一种耐磨轮胎胶料组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种耐磨轮胎胶料组合物及其制备方法，属于轮胎橡胶材料技术领域。本发明专利技术胶料包括以下重量份的原料制备而成：天然橡胶30

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨轮胎胶料组合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于轮胎橡胶材料
，具体涉及一种耐磨轮胎胶料组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]轮胎是汽车的最重要的组成部件之一，它的主要作用是支持车辆的全部重量，承受着汽车的负荷，传送牵引和制动的扭力，保证车轮与路面的附着力，轮胎大多用的是橡胶材料。
[0003]随着汽车工业和交通运输业的高速发展，公路建设特别是高速公路的迅猛发展，迫切需要各种性能良好的轮胎。先后出现了所谓的安全轮胎、节能轮胎、高性能轮胎、冬季轮胎、全天候轮胎或者全季节轮胎，以及环境轮胎等各种新型轮胎。
[0004]橡胶化合物的磨损性能是它非常重要的性质，尤其在轮胎胎面领域更为突出。现有轿车轮胎普遍存在耐磨性能差，轮胎胎面在磨损脱落后容易给环境造成污染的缺点。如何提高轮胎胎面耐磨性能，保证轮胎胎面具符合环保的要求是轮胎行业的一个重要课题。
[0005]现有绿色轮胎的胎面胶料通常采用白炭黑来补强，白炭黑应用在轮胎胶料中可明显降低轮胎的滚动阻力。申请号为CN200710050386.7的专利提供了高耐磨航空轮胎胎面胶配方，其胎面胶以天然橡胶为主材料，配加新工艺高结构高耐磨炭黑，高分散性白炭黑，硅烷偶联剂，热稳定剂为主要辅助材料，再配加氧化锌、硬脂酸、对苯二胺类防老剂、酮胺类防老剂、防护蜡、不溶性硫磺、次磺酰胺类促进剂等原料，通过密炼机混炼而成。
[0006]但是目前现有技术所用白炭黑由于其表面Si
‑
OH的浓度较高，导致在橡胶基体内的团聚行为非常严重，导致了胶料整体性能的下降。
[0007]因此如何有效提升白炭黑在胶料组合物中的分散性，有效提升轮胎的耐磨性和强度性能，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种高效改性白炭黑的方法，有效改善白炭黑在胶料组合物中的分散性，减少团聚，整体提升胶料组合物的耐磨性和力学性能。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0010]一种耐磨轮胎胶料组合物，包括以下重量份的原料制备而成：天然橡胶30
‑
50份、顺丁橡胶15
‑
25份、丁苯橡胶15
‑
30份、硬脂酸2
‑
3份、氧化锌1
‑
5份、硫磺1
‑
3份、促进剂0.5
‑
1.5份、炭黑5
‑
10份、改性白炭黑3
‑
7份、防老剂0.5
‑
1份、增塑剂1
‑
1.5份。
[0011]进一步的，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂TMTM中的一种或者几种。
[0012]进一步的，所述炭黑为N339炭黑。
[0013]进一步的，所述改性白炭黑的制备方法为：将白炭黑和硅烷偶联剂KH560按照固液比10g：1ml置于容器中，加热到120
‑
125℃，持续搅拌1
‑
3h，再加入占白炭黑质量的0.5％的活性剂，持续搅拌4
‑
6h，搅拌完成后置于真空干燥箱中80
‑
85℃下干燥10
‑
12h后，得到改性
白炭黑。
[0014]更进一步的，所述活性剂为十二烷基乙氧基磺基甜菜碱。
[0015]进一步的，所述防老剂为防老剂MB、防老剂A、防老剂D中的一种或者几种。
[0016]进一步的，所述增塑剂为增塑剂DCHP。
[0017]一种耐磨轮胎胶料组合物的制备方法，包括以下制备步骤：
[0018](1)制备改性白炭黑：将白炭黑和硅烷偶联剂KH560按照固液比10g：1ml置于容器中，加热到120
‑
125℃，持续搅拌1
‑
3h，再加入占白炭黑质量的0.5％的活性剂，持续搅拌4
‑
6h，搅拌完成后置于真空干燥箱中80
‑
85℃下干燥10
‑
12h后，得到改性白炭黑；
[0019](2)按重量份准备各原料，将天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为60
‑
70℃，密炼机转速为45
‑
50rpm，待物料温度升高至85
‑
95℃时，加入硬脂酸、氧化锌、炭黑、改性白炭黑、防老剂、增塑剂进行混炼，混炼时间1
‑
2分钟，混炼温度150
‑
160℃；
[0020](3)降低温度到50
‑
60℃，加入硫磺和促进剂，混合2
‑
3min，提升反应温度为135
‑
140℃，
[0021]排料得到耐磨轮胎胶料组合物。
[0022]本专利技术所用各原料均市售可得。
[0023]白炭黑，即一种白色粉末状无定形水合二氧化硅。其物质本身含有部分结合水，因此分子式为SiO2‑
nH2O。由于白炭黑表面硅羟基含量较大，且表面硅羟基易吸水团聚，所以容易引起白炭黑粒子之间的团聚。因此，一般通过对白炭黑进行表面改性来减少其表面的羟基，通常使用硅烷偶联剂进行改性，但是目前硅烷偶联剂改性均为简单的混合改性、浸泡或者直接混炼，对于白炭黑的改性效果很不理想，对于胶料耐磨性的提升也非常有限。
[0024]因此，本专利技术分两步对白炭黑进行改性，首先将硅烷偶联剂KH560直接与白炭黑进行干混并进行高温加热，硅烷偶联剂充分吸附于白炭黑表面，于此同时在高温下，白炭黑内部吸附的水从白炭黑孔隙中蒸发出来，并与吸附在表面的硅烷接触，使得硅烷水解，甲氧基转化为羟基，然后通过硅烷和二氧化硅水解产物的羟基之间的缩合反应，将水解硅烷接枝到二氧化硅的表面，于此同时加入十二烷基乙氧基磺基甜菜碱作为活性分散剂，一方面其阳离子可以取代白炭黑表面的阴离子硅羟基，另一方面，其分子的长链结构，反过来也可以促进硅烷偶联剂的均匀接枝，两者协同作用，相对于单一的改性方式，白炭黑分布更加均匀，团聚更少，疏水性更好。同时，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱含硫，在高温硫化过程中，可以利用硫磺与促进剂作用，使得白炭黑和橡胶分子链产生相互作用，提升白炭黑和橡胶的界面亲和性，高效发挥白炭黑作用，大幅提升轮胎的耐磨性，延长使寿命。
[0025]有益效果
[0026]本专利技术使用天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等做成生胶体系，利用干混
‑
硅烷偶联剂
‑
活性剂对白炭黑进行混合改性，大幅提升白炭黑的疏水性和分散性，其阿克隆磨耗低至0.085cm3·
1.61km
‑1，可适应于各类路面环境使用，可用作出租车、长途汽车等使用时间长的耐磨轮胎以及在特殊路况、复杂路况上行驶所需要的耐磨轮胎。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例5、对比例1
‑
3试样扫描电镜SEM图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨轮胎胶料组合物，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：天然橡胶30
‑
50份、顺丁橡胶15
‑
25份、丁苯橡胶15
‑
30份、硬脂酸2
‑
3份、氧化锌1
‑
5份、硫磺1
‑
3份、促进剂0.5
‑
1.5份、炭黑5
‑
10份、改性白炭黑3
‑
7份、防老剂0.5
‑
1份、增塑剂1
‑
1.5份。2.根据权利要求1所述耐磨轮胎胶料组合物，其特征在于，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂TMTM中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述耐磨轮胎胶料组合物，其特征在于，所述炭黑为N339炭黑。4.根据权利要求1所述耐磨轮胎胶料组合物，其特征在于，所述改性白炭黑的制备方法为：将白炭黑和硅烷偶联剂KH560按照固液比10g：1ml置于容器中，加热到120
‑
125℃，持续搅拌1
‑
3h，再加入占白炭黑质量的0.5％的活性剂，持续搅拌4
‑
6h，搅拌完成后置于真空干燥箱中80
‑
85℃下干燥10
‑
12h后，得到改性白炭黑。5.根据权利要求4所述耐磨轮胎胶料组合物，其特征在于，所述活性剂为十二烷基乙氧基磺基甜菜碱。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢德政，卢念成，张国荣，尹作鹏，
申请(专利权)人：山东宝力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：