[发明专利]一种橡胶组合物的制备方法

说明书

本申请是名称为“一种以天然橡胶/炭黑、合成聚异戊二烯橡胶/白炭黑为母胶的橡胶组合物及其加工工艺”、申请号为“201410031929.0”、申请日为“2014年1月23日”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别涉及橡胶制品以及橡胶加工领域。

背景技术

橡胶在动态使用过程中能量损耗是其基本特征之一，它是由胶料滞后损失导致的。滞后损失增加时胶料在动态形变过程中能量消耗和生热增加，使胶料的温度上升，进而使混炼胶的强度及耐磨性下降，造成轮胎等制品的早期损害；更重要的是增加轮胎的滚动阻力，增加燃料消耗(耗油量)，增加二氧化碳的排放量。

众多研究结果表明配方中使用补强性沉淀法二氧化硅填料可以降低轮胎的滚动阻力。专利CN1539872A提出了一种抗湿滑性和轮胎滚动阻力相平衡的橡胶配方，组合物成分为聚烯烃与炭黑、白炭黑、有机硅烷。专利CN1141311A以及专利CN1141313A公开了二烯烃橡胶加入白炭黑和炭黑的胎面配方，工艺为传统混炼工艺，将填料和助剂加入二烯烃聚合物进行混炼。专利CN1134434A公开了弹性体、二氧化硅、炭黑胶料，该专利对炭黑用量限制少于30质量份，且二氧化硅与炭黑的并用比例为3/1---30/1范围。专利CN1140129A规定白炭黑/炭黑并用比例至少为10:1，炭黑用量少，不利于耐磨。这些专利都是采用传统混炼工艺，炭黑/白炭黑与助剂一同加入橡胶中，炭黑/白炭黑不可避免要吸附助剂等非橡胶组分，降低了填料与橡胶的结合，同时也会降低耐磨性能。

本发明意在设计一种橡胶组合物通过新混炼工艺，使炭黑/白炭黑先与橡胶结合再混入其它橡胶助剂，能够在保持耐磨的前提下降低胶料的生热性能，提高胶料的弹性。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的目的是提供一种以天然橡胶/炭黑、合成聚异戊二烯橡胶/白炭黑为母胶的橡胶组合物及其加工工艺，此工艺发明的创新在于利用溶液合成聚异戊二烯聚合物成分单一，非橡胶组分少的优点，当制备合成聚异戊二烯白炭黑母胶时，白炭黑表面不会吸附非橡胶组分，再通过偶联剂作用，使白炭黑能够更好与橡胶结合，达到提高耐磨降低生热的目的。按照本发明技术制备的橡胶组合物，用于轮胎胎面可以在保持耐磨性的前提下，降低轮胎的生热和轮胎的滚动阻力。

本发明进一步涉及到如下实施方案：

一种含天然橡胶/炭黑和合成聚异戊二烯橡胶/白炭黑母胶的橡胶组合物及制备工艺，其特征在于：

母炼胶工艺：

炭黑母胶工艺：天然胶与炭黑在密炼机中混炼生成炭黑母胶；

白炭黑母胶工艺：合成聚异戊二烯橡胶与白炭黑、偶联剂在密炼机中混炼生成白炭黑母胶；

终炼胶工艺：

将所述炭黑母胶、白炭黑母胶、防老剂、活性剂、促进剂、硫化剂按组合物比例混炼制备成橡胶组合物。

根据上述的制备方法，以橡胶总用量100质量份计，天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶的用量比为1:3—5:1；炭黑/白炭黑用量比例与天然胶/合成聚异戊二烯橡胶的用量比例保持一定比例，一般使两种填料的比例与两种橡胶比例保持一致；炭黑与白炭黑的总用量为5-120质量份，优选10-100质量份；

根据上述的制备方法，炭黑母胶以天然橡胶100质量份计，炭黑用量为5-100份，优选20-80份；白炭黑母胶以合成聚异戊二烯橡胶100质量份计，白炭黑用量为5-100份，优选20-80份，偶联剂用量为白炭黑的0.5wt％-20wt％优选1wt％—15wt％；

根据上述的制备方法，天然橡胶包括标准胶、杜仲胶、烟片胶、银菊胶；其中合成聚异戊二烯橡胶为顺式聚异戊二烯橡胶、反式聚异戊二烯橡胶或它们的混合物。

根据上述的制备方法，其中所述炭黑为任意炭黑，优选STSA比表面积为70-180m²/g，压缩DBP吸收值为60-150(10^-5m³/kg)的炭黑；所述白炭黑为任意白炭黑，优选沉淀法白炭黑，比表面积为50-200m²/g。

根据上述的制备方法，其中所述偶联剂包括最常用的双(三乙氧基丙基硅烷)四硫化物和二硫化物、3-硫氰基丙基-三乙氧基硅烷、γ-巯基-三甲氧基硅烷、锆酸酯偶联剂、酞酸酯偶联剂、硝基偶联剂、醇类化合物，所述醇类化合物包括但不限于丙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇及其衍生物。