一種綠色輪胎用改性白炭黑/tpi/橡膠復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種綠色輪胎用改性白炭黑/tpi/橡膠復合材料的制備方法，屬于橡 膠技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著環保意識的加強，制備滾動阻力小、抗濕滑性好、耗油低、廢氣排放少的"綠色 輪胎"越來越受到人們的重視。研究發現，輪胎滾動阻力消耗的燃油占汽車總油耗的15~ 20%，研究表明，在胎面膠中使用白炭黑是降低輪胎滾動阻力，改善抗濕滑性的有效方法之 一。白炭黑的這種優異性能使其在橡膠工業中的應用越來越廣，白炭黑特別是沉淀白炭黑 已成為除炭黑外的主要補強材料，廣泛應用于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠等橡 膠中。但是白炭黑由于其自身結構的影響，在橡膠基體中容易團聚，不易分散，加工性能差， 從而影響其使用性能。為此，在實際應用中白炭黑需改性后才能得到較好的性能。
[0003] 此外，屈撓性能和耐磨性能也是"綠色輪胎"必須考慮的指標。眾多研究表明，TPI 最大特點是滾動阻力小、生熱低、耐磨耐疲勞性能好，是制造高性能節能環保長壽命輪胎和 高速火車、汽車減震制品的好材料。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有技術的不足，提供一種綠色輪胎用改性白炭黑/TPI/橡膠復合材 料的制備方法，以制備低滾動阻力、低動態生熱、高耐磨、高屈撓性能的綠色輪胎。
[0005] 本發明的技術方案是這樣的：本發明由以下技術措施實現，其中所用原料份數除 特殊說明外，均為重量分數： (1) 將天然橡膠或丁苯橡膠或順丁橡膠或上述三種膠料的任意配比橡膠、TPI、白炭黑、 硅烷偶聯劑、防老劑、氧化鋅、硬酯酸、操作油等一并加入開煉機或密煉機中混煉均勻； (2) 將步驟（1)所得產物用捏合機等分散混合機械于80~140 °C處理5~30 min; (3) 將步驟(2)所得產物于室溫冷卻后在開煉機中加入硫化劑和促進劑，經平板硫化機 硫化得成品。
[0006] -種綠色輪胎用改性白炭黑/TPI/橡膠復合材料的制備方法，由以下配比制成:天 然橡膠或丁苯橡膠或順丁橡膠或上述三種膠料的任意配比橡膠75~100份;TPI 0~25份；白 炭黑10~60份;娃烷偶聯劑3~13份;氧化鋅3~5份;硬酯酸1~3份;操作油3~15份;防老劑1~ 5份。
[0007] 經上述方法制備的復合材料，與傳統利用炭黑補強天然橡膠的材料相比，關鍵性 能指標差異如下表1所示： 表1改性白炭黑/TPI/橡膠與炭黑/橡膠相關性能對比
本發明與現有技術相比，具有下述優點和有益效果： (1) 本發明使用原位接枝改性白炭黑用作橡膠的補強填料，很好的控制了白炭黑在橡 膠基體中的分散性，改善了白炭黑與橡膠基體的相容性，且減少了白炭黑溶液法改性的溶 劑等消耗和生產過程中對人身和環境造成的傷害； (2) 本發明采用原位接枝改性白炭黑與TPI并用改善橡膠的性能，有效的改善了橡膠 制品的滾動阻力、動態生熱、耐磨性能和耐疲勞性能。
【具體實施方式】
[0008]為了更好理解本發明，下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但是本發 明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。
[0009] 實施例1 原材料組份:天然橡膠80份;TPI 20份；白炭黑50份;硅烷偶聯劑10份;氧化鋅5份； 硬酯酸2份;微晶蠟1份;防老劑1份;操作油8份;促進劑1.5份;硫化劑3份。制備 過程如下:將開煉機輥距調至2 mm左右，加入天然橡膠;包輥后，依次加入TPI、白炭黑、改性 劑、防老劑，待吃料完全后，左右各切邊5次，打三角包3次;然后將膠料放入哈克轉矩流變儀 于120 °C處理8 min。出料后在開煉機冷輥上依次加入氧化鋅、硬酯酸、促進劑和硫化劑。待 吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板硫化機上硫化，硫化條件為 150 〇C X 16 MPaX (tg〇+2 min)〇 [0010] 實施例2 原材料組份:丁苯橡膠80份;TPI 20份；白炭黑50份;硅烷偶聯劑10份;氧化鋅5份； 硬酯酸2份;微晶蠟1份;防老劑1份;操作油8份;促進劑1.5份;硫化劑3份。制備 過程如下:將開煉機輥距調至2 mm左右，加入天然橡膠;包輥后，依次加入TPI、白炭黑、改性 劑、防老劑，待吃料完全后，左右各切邊5次，打三角包3次;然后將膠料放入捏合機于120 °C 處理8 min。出料后在開煉機冷輥上依次加入氧化鋅、硬酯酸、促進劑和硫化劑。待吃料完全 后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板硫化機上硫化，硫化條件為150 °C X 16 MPaX (tg〇+2 min)〇
[0011] 實施例3 原材料組份:天然橡膠40份;丁苯橡膠20份;順丁橡膠20份;TPI 20份；白炭黑50 份;硅烷偶聯劑10份;氧化鋅5份;硬酯酸2份;微晶蠟1份;防老劑1份;操作油8份； 促進劑1.5份;硫化劑3份。制備過程如下:將開煉機輥距調至2 _左右，加入天然橡膠； 包輥后，依次加入TPI、白炭黑、改性劑、防老劑，待吃料完全后，左右各切邊5次，打三角包3 次;然后將膠料放入捏合機于100 °C處理10 min。出料后在開煉機冷輥上依次加入氧化鋅、 硬酯酸、促進劑和硫化劑。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化機上硫化，硫化條件為150 °C X 16 MPaX (tg〇+2 min)。
[0012] 實施例4 原材料組份:天然橡膠40份;丁苯橡膠20份;順丁橡膠20份;TPI 20份；白炭黑40 份;硅烷偶聯劑6份;氧化鋅5份;硬酯酸2份;微晶蠟1份;防老劑1份;操作油8份； 促進劑3份;硫化劑1.5份。制備過程如下:將開煉機輥距調至2 _左右，加入天然橡膠； 包輥后，依次加入TPI、白炭黑、改性劑、防老劑，待吃料完全后，左右各切邊5次，打三角包3 次;然后將膠料放入捏合機于100 °C處理8 min。出料后在開煉機冷輥上依次加入氧化鋅、 硬酯酸、促進劑和硫化劑。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化機上硫化，硫化條件為150 °C X 16 MPaX (tgo+2 min)。
[0013] 實施例5 原材料組份:天然橡膠40份;丁苯橡膠30份;順丁橡膠20份;TPI 10份；白炭黑50 份;硅烷偶聯劑10份;氧化鋅5份;硬酯酸2份;微晶蠟1份;防老劑1份;操作油8份； 促進劑1.5份;硫化劑3份。制備過程如下:將開煉機輥距調至2 _左右，加入天然橡膠； 包輥后，依次加入TPI、白炭黑、改性劑、防老劑，待吃料完全后，左右各切邊5次，打三角包3 次;然后將膠料放入捏合機于80 °C處理15 min。出料后在開煉機冷輥上依次加入氧化鋅、 硬酯酸、促進劑和硫化劑。待吃料完全后，打三角包和薄通各8次后出片。停放24 h后在平板 硫化機上硫化，硫化條件為150 °C X 16 MPaX (tgo+2 min)。
【主權項】
1. 一種綠色輪胎用改性白炭黑/TPI/橡膠復合材料的制備方法，其特征在于:將原位接 枝改性白炭黑、反式天然橡膠(ΤΡΙ)和天然橡膠(或合成橡膠)并用，經高溫處理，獲得一種 高耐磨，屈撓性好，節油的綠色輪胎用材料，包括下述步驟： (1) 將天然橡膠或丁苯橡膠或順丁橡膠或上述三種膠料的任意配比橡膠、ΤΡΙ、白炭黑、 硅烷偶聯劑、防老劑、氧化鋅、硬酯酸、操作油等一并加入開煉機或密煉機中混煉均勻； (2) 將步驟（1)所得產物用捏合機等分散混合機械于80~140 °C處理5~30 min; (3) 將步驟(2)所得產物于室溫冷卻后在開煉機中加入硫化劑和促進劑，經平板硫化機 硫化得成品。2. -種綠色輪胎用改性白炭黑/TPI/橡膠復合材料的制備方法，由以下配比制成:天然 橡膠或丁苯橡膠或順丁橡膠或上述三種膠料的任意配比橡膠75~100份;TPI 0~25份；白炭 黑10~60份;娃烷偶聯劑3~13份;氧化鋅3~5份;硬酯酸1~3份;操作油3~15份;防老劑1~5 份;促進劑1~3份;硫化劑1~3份。
【專利摘要】本發明公開了一種將原位接枝改性白炭黑與反式天然橡膠(TPI)并用改善天然橡膠（或合成橡膠）性能以期制備綠色輪胎的方法。制備方法為將天然橡膠（或合成橡膠）、TPI、白炭黑、硅烷偶聯劑和其它小料（除硫化劑和促進劑）等一并加入開煉機或密煉機中混煉均勻，然后用捏合機等分散混合機械于80~140？℃處理5~30？min，最后在開煉機中加入硫化劑和促進劑。該方法的特征在于集合了白炭黑用于橡膠中的低滾動阻力和動態生熱、TPI用于橡膠中的優良耐磨性和屈撓性。采用本方法制備的橡膠可獲得良好綜合性能，拉伸強度>23.0？MPa，撕裂強度>93.5？kN/m，2級與6級屈撓性能分別達到13.5萬次和33萬次。
【IPC分類】C08L9/00, C08L7/00, C08K3/36, B60C1/00, C08K3/22, C08K13/06, C08K5/09
【公開號】CN105542243
【申請號】CN201511007210
【發明人】付文, 王麗, 蘇紹昌
【申請人】付文, 王麗, 蘇紹昌
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月30日