[发明专利]一种绿色轮胎功能母料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色轮胎功能母料及其制备方法，属于轮胎制造领域。

背景技术

根据国家“十二-五”规划，轮胎当中功能新材料是重点扶持发展领域，经过几十年的飞速发展，中国的半钢、全钢、巨型工程轮胎的生产得到了飞速发展。已接近全球50％的生产能力。但是相应配套发展的各种材料特别是功能性新材料的发展不足，包括引进使用的能力亦差距较大。2012年11月欧盟立法通过的标签法正式实施，对轮胎的环保(节油)、安全性(干、湿滑性能)和低噪音提出详细的要求，而其它发达经济体亦提出了相似的技术要求，这对中国的轮胎制造业产生了较大影响，即技术壁垒。是挑战亦是机遇，相应企业均在加大力度引进和使用新材料、新配方来生产满足市场需求的高性能轮胎，简称绿色轮胎，但是在生产实施过程中亦遇到相当多的困难：

1、完整的绿色轮胎配方是溶聚丁苯+高分散的白炭黑+偶联剂，实施成本较高。

2、绿色轮胎生产因配方中大量使用高结构的白炭黑80份上下，而普通轮胎仅10～20份左右。白炭黑的加工难度大，低滚阻不好；炭黑的生热高，抗湿滑性能不佳，滚动阻力大。所以轮胎生产过程中工艺执行和加工难度很大，产品均一性和稳定性差。

3、现有国内轮胎企业要达到标签法规定的较高水平，如双B级轮胎(滚动阻力和抗湿滑均达B级)仍然很难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备成本低，加工难度低，可以替代白炭黑的绿色轮胎功能母料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种绿色轮胎功能母料，包括下列重量份数的物质：29-35份高基团含量的碳黑混合物；6-8份改性硼酸酯界面活性剂；50-70份橡胶改质剂。

所述高基团含量的碳黑混合物，其为废全钢胎分拣后橡胶部裂解后的残余物，其中包括70％质量份以上的碳黑，其余部分主要为sio₂；主要技术指标：细度＞2000目，吸油值50-100cm³/100g，低挥发份＜2％，pH值7-8。该产品生产过程中，其内部裂解的过程产生很多气孔通道，在通道中富含有丰富的各类官能团，如-oH，-cooH等，所以极易在100℃以上的温度和界面活性剂结合，在轮胎炼胶加工过程中参与交联，对橡胶弹性、低生热等产生正效应。青岛地区的所述高基团含量的碳黑混合物生产厂家包括青岛金润佳化工公司。所述改性硼酸酯界面活性剂为申请人生产、销售的产品，相关专利申请号：2010102976566。所述橡胶改质剂为申请人生产、销售的产品，相关专利号为ZL 2010102976481。

优化的，上述的绿色轮胎功能母料的配方中橡胶改质剂的重量份数是57-67份。

优选的，所述的绿色轮胎功能母料包括下列重量份数的物质：29份高基团含量的碳黑混合物；8份改性硼酸酯界面活性剂；63份橡胶改质剂。

优选的，所述的绿色轮胎功能母料包括下列重量份数的物质：30份高基团含量的碳黑混合物；6份改性硼酸酯界面活性剂；64份橡胶改质剂。

本发明还提供一种制备上述绿色轮胎功能母料的方法，包括如下步骤：

1)按配方将高基团含量的碳黑混合物加入气流粉碎机研磨，细度达到2000目后通过旋风分离器分离；

2)将捕集后的碳黑混合物加入活化反应釜中，与配方量的改性硼酸酯界面活性剂在60-140℃之间反应，进行活化偶联，时间30-60分钟，增加碳黑混合物外部的活性点，成为活化接枝物，然后放料，冷却；以增强产品在轮胎应用时与橡胶的大侧基团交联作用，提高其在橡胶混炼时的结合力和加工粘度；

3)在常温下，活化接枝物按比例与橡胶改质剂机械混合复配，均匀后计量包装。

步骤1)中气流粉碎机研磨的转速为5000-15000转/分。

步骤2)中活化偶联过程为60分钟，活化温度为100-140℃。

本发明的有益效果是：

1)轮胎配方成本相对降低；

2)橡胶加工难度有较大幅度降低，门尼粘度降低20～30％；

3)通过对胶片测试：在配方中加入本发明的功能母料20份代替20份高分散白炭黑，在绿胎的基础上低滚阻和抗湿滑均优于原来15～20％，在半绿胎的基础上可提高30％以上。

将本发明的绿色轮胎功能母料，在不同的轮胎配方体系中合适的使用，尤其是对不同品种的轮胎和轮胎的不同部位的使用，可以发挥重要作用，可提高轮胎的质量和性能，降低成本。该产品的市场容量和发展前景十分广阔。

具体实施方式