CN105542261A - 低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺 - Google Patents

低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺，属于汽车轮胎胎面技术领域。以重量份计主要包括以下原料：溶聚丁苯橡胶A？0～100、充油溶聚丁苯橡胶B？0～100、白炭黑40～100、碳化硼0.05～20、硅烷偶联剂0.05～10、氧化锌2.0～5.0、硬脂酸1.0～3.0、防老剂4010NA？1.0～3.0、促进剂D？0.1～3.0、促进剂NS？0.1～3.0、促进剂TT？0.1～2.0、硫磺1.0～2.0。本发明能够得到低滚动阻力、高耐磨的胶料，可用于轮胎胎面的生产。

Description

低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺
技术领域
本发明涉及汽车轮胎胎面的生产，特别是一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺。
背景技术
随着汽车行业的蓬勃发展，石化燃料的日益枯竭，以及人们对环保节能意识的日益增强，如何汽车的燃油消耗成业汽车行业关注的焦点，而降低轮胎的滚动阻力是减少汽车燃油消耗研究的热点。绿色轮胎中大量使用白炭黑替代轮胎胎面胶配方中的炭黑作为增强材料，使轮胎的滚动阻力下降，油耗减少。但是由于白炭黑与橡胶之间的相互作用较弱，填充到橡胶中以后，耐磨性能明显下降，限制了其应用范围。
我们研究发现，在配方中加入一定量的碳化硼，可在保证不降低白炭黑胶料原有优异性能的同时，大幅提高胶料的耐磨性能，并可提高胶料的模量和抗撕裂性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物及其制备工艺，在降低滚动阻力的同时，提高胶料的耐磨性能。
一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物采用以下技术方案，以重量份计主要包括以下原料：
所述配方中，溶聚丁苯橡胶A和充油溶聚丁苯橡胶B总量重量份为100份，溶聚丁苯橡胶A和充油溶聚丁苯橡胶B以任意比例添加，上述充油溶聚丁苯橡胶B以去除充油量的纯胶计，配方中其他原料均以橡胶总量质量份100计，配方中充油量最多为50份。
所述溶聚丁苯橡胶A为不充油溶聚丁苯橡胶，优选选用TaipolSSBR2466，充油溶聚丁苯橡胶B优选选用BUNAVSL5025-2HM，充油量为每100g橡胶对应油量37.5g。
所述白炭黑选自沉淀法白炭黑与气相法白炭黑，所述的白炭黑和硅烷偶联剂，白炭黑是采用所述的硅烷偶联剂事先改性好，或部分事先改性和部分不改性单独加入硅烷偶联剂，其中事先改性或/和直接加入所用硅烷偶联剂均包含在本发明所述的量中，优选使用申请人前期发明专利“一种制备硅烷偶联剂改性白炭黑的方法(申请号：CN201110147594.5)”中的改性白炭黑，使用这种方法改性的白炭黑，具有良好的有机化程度，利于白炭黑在胶料的分散，从而制备得到更优异的低滚阻胶料。且改性白炭黑中偶联剂的量是白炭黑质量的0.01％～50％。
本发明所用偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)、γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物(Si69)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物(Si75)、γ-巯丙基乙氧基双(丙烷基-六乙氧基-硅氧烷)(Si747)中的一种或几种。
本发明中，一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物制备工艺包括以下步骤：
(1)先将充油溶聚丁苯橡胶B在密炼机里塑炼0.5～2min，然后加入溶聚丁苯橡胶A塑炼0.5～2min；起始温度为25～80℃，转速为40～80r/min；
(2)将白炭黑与硅烷偶联剂和/或事先采用硅烷偶联剂改性的白炭黑、碳化硼加入到密炼机中，与步骤(1)的橡胶一起混炼10～20min，控制温度在100℃以下；
(3)将步骤(2)中的混炼胶，与氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、促进剂D、促进剂NS、促进剂TT、硫磺混炼均匀，温度控制在100℃以下。
采用本发明配方以及制备工艺的优势在于能够得到低滚动阻力、高耐磨的胶料，可用于轮胎胎面的生产。
附图说明
图1为实施例2的损耗因子-温度曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明并不限于以下实施例。
一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物的配方按重量份计如下：
实施例1
制备工艺如下：先将BUNAVSL5025-2HM在密炼机里塑炼1min，然后加入TaipolSSBR2466塑炼1min。起始温度为30℃，转速为60r/min。将Si69改性的白炭黑(Si69质量分数为10％)、碳化硼加入到密炼机中，混炼15min，控制温度在100℃以下。将上述步骤中的混炼胶，与氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、促进剂D、促进剂NS、促进剂TT、硫磺混炼均匀，温度控制在100℃以下。
实施例2
制备工艺如下：先将BUNAVSL5025-2HM在密炼机里塑炼1.5min，然后加入TaipolSSBR2466塑炼2min。起始温度为30℃，转速为40r/min。将白炭黑、硅烷偶联剂、碳化硼加入到密炼机中，混炼15min，控制温度在100℃以下。将上述步骤中的混炼胶，与氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、促进剂D、促进剂NS、促进剂TT、硫磺混炼均匀，温度控制在100℃以下。
实施例3
制备工艺如下：先将BUNAVSL5025-2HM在密炼机里塑炼2min，然后加入TaipolSSBR2466塑炼1.5min。起始温度为30℃，转速为70r/min。将Si747改性白炭黑(Si747质量分数为4％)、白炭黑、硅烷偶联剂以及碳化硼加入到密炼机中，混炼15min，控制温度在100℃以下。将上述步骤中的混炼胶，与氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、促进剂D、促进剂NS、促进剂TT、硫磺混炼均匀，温度控制在100℃以下。
上述混炼胶在160℃、正硫化时间下硫化后，按照相应国家标准进行各项性能测试，数据如下：
以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的同等变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，以重量份计主要包括以下原料：
所述配方中，溶聚丁苯橡胶A和充油溶聚丁苯橡胶B总量重量份为100份，溶聚丁苯橡胶A和充油溶聚丁苯橡胶B以任意比例添加，上述充油溶聚丁苯橡胶B以去除充油量的纯胶计。
2.按照权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，配方中充油量最多为50份。
3.按照权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，所述溶聚丁苯橡胶A为不充油溶聚丁苯橡胶，选用TaipolSSBR2466；充油溶聚丁苯橡胶B，选用BUNAVSL5025-2HM。
4.按照权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，充油溶聚丁苯橡胶B充油量为每100g橡胶对应油量37.5g。
5.按照权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，所述白炭黑选自沉淀法白炭黑与气相法白炭黑；所述的白炭黑和硅烷偶联剂，白炭黑是采用所述的硅烷偶联剂事先改性好，或部分事先改性和部分不改性单独加入硅烷偶联剂，其中事先改性或/和直接加入所用硅烷偶联剂均包含在本发明所述的量中。
6.按照权利要求5所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，事先改性白炭黑中偶联剂的量是白炭黑质量的0.01％～50％。
7.按照权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物，其特征在于，偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)、γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物(Si69)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物(Si75)、γ-巯丙基乙氧基双(丙烷基-六乙氧基-硅氧烷)(Si747)中的一种或几种。
8.制备权利要求1所述的一种低滚动阻力碳化硼橡胶组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将充油溶聚丁苯橡胶B在密炼机里塑炼0.5～2min，然后加入溶聚丁苯橡胶A塑炼0.5～2min；起始温度为25～80℃，转速为40～80r/min；
(2)将白炭黑与硅烷偶联剂和/或事先采用硅烷偶联剂改性的白炭黑、碳化硼加入到密炼机中，与步骤(1)的橡胶一起混炼10～20min，控制温度在100℃以下；
(3)将步骤(2)中的混炼胶，与氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、促进剂D、促进剂NS、促进剂TT、硫磺混炼均匀，温度控制在100℃以下。
9.权利要求1-7任一相所述的低滚动阻力碳化硼橡胶组合物用于汽车轮胎胎面。
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