[发明专利]补强填料功能添加剂及其在白炭黑填充SSBR胶料中的应用

说明书

本发明公开了一种补强填料功能添加剂及其制备方法，该功能添加剂包括脂肪酸类有机物、金属氧化物、脂肪酸酯类有机物、有机醇类有机物、有机胺类有机物、脂肪酸皂盐、金属皂盐、白炭黑。将此补强填料功能添加剂应用到白炭黑填充SSBR胶料中，可有效改善白炭黑在SSBR橡胶中的分散、降低胶料的门尼粘度、改善胶料门尼粘度稳定性进而改善轮胎制品的动平衡均一性；改善胶料的动态生热性能；提高胶料的耐磨性；平衡轮胎胎面的抗湿滑性能和滚动阻力，同时可提高橡胶胶料的加工安全性能、物理力学性能、耐热老化性能和提高硫化速度。该补强填料功能添加剂的制备方法简单高效、原料价格低廉且来源广泛。

技术领域

本发明属于填料补强橡胶制品技术领域，具体涉及一种补强填料功能添加剂及其在白炭黑填充SSBR胶料中的应用。

背景技术

现代社会，随着科学技术进步和人类对环境保护意识的提高，绿色轮胎得以快速发展。而制备无毒无害、高效、节能、环保的新型功能添加剂改善白炭黑填充SSBR胶料的综合新功能，已成为橡胶工业的研究方向。

白炭黑是绿色轮胎的主要原材料，其具有纳米级尺寸结构、比表面积和表面极性大的特点，因此白炭黑在SSBR橡胶填充制品中具有良好的抗撕裂能力、超强的粘附力及优异的热老化性能等特点，在SSBR填充橡胶工业中具有广泛的应用，例如能够降低轮胎的生热、提高胎面胶的抗刺扎性和抗湿滑性能等，同时白炭黑还能代替炭黑用于彩色橡胶制品中，满足白色或半透明制品的需要。但是白炭黑表面有大量硅羟基基团，极性强，易聚集结团，在胶料中的分散性较差，使得胶料加工困难。采用偶联剂改性虽然能在很大程度上改善白炭黑在胶料中的分散性，但也存在一些问题，如白炭黑表面的部分基团会影响偶联剂与橡胶的结合，胶料需要多段混炼，混炼能耗高，停放过程中门尼粘度容易反弹等。同时，由于白炭黑在混炼胶中较难分散，导致混炼胶门尼粘度较大，延长了混炼时间，造成生产效率低下，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的，旨在提出一种补强填料功能添加剂，将其应用到白炭黑填充SSBR胶料中，有效改善白炭黑在SSBR胶料中的分散，降低胶料的门尼粘度、改善胶料门尼粘度稳定性进而改善轮胎制品的动平衡均匀性，降低胶料的动态生热性能，提高胶料的耐磨性，平衡轮胎胎面的抗湿滑性能和滚动阻力，同时提高橡胶胶料的加工安全性能、改善胶料的应力应变性能、耐热老化性能和硫化速度。

本发明提供了一种补强填料功能添加剂，所述补强填料功能添加剂由以下质量组分组成：0％-60％有机醇类物质、0％-10％脂肪酸、0％-20％脂肪酸酯、0％-30％脂肪酸皂盐、0％-20％金属皂盐、0％-15％金属氧化物、5％-30％有机胺类物质、0％-40％白炭黑。

优选地，所述补强填料功能添加剂由以下质量组分组成：26％有机醇类物质、5％脂肪酸、10％脂肪酸酯、20％脂肪酸皂盐、14％金属皂盐、1％金属氧化物、23％有机胺类物质、1％白炭黑。

其中，所述脂肪酸皂盐为所述脂肪酸与所述金属氧化物反应得到，优选地，为油酸脂肪酸皂盐和棕榈酸脂肪酸皂盐。

其中，所述金属皂盐为所述有机醇类物质与所述金属氧化物反应得到，优选地，为丙三醇锌盐和丙三醇钙盐。

其中，所述有机醇类物质包括乙二醇、二甘醇、丙三醇、季戊四醇、聚乙二醇、三乙醇胺、具有两亲性的C16-C18天然脂肪醇中的一种或多种；优选地，为具有两亲性的C16-C18天然脂肪醇和丙三醇。

其中，所述脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，其中，所述饱和脂肪酸包括辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、硬脂酸、花生酸等中的一种或多种；优选地，为硬脂酸；所述不饱和脂肪酸包括油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油脂肪酸、牛油脂肪酸、羊油脂肪酸等中的一种或多种；优选地，为油酸和棕榈油脂肪酸。

其中，所述脂肪酸酯包括乙二醇硬脂酸酯、二甘醇硬脂酸酯、丙三醇硬脂酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯、油酸甘油酯、油酸十八醇酯、棕榈酸甘油酯等中的一种或多种；优选地，为丙三醇硬脂酸酯和季戊四醇硬脂酸酯。