CN109294020B - 一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物，该橡胶组合物包括：基本上不饱和的二烯烃橡胶弹性体；包含白炭黑的补强填料体系；巯基硅烷偶联剂；脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂以及交联体系；所述脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂中脂肪酸锌和芳香族羧酸锌的质量比为10:1～0.2:1。本发明还提供一种上述橡胶组合物的制备方法。本发明能够改善巯基硅烷偶联剂在使用过程中易散料、焦烧时间短、加工安全性差的问题，同时能够降低胶料门尼粘度，改善加工性能。该解决方案不会损害所有的橡胶性质，反而会改善填料分散、橡胶加工性能，能够充分发挥巯基硅烷偶联剂的低滚阻作用。

Description

一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于轮胎胶料技术领域，具体涉及一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

目前全球能源紧张，并且随着二氧化碳排放量的增加，全球温升加剧，带来一系列环境问题。研究数据显示，公路运输分别占二氧化碳排放量及燃油消耗量的18％和60％，轮胎滚动阻力降低20％～30％，燃油消耗量可降低5％～7％，二氧化碳排放量可减少400g·km^-1。据测算，如果全球的汽车都使用绿色轮胎，每年可节省200亿升汽油，减少1000万吨二氧化碳排放。因此，发展和应用绿色轮胎对提高轮胎的使用性能、实现节能减排、绿色环保具有重要的战略意义。

轮胎滚动阻力与轮胎胎面胶的滞后损失有直接关系，低滞后损失的胶料有利于降低轮胎滚动阻力，从而降低油耗,实现节能环保。在此背景下，胶料滞后损失成为轮胎最重要的性能指标之一。要想得到低滞后的聚合物，可以从几个方面考虑：降低聚合物/聚合物之间的滞后，可以通过降低小相对分子质量聚合物的比例和通过分子链末端改性，束缚聚合物分子链“自由末端”来实现；降低填料/聚合物之间的滞后，可以通过分子链官能化改性，增强填料与聚合物之间的界面作用和填料分散稳定性；降低填料/填料之间的滞后，可以通过分子链官能化改性，改善填料的分散性和稳定性。为了实现上述目的，钕系顺丁橡胶、新型改性溶聚丁苯、液体橡胶、液体改性橡胶、新型硅烷偶联剂技术不断发展出新的产品。

钕系顺丁橡胶又称稀土顺丁橡胶，分子量分布窄，与广泛使用的镍系顺丁橡胶相比，钕系顺丁橡胶可以减少轮胎滞后损失和内生热、降低滚动阻力，但正是由于分子量分布窄，其加工性能变差，且顺丁橡胶本身力学性能较差，不能大量使用。针对溶聚丁苯橡胶的改性技术主要有分子链末端官能化改性、分子链中接枝改性、偶联改性以及共聚组成改性。锡偶联是目前应用较多的一项改性技术，可增强炭黑与橡胶之间的交联键，提高胶料的物理性能和耐磨性能，还可以减少分子链自由末端数量，从而降低胶料的滞后损失。但同时，金属催化剂比较活泼，在轮胎老化过程中为活性破坏点，影响轮胎后期使用性能，且以上手段分别从降低聚合物/聚合物之间、填料/聚合物之间的滞后考虑，而新型橡胶成本高，在配方中用量大，使得配方成本大幅增加，客户对于产品的价格接受程度低。

大量研究证明：在轮胎配方中加入沉淀法白炭黑取代炭黑能显著降低轮胎滚动阻力，降低油耗，减少CO₂排放。白炭黑表面活性硅羟基使其呈亲水性，在有机相中难以润湿和分散；羟基易产生很强的氢键缔合，使白炭黑趋向于二次附聚，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，影响胶料性能，动态滞后损失大。硅烷偶联剂从降低白炭黑/白炭黑之间、白炭黑/聚合物之间的滞后的角度出发，较少用量就可以明显改善白炭黑分散、抑制白炭黑重聚集、降低门尼粘度。同时，硅烷偶联剂可以参与橡胶的硫化过程，增强白炭黑与聚合物之间的相互作用，从而达到大幅降低滚动阻力的目的。

硅烷偶联剂分子中既含有亲无机材料的官能团，也含有亲有机材料的官能团，因此硅烷可在无机物质和有机物质的界面之间架起分子桥。轮胎行业常用的硅烷偶联剂Si69主要由3个部分组成：能在混炼过程中与白炭黑表面发生偶合的烷氧基甲硅烷基、间隔基团和能与橡胶基体反应的基团。三乙氧基甲硅烷基反应速率适中，生成物也易通过挥发排除；丙基的间隔可使白炭黑表面疏水从而减少白炭黑的网络结构。含硫基团能在硫化过程中与橡胶基体发生反应，生成化学结合键，提高白炭黑－橡胶相互作用，从而提高白炭黑对胶料的补强效果。

Si69是应用最早、用量最大的硅烷偶联剂，但Si69的多硫键耐高温性较差，在混炼温度较高时，多硫键可能发生断裂，参与硫化反应，导致产生焦烧，必须返炼。为了提高硅烷偶联剂在高温混炼时的稳定性，减少多硫键的断裂重排，人们开发出双官能团二硫有机硅烷Si75，其特定的硫链分布特征使其具有较好的高温稳定性，改善了橡胶加工性能、生热性能。虽然Si69和Si75可以为混炼胶提供优异的补强性能，但同时也都存在明显缺点，如混炼时间长、混炼段数多、胶料因焦烧产生次品等缺陷，且在使用时会水解脱去乙醇，高温混炼时乙醇会快速气化导致橡胶气孔率较大。新型巯基硅烷偶联剂，是采用分子结构设计的先进高效硅烷偶联剂，主要用于提高炭黑补强作用及降低滚动阻力。巯基硅烷偶联剂分子中有一个与橡胶反应的自由巯基，一个与白炭黑表面羟基反应的烷氧基，以及两个聚合物的两亲性取代基，聚合物取代基由极性的聚醚和非极性的烷基组成。混炼过程中烷氧基水解使得硅烷以共价键结合到白炭黑表面，由于体积庞大的聚合取代基的立体位阻效应，反应速率可能降低，但另一方面，聚合取代基中的极性聚醚会促进烷氧基与白炭黑的快速反应。白炭黑表面的硅羟基被取代基屏蔽，使得白炭黑具有极好的疏水性。巯基硅烷偶联剂结构式如下：

其中，a、b、c、d、n、m、x、y为常数。相比于Si69，使用巯基硅烷偶联剂可以继续降低滚动阻力10～20％。同时，巯基硅烷中的硅烷化反应只释放很少的乙醇，可以显著降低挤出胎面气孔率。虽然巯基硅烷偶联剂有诸多优异特性，但是巯基硅烷偶联剂中含有活性较大的巯基，以至于难以控制，造成混炼胶散料不成团，焦烧时间短，加工安全性差。因此，日本横滨橡胶Masaki Sato等人通过模型烯烃与硅烷反应研究认为，由于巯基活性过高，在混炼过程中，巯基快速夺取烯烃中的烯丙位氢，生成大量的烯烃异构化产物。这种早期的硅烷-聚合物偶联和大量生成聚合物自由基都是巯基硅烷/白炭黑胶料混炼过程中加工困难的原因。而这些缺点正是巯基硅烷偶联剂在轮胎行业未能广泛使用的原因。

本申请人意外的发现了一种新的解决方案，能够改善巯基硅烷偶联剂在使用过程中易散料、焦烧时间短、加工安全性差的问题，同时能够降低胶料门尼粘度，改善加工性能。该解决方案不会损害所有的橡胶性质，反而会改善填料分散、橡胶加工性能，能够充分发挥巯基硅烷偶联剂的低滚阻作用，从而推动巯基硅烷偶联剂在低滚阻橡胶组合物中的应用，对于轮胎标签等级(滚动阻力、湿抓着性能和噪声)提升、节能减排、环境保护有积极作用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物，在不会损害橡胶性质的前提下，能够改善填料分散性能、橡胶加工性能，能够充分发挥巯基硅烷偶联剂的降滚阻作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物，该橡胶组合物包括：基本上不饱和的二烯烃橡胶弹性体；包含白炭黑的补强填料体系；巯基硅烷偶联剂；脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂以及交联体系；所述脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂中脂肪酸锌和芳香族羧酸锌的质量比为10:1～0.2:1。

所述脂肪酸锌碳链长度为C8～C18；所述芳香族羧酸锌分子式为R-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-R′，其中R和R′为烷烃、烯烃或者芳烃基团。

所述脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂的用量是0.2～5.0phr。

所述补强填料体系包含30～120phr白炭黑。

所述补强填料包含炭黑，所述炭黑的用量为0～60phr。

所述基本上不饱和的二烯烃橡胶弹性体选自聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-异戊二烯共聚物和丁二烯-苯乙烯-异戊二烯共聚物中的至少一种。

所述交联体系包括主硫化促进剂、次硫化促进剂、硫化活化剂、硫化剂，所述硫化促进剂为噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类中的一种或几种；所述硫化活性剂包括但不限于氧化锌、硬脂酸、锌盐络合物；所述硫化剂为硫磺粉或不溶性硫黄。

所有主硫化促进剂、次硫化促进剂用量是0.5～5.0phr。

所述橡胶组合物中巯基硅烷偶联剂的用量是白炭黑用量的4～14％。

所述橡胶组合物包括所有或部分通常期望用于制造轮胎的弹性体组合物中的常用助剂，如操作油、防老剂、增塑剂、塑解剂、均匀剂、分散剂、增粘树脂、防焦剂等；进一步地，所述操作油包括芳烃油、环保芳烃油、重质环烷油、环烷油或石蜡油等；进一步地，所述防老剂为喹啉类、胺类、三嗪类或萘胺类中的一种或几种。本发明还提供一种上述橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

在混炼初始阶段先加入橡胶和至少1/2以上的白炭黑，使得白炭黑先被橡胶吃入和初步分散；在混炼温度不超过110℃的条件下，加入剩余填料、巯基硅烷偶联剂、脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂；巯基硅烷偶联剂与白炭黑恒温反应控制在135±5℃，恒温时间180±60s。

在本发明中，组合物是指所用各组分的混合物或者所用各组分的反应产物，组合物中的一些组分(例如硅烷偶联剂和白炭黑、氧化锌和硬脂酸等)在制备的不同阶段，尤其是在硫化过程中能够发生不同程度的反应。本发明中，除非另有说明，所有的百分数％都表示重量百分数％

“二烯烃橡胶弹性体”是指至少一种二烯烃单体的均聚物或者共聚物，包括“基本不饱和”和“基本饱和”两种。“基本不饱和”的二烯烃橡胶是指至少一部分源自共轭二烯烃单体，并且具有15％(摩尔％)以上的二烯烃单元。因此，诸如丁基橡胶或烯烃-非共轭二烯烃共聚物类型的EPDM就没有落入该定义的保护范围内，并可以相反被称为“基本饱和”的二烯烃弹性体，即二烯烃单元通常低于15％(摩尔％)。在“基本不饱和”的二烯弹性体的范围内，术语“高度不饱和”的二烯弹性体应理解为尤其是指具有多于50％的二烯来源(共轭二烯)单元的二烯弹性体。

通过以上定义可知，本发明可以使用的二烯烃橡胶弹性体是指：具有4～12个碳原子的共轭二烯单体聚合得到的基本不饱和均聚物；一种或多种共轭二烯与一种或多种具有8～20个碳原子的乙烯基芳族化合物共聚得到的基本不饱和共聚物；乙烯、具有3～6个碳原子的烯烃和具有6～12个碳原子的共轭二烯单体共聚得到的三元基本不饱和共聚物。

所述弹性体可以具有任意的微结构，可以是例如嵌段、无规、顺序或微顺序的弹性体，并可以在分散体或在溶液中制备，可以用偶联剂、星型支化剂、官能化试剂来改性。

合适的聚合物优选聚丁二烯，尤其是1，2-单元含量为4％～80％的那些和顺-1，4单元含量大于80％的那些聚丁二烯，以及聚异戊二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物，尤其是苯乙烯含量为5％～50％、更特别是20％～40％、丁二烯部分的1，2键含量为4％～65％、反-1，4键含量为20％～80％的那些；丁二烯-异戊二烯共聚物，尤其是异戊二烯含量为5％～90％、玻璃化转变温度(Tg，根据ASTMD3418测量)为-40℃至-80℃的那些；丁二烯-苯乙烯-异戊二烯共聚物，特别合适的是苯乙烯含量为5％～50％、更特别是10％～40％，异戊二烯含量为15％～60％、更特别是20％～50％，丁二烯含量为5％～50％、更特别是20％～40％，更通常的情况是Tg为-20℃至-70℃的任意的丁二烯-苯乙烯-异戊二烯共聚物。

总之，本发明组合物的二烯弹性体特别优选地选自以下组中的(高不饱和)二烯弹性体：聚丁二烯(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、天然橡胶(NR)、丁二烯-苯乙烯(SBR)共聚物、丁二烯-异戊二烯-(BIR)共聚物和异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SBIR)共聚物及所述弹性体的共混物。

本发明的组合物特别期望优选用于乘用车的轮胎胎面，二烯弹性体优选丁二烯-苯乙烯(SBR)及丁二烯-苯乙烯(SBR)与其他所述弹性体的混合物。

本发明低滚阻橡胶组合物至少使用一种白炭黑作为补强填料，优选高分散的沉淀法白炭黑。作为这种高分散沉淀法白炭黑的非限制性实例，可以提及Evonic的Ultrasil9100GR、7000GR白炭黑；Solvay的Zeosil 200MP、1165MP、1115MP白炭黑；PPG的Hi-SilEZ150G白炭黑等。

通常用于轮胎中的HAF、ISAF或SAF类型的，特别是用于轮胎胎面中的所有炭黑都适于作为所述炭黑。这种炭黑的非限制性实例可以提及N115、N134、N220、N234、N330、N339、N347或N375等炭黑。

所述巯基硅烷偶联剂表示为X-Y-SH，其中X表示能够物理和/或化学键合至白炭黑的官能团，这种键合可以是例如在偶联剂硅原子和白炭黑的表面羟基(OH)之间建立的；-SH为巯基基团，能够通过硫原子而物理和/或化学键合至二烯弹性体；Y表示能够连接Y和X的二价基团。

所述橡胶组合物也可以包括所有或部分通常期望用于制造轮胎的弹性体组合物中的常用助剂，可以是操作油，所述操作油包括芳烃油、环保芳烃油、重质环烷油、环烷油或石蜡油；还包括防老剂，所述防老剂为喹啉类、胺类、三嗪类或萘胺类中的一种或几种防老剂；另外包含增塑剂、塑解剂、硅烷偶联剂、均匀剂、分散剂、增粘树脂或防焦剂。

所述橡胶组合物还包括硫化体系，优选基于硫，且基于主硫化促进剂，尤其是噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类等促进剂，如2-巯基苯并噻唑基二硫化物(简称为“MBTS”)、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(简称为“CBS”)、N，N-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(简称为“DCBS”)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(简称为“TBBS”)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰亚胺(简称为“TBSI”)，二硫化四苄基秋兰姆(简称为“TBzTD”)及这些化合物的混合物。当本发明应用于轮胎胎面时，硫化促进剂的优选用量是0.5-5.0phr，更优选1.5-4.0phr。

本发明采用的脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂，其中脂肪酸锌碳链长度为C8～C18，芳香族羧酸锌分子式为R-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-R′，其中R和R′可以是烷烃、烯烃、芳烃基团。

本发明采用的脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂有四种作用：一是芳香族羧酸锌的熔点接近甚至超过橡胶炼胶温度，通过低熔点的脂肪酸锌复配，可以降低芳香族羧酸锌的熔点，有利于其在橡胶中的分散；二是脂肪酸锌小分子包围橡胶大分子，能降低橡胶分子上的界面能，减小界面分子的抗形变，克服橡胶分子之间直接相互滑动摩擦和分子间作用力所产生的粘附力，降低胶料门尼黏度，起到物理增塑的作用；三是芳香族羧酸锌中的锌离子能够与巯基硅烷中的巯基发生络合，屏蔽巯基硅烷中活性较高的巯基，抑制高活性巯基夺取烯烃中的烯丙位氢，减少烯烃异构化产物的生成，抑制混炼胶散料问题和胶料的焦烧问题；四是巯基硅烷和锌盐形成的络合物可以在高温硫化过程中，在硫黄、促进剂的参与下，与橡胶发生交联反应。

本发明的橡胶组合物在合适的炼胶机中制备，通过控制巯基硅烷偶联剂、脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂的加入时机，将至少一种补强填料和基于硫的交联体系加入二烯弹性体中。优选以下工艺设定：在混炼初始阶段先加入橡胶和至少1/2以上的白炭黑，使得白炭黑先被橡胶吃入和初步分散，增加白炭黑与巯基硅烷接触机会，减少橡胶大分子与巯基硅烷接触机会；在混炼温度不超过110℃的条件下，加入剩余填料、巯基硅烷偶联剂、脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂，目的是利用脂肪酸锌改善胶料加工性能，降低门尼黏度；芳香族羧酸锌中的锌离子能够与巯基硅烷中的巯基发生络合，生成锌盐络合物，抑制高活性巯基夺取烯烃中的烯丙位氢，减少烯烃异构化产物的生成，降低巯基硅烷与橡胶大分子反应引发能量和程度，抑制混炼胶散料问题，同时锌盐络合物能够在硫化过程参与交联反应；巯基硅烷偶联剂与白炭黑恒温反应控制在135±5℃，目的也是降低巯基硅烷与橡胶大分子反应引发能量和程度，抑制混炼胶散料问题；巯基硅烷偶联剂与白炭黑恒温时间优选180±60s，更加优选180±30s。

本发明的通过在使用巯基硅烷偶联剂的橡胶加工体系中引入脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂，从而有效地延长胶料焦烧时间长，提高加工安全性，胶料混炼过程中不易散料，成团性好，加工性能得到改善，巯基硅烷偶联剂降低滚阻作用能够得到充分发挥。

附图说明

图1为对比例2一段母胶排胶状态；

图2为实施例1一段母胶排胶状态。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。

以下实施例选择的巯基硅烷偶联剂A结构如下：

实施例1

本实施例选择的脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂所含组分如下：

C₃₆H₇₂O₄Zn、C₃₂H₆₄O₄Zn、C₂H₅-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-C₂H₅，相应质量比例为1:3:1。

胶料采用三段式混炼工艺混炼：

第一段：转子转速80rpm，橡胶和1/2白炭黑投入，混炼30s提上顶栓；转子转速调整至75rpm，压上顶栓，混炼至108℃提上顶栓；转速调整至70rpm，加入1/4白炭黑、一段药品，混炼90s；清扫；转速调整至60rpm，138℃混炼100s空提坨，压坨继续保持138℃混炼100s；排胶料。

第二段：转子转速75rpm，一段母胶投入，混炼30s；加1/4白炭黑和二段药品，混炼60s；清扫，混炼60s；空提坨，转速60rpm，140℃混炼90s；排胶料。

第三段：开炼机加硫作业，辊温50℃±5℃。

表1实施例1配方

表2实施例1性能

对比例1使用的是轮胎行业最通用的硅烷偶联剂Si69，可以看出，单独使用巯基硅烷偶联剂后，硫化胶损耗因子降低15％，门尼黏度降低，但是焦烧时间缩短一半以上，现场挤出半成品时加工安全性大大降低，容易造成熟胶，导致制造成本上升。而实施例1采用巯基硅烷偶联剂与复配助剂搭配使用，滚动阻力、门尼黏度降低，焦烧时间延长，加工安全性提升。从一段母胶排胶状态来看，单独使用巯基硅烷偶联剂的对比例2排胶发散，有显而易见的碎胶块，不利于现场工人操作和5S管理，造成隐形成本的增加；而实施例1采用巯基硅烷偶联剂搭配复配助剂，排胶成团性好，工艺性能得到明显改善。

以上主要是由于复配助剂含有脂肪酸锌和芳香族羧酸锌。其中，脂肪酸锌小分子降低橡胶分子上的界面能，克服橡胶分子之间直接相互滑动摩擦和分子间作用力所产生的粘附力，降低胶料门尼黏度；芳香族羧酸锌中的锌离子能够与巯基硅烷中的巯基发生络合，屏蔽巯基硅烷中活性较高的巯基，抑制高活性巯基夺取烯烃中的烯丙位氢，减少烯烃异构化产物的生成，抑制混炼胶散料问题和胶料的焦烧问题。

实施例2～实施例4

实施例2、实施例3选择的脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂所含组分如下：

C₃₆H₇₂O₄Zn、C₃₂H₆₄O₄Zn、C₂H₅-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-C₂H₅，相应质量比例为1:3:1。

实施例4选择的脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂所含组分如下：

C₃₆H₇₂O₄Zn、C₃₂H₆₄O₄Zn、C₂₄H₄₈O₄Zn、C₅H₁₁-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-C₅H₁₁，相应质量比例为2:2:1:2。

母胶混炼采用串联一次法：

将上层密炼机转速调至30～40r/min，加入橡胶、2/3白炭黑，压上顶栓混炼60s至105±5℃；升上顶栓加入剩余白炭黑、炭黑、硅烷偶联剂、复配助剂、环保芳烃油、DPG、硬脂酸，密炼机转速降低至20～35r/min，压上顶栓，混炼60s；升上顶栓加入其他母炼药品，温度达到130℃时，升上顶栓清扫，密炼机转速降低至10～20r/min，压上顶栓进入恒温混炼，在136℃温度下恒温50～80s，开卸料门排胶至转速为25～35r/min的下层密炼机中，在136℃温度下恒温150～210s，开卸料门排胶，控制排胶温度132～140℃。胶料经挤出机挤出排至开炼机均化250～350s后，加入硫黄促进剂，辊距从4.5mm逐渐调整为3.0mm，在开炼机上继续混炼450～550s，开炼机下片，冷却建垛。

表3实施例2-4配方

表4实施例2-4性能

对比例3使用的是轮胎行业最通用的硅烷偶联剂Si69，对比例4使用的是巯基硅烷偶联剂。可以看出，单独使用巯基硅烷偶联剂后，硫化胶损耗因子降低13％，门尼黏度降低，但是焦烧时间缩短一半以上，现场挤出半成品时加工安全性大大降低。实施例为巯基硅烷偶联剂和复配助剂搭配使用，其中脂肪酸锌小分子降低橡胶分子上的界面能，克服橡胶分子之间直接相互滑动摩擦和分子间作用力所产生的粘附力，降低胶料门尼黏度；芳香族羧酸锌中的锌离子能够与巯基硅烷中的巯基发生络合，屏蔽巯基硅烷中活性较高的巯基，抑制高活性巯基夺取烯烃中的烯丙位氢，减少烯烃异构化产物的生成，抑制混炼胶散料问题和胶料的焦烧问题。

和实施例2相比，实施例3增加了复配助剂的用量，可以看出，门尼黏度进一步降低，焦烧时间进一步延长。实施例4和实施例3相比，使用的复配助剂成分有差异，实施例3使用的复配助剂中脂肪酸锌与芳香族羧酸锌质量比例为4:1，而实施例4使用的复配助剂中肪酸锌与芳香羧酸锌质量比例为5:2，可以看出实施例4使用的复配助剂中芳香族羧酸锌的含量略高，更有利于延长焦烧时间，但脂肪酸锌含量略低，对胶料的塑化效果降低，胶料门尼黏度略高。

综合认为，该解决方案不会损害所有的橡胶性质，反而会改善填料分散、橡胶加工性能，能够充分发挥巯基硅烷偶联剂的低滚阻作用。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种填充白炭黑的低滚阻橡胶组合物，其特征在于，该橡胶组合物包括：基本上不饱和的二烯烃橡胶弹性体；包含白炭黑的补强填料体系；巯基硅烷偶联剂；脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂以及交联体系；所述脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂中脂肪酸锌和芳香族羧酸锌的质量比为10:1～0.2:1；所述脂肪酸锌碳链长度为C8～C18；所述芳香族羧酸锌分子式为R-C₆H₄-COO-Zn-OOC-C₆H₄-R′，其中R和R′为烷烃基团。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述脂肪酸锌和芳香族羧酸锌组成的复配助剂的用量是0.2～5.0phr。

3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述补强填料体系包含30～120phr白炭黑。

4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述补强填料包含炭黑，所述炭黑的用量为0～60phr。

5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述基本上不饱和的二烯烃橡胶弹性体选自聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-异戊二烯共聚物和丁二烯-苯乙烯-异戊二烯共聚物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述交联体系包括主硫化促进剂、次硫化促进剂、硫化活化剂、硫化剂，所有主硫化促进剂、次硫化促进剂用量是0.5～5.0phr。

7.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中巯基硅烷偶联剂的用量是白炭黑用量的4～14％。

8.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物还包括操作油、防老剂、增塑剂、塑解剂、均匀剂、分散剂、增粘树脂、防焦剂中的至少一种；所述操作油为芳烃油、环保芳烃油、重质环烷油、环烷油或石蜡油中的一种；所述防老剂为喹啉类、胺类、三嗪类或萘胺类中的一种或几种。

9.一种制备权利要求1所述的橡胶组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将上层密炼机转速调至30～40r/min，加入橡胶、2/3白炭黑，压上顶栓混炼60s至105±5℃；升上顶栓加入剩余白炭黑、炭黑、硅烷偶联剂、复配助剂、环保芳烃油、DPG、硬脂酸，密炼机转速降低至20～35r/min，压上顶栓，混炼60s；升上顶栓加入其他母炼药品，温度达到130℃时，升上顶栓清扫，密炼机转速降低至10～20r/min，压上顶栓进入恒温混炼，在136℃温度下恒温50～80s，开卸料门排胶至转速为25～35r/min的下层密炼机中，在136℃温度下恒温150～210s，开卸料门排胶，控制排胶温度132～140℃；胶料经挤出机挤出排至开炼机均化250～350s后，加入硫黄促进剂，辊距从4.5mm逐渐调整为3.0mm，在开炼机上继续混炼450～550s，开炼机下片，冷却建垛。

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