[發明專利]一種輪胎胎面膠用綠色填料的制備方法

在審

• 申請號: 202011202110.8
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112300442A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王鋒;隋鵬亮;陳雪梅;李秋紅;李彥果
• 申請（專利權）人: 山東玲瓏輪胎股份有限公司;山東理工大學
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K7/26;C08K3/04;C08L21/00;B60C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種輪胎胎面膠用綠色填料的制備方法。步驟包括：將改性劑加入到白炭黑漿液中，研磨15～40min后取出冷卻，得到改性白炭黑漿液，將改性白炭黑漿液用60℃烘箱烘干，制得改性白炭黑干粉；將石墨烯原粉分散于水中，配制成質量分數為0.02～0.2的石墨烯懸濁液，向石墨烯懸濁液中加入羅丹明B，得到羅丹明B改性石墨烯分散液，將分散液用60℃烘箱烘干，制得改性石墨烯干粉；將改性白炭黑干粉和改性石墨烯干粉按一定質量比進行混合，其中改性白炭黑干粉與改性石墨烯干粉的質量比為10:1～30:1，利用球磨機混合均勻即可制得綠色填料本發明通過改性綠色填料白炭黑和石墨烯，綜合利用每種填料的優點，提高填料的分散性，制備方法簡單，成本低、無污染。

技術領域

本發明涉及一種輪胎胎面膠用綠色填料的制備方法，屬于橡膠生產領域。

背景技術

在過去的20年里，因人們對客車能源消耗和尾氣排放的擔憂日益增強，低油耗、安全性更高的綠色輪胎引起關注。目前，綠色輪胎的制造一般采用硅烷偶聯劑和白炭黑作為主填料體系。然而，這一技術仍有一些局限性。例如，由于白炭黑的絕緣特性，白炭黑綠色輪胎不能滿足抗靜電要求，需要將導電橡膠帶集成到輪胎上，這在技術上是非常復雜的。目前，除了炭黑和白炭黑外，還開發了新一代的補強填料，特別是納米填料也可用于輪胎膠料。將納米粒子加入到橡膠中可以提高其力學性能。自石墨烯被發現以來，因其具有顯著改善橡膠整體性能的特性而引起橡膠復合材料界研究人員的廣泛關注。通過加入少量石墨烯可以顯著改善各種性能，如機械強度、電導率、阻隔性能、微波吸收和抗老化性能。具有多功能性能的橡膠/石墨烯復合材料在輪胎領域有很好的應用前景。然而，石墨烯均勻分散、分布的橡膠/石墨烯復合材料難以規模化工業生產，且合成結構完整的石墨烯成本仍然很高。因此將石墨烯與其它廉價填料復配使用，利用不同填料之間的協同效應改善其分散性，提高填料－橡膠界面相互作用具有重要的意義。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種輪胎胎面膠用綠色填料的制備方法。該方法得到的綠色填料工藝簡單、無污染、投資成本低、在橡膠中分散性好。

一種輪胎胎面膠用綠色填料的制備方法，步驟包括：

1)將改性劑加入到白炭黑漿液中，改性劑采用雙(3－三乙氧基硅丙基)四硫化物，加入量為白炭黑質量分數的2～5％，研磨15～40min后取出冷卻，得到改性白炭黑漿液，將改性白炭黑漿液用60℃烘箱烘干，制得改性白炭黑干粉；

2)將石墨烯原粉分散于水中，超聲不少于2h后，配制成質量分數為0.02～0.2的石墨烯懸濁液，向石墨烯懸濁液中加入羅丹明B,羅丹明B的加入量為石墨烯質量的2-5倍，將混合樣品超聲不少于1h后,得到羅丹明B改性石墨烯分散液，將分散液用60℃烘箱烘干，制得改性石墨烯干粉；

3)將步驟1)獲得的改性白炭黑干粉和步驟2)獲得的改性石墨烯干粉按一定質量比進行混合，其中改性白炭黑干粉與改性石墨烯干粉的質量比為10:1～30:1，利用球磨機混合均勻即可制得綠色填料。

進一步的，步驟1)所述白炭黑漿液的制備為：將白炭黑加入水中充分溶解，配制成質量分數為0.05～0.3的白炭黑漿液，配制過程中要通過膠體磨研磨處理使白炭黑分散均勻。

進一步的，步驟2)所述石墨烯原粉的制備為：將氧化石墨烯與水以1mg/mL的比例混合,用超聲波振蕩至少30min，至溶液清晰無顆粒狀物質，再使用水合肼還原氧化石墨烯，水合肼加入量為氧化石墨烯質量的3～5倍，95℃回流不少于24h，將產生的黑色顆粒狀沉淀過濾，在60℃烘箱烘干，即可獲得石墨烯原粉。

進一步的，步驟3)球磨機的轉速為250-500r/min，混料時間為2-6h。