著降低滾動阻力和生熱，但特別是在天然膠配方中，其耐磨性無法與高補強炭黑胎面膠料相比，所以白炭黑在全鋼載重胎配方中的使用量受到了限制，進而限制了白炭黑在全鋼載重胎中發揮其低滾阻力等優勢，目前尚未發現能夠克服此技術難題來實現提高輪胎綜合性能的方法。

發明內容

本發明提供了一種含有有機硅烷偶聯劑及白炭黑的橡膠組合物，能夠顯著的提高天然橡膠和硅烷偶聯劑的相互作用。所述的橡膠組合物用于制造輪胎或者輪胎半成品，特別是用于這些輪胎的胎面，可以解決白炭黑填充膠的耐磨性能差和補強性能低的問題；在白炭黑填充的NR配方中，降低生熱且不使耐磨性能和物理性能惡化，是本發明的主要目的。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種含有有機硅烷偶聯劑及白炭黑的橡膠組合物，所述橡膠組合物包括生膠、白炭黑、有機硅烷偶聯劑、功能性助劑、硫化劑以及常規助劑，相對于100質量份數的生膠，白炭黑的用量為10-60份，有機硅烷偶聯劑的用量為白炭黑用量質量份數的5-15％，功能性助劑用量為硅烷偶聯劑用量質量份數的5-15％。所述常規助劑為橡膠領域使用的常規性助劑，在本發明中的用量為橡膠領域中的常規用量，當然可以選擇除本發明說明書中列舉之外的其他常規助劑；所述硫化劑為本領域使用的常規硫化劑，當然可以選擇除本發明說明書中列舉之外的其他常規硫化機，在本發明中的用量為橡膠領域中的常規用量。