CN113321855A - 一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用，橡胶复合材料包括橡胶、白炭黑、硅烷偶联剂、功能性助剂，还可以加入其他常用的助剂，其中功能性助剂含有腰果酚聚氧乙烯醚硫化物、含巯基的腰果酚聚氧乙烯醚化合物中的至少一种。本发明提供的橡胶复合材料中采用硅烷偶联剂和功能性助剂共用，得到的橡胶复合材料具有较低的滚阻和生热，与现有的白炭黑填充的胶料相比，具有更好的耐磨性能以及更低的压缩疲劳温升，为白炭黑在轮胎胎面胶中的应用提供了广阔的应用前景。

Description

一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着汽车工业的进步，人们对轮胎的性能要求更加苛刻，以白炭黑填充橡胶，制备的白炭黑/橡胶复合材料在轮胎胎面胶的应用中具有低滚阻、低生热等优异性能，但是其耐磨性能不佳，特别是在以天然橡胶为基体的全钢载重胎中，这严重限制了白炭黑作为填料在轮胎中的应用。
偶联剂是“绿色轮胎”制造中常用的橡胶助剂，其含有的多硫键或者巯基官能团能和橡胶分子链形成化学结合作用，乙氧基或者甲氧基等官能团能够和白炭黑表面羟基反应，因此，能够提升填料与橡胶基体之间界面相互作用。传统偶联剂Si69、Si75等含有烷氧基的偶联剂，这类偶联剂在填料和橡胶基体的界面之间仅存在化学结合作用，缺乏物理吸附作用。wang等人发表在Phys.Chem Chem Phys上的文章《Novel percolation phenomenaand mechanism of strengthening elastomers by nanofillers》指出，在橡胶复合材料中，化学结合和物理吸附界面同时存在，才能更好地发挥出纳米粒子补强橡胶复合材料的增强效果，提升橡胶复合材料综合性能。
综上，在橡胶复合材料中引入物理吸附界面，能够减少乙醇等VOC气体的排放，进一步提升纳米粒子对橡胶复合材料的增强效果，从而制备出具有低生热、低滚阻、高耐磨等高性能橡胶复合材料，这对橡胶工业的绿色可持续发展具有重大意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种含有偶联剂和功能性助剂的白炭黑/橡胶复合材料，所述复合材料用于制造“绿色轮胎”胎面，具有低滚阻、低生热、高耐磨、抗撕裂等优异的综合性，特别是在白炭黑填充的天然橡胶，具有低生热、低滚阻、高耐磨、抗撕裂。
本发明的目的之一在于提供一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料，包括共混的橡胶、白炭黑、功能性助剂、硅烷偶联剂在内的组分，所述的功能性助剂含有腰果酚聚氧乙烯醚硫化物、含巯基的腰果酚聚氧乙烯醚化合物中的至少一种。
上述复合材料中，橡胶可选用本领域常用的橡胶种类，选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶中的至少一种，优选选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶中的至少一种；
所述腰果酚聚氧乙烯醚硫化物的结构式为
Figure BDA0003051797570000021
式(Ⅰ)中，m为1～20，优选3～15；n为0～3；x为15；0＜y＜10，优选1～8；z为1～3；
所述含巯基的腰果酚聚氧乙烯醚化合物的结构式为：
Figure BDA0003051797570000022
式(Ⅱ)中，m为1～20，优选3～15；n为0～3；x为15；a为2～6；0＜b＜3，优选1～2；
所述的硅烷偶联剂的通式为
Figure BDA0003051797570000031
式(Ⅲ)中，R'选自甲基、乙基中的至少一种；R"选自带支链或者不带支链、饱和或者不饱和、碳原子数为1～30的脂肪烃或碳原子数为6～30的芳香烃中的至少一种；X选自SH、Sk中的至少一种，其中，k＝1～10；Q＝1或2。优选地，所述硅烷偶联剂选自具有下列结构式的化合物中的至少一种，但不局限于以下结构式的化合物：
Figure BDA0003051797570000032
上述复合材料中，以橡胶为100质量份来计，所述的白炭黑用量为10～100份，优选为30～70份；所述的硅烷偶联剂用量为白炭黑用量的1～50％，优选为2～10％；所述的功能性助剂和硅烷偶联剂的用量比为1:0.1～1:10，优选为1:0.5～1:2。
以橡胶为100质量份来计，所述的复合材料中还可以添加橡胶领域中其他常用助剂，按常规用量加入即可，优选包含3～9份活化剂、1～3份防老剂、10～30份增塑剂、1～3份促进剂、1～3份硫磺中的至少一种，上述复合材料中。其中，活化剂为本领域的常用的活化剂，优选选自硬脂酸和氧化锌；防老剂为本领域常用的防老剂，优选选自防老剂4020、防老剂4010中的至少一种；促进剂为本领域常用的促进剂，优选促进剂CZ和促进剂D并用。
本发明的目的之二在于提供一种上述低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料的制备方法，包括将包含有橡胶、白炭黑、偶联剂、功能性助剂在内的组分共混后，混炼均匀后得到所述的复合材料。具体地，包括以下步骤：
步骤1)在密炼机中依次加入橡胶、白炭黑、偶联剂、功能性助剂，混炼均匀；
步骤2)将步骤1)中混炼均匀的胶料高温加热处理后排胶；
步骤3)待胶料冷却至室温，将胶料置于开炼机中加入促进剂和硫磺，混炼均匀后，得到混炼胶，硫化后得到所述的低生热高耐磨白炭黑橡胶复合材料。
上述制备方法中，所述步骤1)中还任选地加入活化剂、防老剂；步骤1)中混炼温度为25～100℃，优选为45～75℃；混炼时间为3～15min，优选为5～8min；
所述步骤2)中加热温度为130～165℃，优选为145～155℃；加热时间为2～15min，优选为4～6min；
所述步骤3)中硫化温度为120～200℃，优选为130～150℃。
上述制备方法中，所述的功能性助剂的制备方法包括：将腰果酚聚氧乙烯醚类化合物和含硫物质均匀混合，加热反应后得到所述的功能性助剂。其中，所述的腰果酚聚氧乙烯醚类化合物选自羟值为62～85的腰果酚聚氧乙烯醚；所述的含硫物质选自硫磺、含巯基化合物中的至少一种，优选选自硫磺、乙二硫醇、丙二硫醇、丁二硫醇、戊二硫醇、己二硫醇中的至少一种；所述的腰果酚聚氧乙烯醚和含硫物质的摩尔比为1:0.1～1:10，优选为1:0.3～1:3；
功能性助剂的制备方法中，所述加热反应的温度为0～200℃，优选为25～150℃；加热反应的时间为1～12h，优选为1～6h；
所述的反应中任选地加入有机溶剂，采用的有机溶剂可采用本领域中常用的有机溶剂，例如：芳香烃类：苯、甲苯、二甲苯；脂肪烃类：戊烷、己烷、辛烷；脂环烃类：环己烷、环己酮、甲苯环己酮；卤化烃类：氯苯、二氯苯、二氯甲烷；醇类：甲醇、乙醇、异丙醇；醚类：乙醚、环氧丙烷；酯类：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯；酮类：丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮；二醇衍生物:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚；其他：乙腈、吡啶。
本发明的目的之三在于提供一种轮胎胎面胶，包含上述低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料或者根据上述制备方法得到的低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料。
由于白炭黑/橡胶复合材料在轮胎的应用中具有低生热、低滚阻等特点，但是其耐磨性严重影响轮胎的使用寿命。因此，白炭黑在具有较高要求的天然胶全钢载重胎的应用会受到限制，本发明中复合材料中的的功能性助剂既含有可与橡胶分子链形成化学结合的含硫官能团，能够与橡胶分子链形成物理吸附作用，提升纳米粒子与橡胶分子链亲和性的长脂肪链段；又含有可与白炭黑表面羟基形成化学结合的羟基基团，以及通过物理吸附作用遮蔽白炭黑表面羟基的聚醚基团，其在白炭黑和橡胶基体间构建了物理吸附和化学结合的双重界面作用。在此基础上，本发明通过采用功能性助剂和有机硅烷偶联剂的协同效应，进一步提升了白炭黑在橡胶基体中的分散和界面相互作用，在降低轮胎生热和滚阻性能的同时，其耐磨耗性能也获得了大幅度的提升。
本发明的有益效果是：本发明的白炭黑/橡胶复合材料具有低生热、低滚阻、高耐磨、抗撕裂等优异性能，既保留传统白炭黑补强的优势，又提升了白炭黑/橡胶复合材料的耐磨性能和增强效果，为白炭黑在橡胶复合材料尤其是胎面胶中的应用提供了广阔的应用前景。
附图说明
图1.实施例1硫化胶断面填料分散扫描电镜图；
图2.实施例2硫化胶断面填料分散扫描电镜图；
图3.对比例1硫化胶断面填料分散扫描电镜图；
图4.对比例1的阿克隆磨耗表面图；
图5.对比例2的阿克隆磨耗表面图；
图6.实施例2的阿克隆磨耗表面图；
图7.实施例3的阿克隆磨耗表面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
实施例中所采用的测试仪器及测试条件如下：
表1橡胶测试标准/条件
物理测试 标准/条件
硫化性能测试 GB/T9869
力学测试 GB/T528-2009
硫化胶硬度测试 GB/T6031-1998
混炼胶应变扫描 混炼胶：温度：60℃，形变：0.28％-400％，频率：1H<sub>Z</sub>
硫化胶应变扫描 硫化胶：温度：60℃，形变：0.28％-42％，频率：10H<sub>Z</sub>
阿克隆磨耗测试 GB/T1689-1998
动态压缩生热测试 GB1687-93
实施例中所采用的其他原料均为市售商品。
实施例1
功能性助剂的制备：
15g(26.5mmol)腰果酚聚氧乙烯醚-6和4.69g(18.3mmol)硫磺在140℃，反应3小时得到，得到的功能性助剂中含有下列结构式的化合物：
Figure BDA0003051797570000071
其中，m为6，n为0～3，x为15，y为1～8，z为1～3。
白炭黑/橡胶复合材料的制备：
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为3.33份，硅烷偶联剂Si69的用量为1.67份。
其中，硅烷偶联剂的结构式如下：
Figure BDA0003051797570000072
将以上原料按照以下的方法制备白炭黑/橡胶复合材料，并按照表1所示条件测试其性能。炼胶步骤如下：
1)在密炼机中依次加入橡胶、白炭黑、偶联剂、功能性助剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂，55℃混炼均匀。
2)在密炼机中150℃加入胶料进行热处理5分钟后排胶。
3)待胶料冷却至室温，将胶料置于开炼机中加入促进剂和硫磺，混炼均匀后出片，得到混炼胶。
4)将混炼胶进行在143℃的温度下硫化，得到硫化橡胶。
实施例2
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为2.5份，硅烷偶联剂的用量为2.5份。
其中硅烷偶联剂和功能性助剂同实施例1。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
实施例3
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为1.67份，硅烷偶联剂的用量为3.33份。
其中硅烷偶联剂和功能性助剂同实施例1。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
对比例1
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，硅烷偶联剂的用量为5份。其中硅烷偶联剂同实施例1。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
对比例2
原料：天然烟片胶100份，白炭黑VN3 50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
对比例3
原料：天然烟片胶100份，白炭黑VN3 50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂5份。
其中，功能性助剂同实施例1。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
实施例1～3和对比例1～3得到的复合材料的性能如下表2：
表2.实施例1～3和对比例1～3得到的复合材料性能测试结果
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
M<sub>H</sub>(dN·m) 16.73 20.24 17.70 20.12 21.50 16.61
M<sub>L</sub>(dN·m) 0.87 0.76 0.74 0.84 4.88 1.07
M<sub>H</sub>-M<sub>L</sub>(dN·m) 15.86 19.48 16.96 19.28 16.62 15.54
T<sub>10</sub>(min) 5.05 5.52 5.64 6.70 9.06 4.82
T<sub>90</sub>(min) 14.78 15.68 16.87 18.80 16.85 14.14
拉伸强度(MPa) 25.6 23.6 22.0 23.6 28.3 25.2
撕裂强度(KN/m) 98.8 101.7 98.3 88.2 94.7 85.2
断裂伸长率(％) 454 382 339 364 636 536
100％定伸应力(MPa) 2.9 3.4 4.0 4.0 1.7 2.2
300％定伸应力(MPa) 13.8 16.6 18.7 18.6 6.8 8.5
邵氏硬度 68 72 72 72 59 67
ΔG’(KPa) 120.6 124.9 120.91 159.85 300.10 137.12
60℃tanδ 0.074 0.076 0.083 0.072 0.099 0.083
阿克隆磨耗(cm<sup>3</sup>/1.61Km) 0.183 0.169 0.162 0.249 0.464 0.197
动态温升(℃) 17.0 16.4 18.7 17.8 28.1 19.8
由表2中数据可以看到，与对比例1(只含偶联剂)和对比例3(只含功能性助剂)相比，实施例1～3(偶联剂与功能性助剂并用)具有更低的Payne效应，这也同样表明，功能性助剂和偶联剂并用可以有效地提升白炭黑在橡胶基体中的分散，并且实施例2得到的复合材料与对比例1相比，抗撕裂性能提升约15.3％，并且动态压缩疲劳温升与对比例1(只含偶联剂)相比以及与对比例3(只含功能性助剂)相比获得了进一步的降低，滚动阻力(60℃tanδ)与对比例2相比降低约20％以上。此外，由图1～3可以看出，与对比例1(图3)相比，在本发明实施例1～2(图1～2)中功能性助剂和偶联剂共用的用量与对比例1中硅烷用量相同的情况下，实施例1～2中白炭黑在橡胶基体中的分散更加均匀。与对比例1～2相比，实施例2～3的耐磨耗性能可提升约30％，复合材料表面仅有非常细小的磨耗条纹(图6～7)。
实施例4
功能性助剂的制备：
将15g(26.5mmol)腰果酚聚氧乙烯醚-6和2.9g(26.5mmol)的1,3-丙二硫醇，投入到装有1/2环己烷溶剂的带有搅拌装置的三口瓶中，室温下充分搅拌1小时，然后升温至60℃搅拌反应6小时，40℃条件下减压蒸馏，除去溶剂环己烷，即得功能性助剂，得到的功能性助剂中含有以下结构式的化合物：
Figure BDA0003051797570000101
其中，m为6，n为0～3，x为15，z为1～3，a为3，b为1～3。
白炭黑/橡胶复合材料的制备：
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为3.33份，硅烷偶联剂的用量为1.67份。
其中，硅烷偶联剂的结构式如下：
Figure BDA0003051797570000111
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
实施例5
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为2.5份，硅烷偶联剂的用量为2.5份。
其中硅烷偶联剂和功能性助剂同实施例4。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
实施例6
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂的用量为1.67份，硅烷偶联剂的用量为3.33份。
其中硅烷偶联剂和功能性助剂同实施例4。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
对比例4
原料：天然烟片胶100份，白炭黑50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，硅烷偶联剂的用量为5份。
其中硅烷偶联剂同实施例4。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
对比例5
原料：天然烟片胶100份，白炭黑VN3 50份，硬脂酸2份，氧化锌5份，防老剂4020 2份，促进剂CZ 2份，促进剂D1份，硫磺2份，功能性助剂5份。
其中功能性助剂同实施例4。
将以上原料按照实施例1的制备方法混炼制得白炭黑/橡胶复合材料。
实施例4～6和对比例4～5的复合材料及性能如下表3：
表3.实施例4～6和对比例4～5得到的复合材料性能测试
性能指标 实施例4 实施例5 实施例6 对比例4 对比例5
M<sub>H</sub>(dN.m) 14.84 15.14 14.22 16.02 17.34
M<sub>L</sub>(dN.m) 0.87 0.86 0.79 0.92 1.27
M<sub>H</sub>-M<sub>L</sub>(dN.m) 13.97 14.28 13.43 15.10 16.07
T<sub>10</sub>(min) 1.56 0.87 0.58 0.67 3.07
T<sub>90</sub>(min) 6.91 7.37 8.40 7.40 10.77
拉伸强度(MPa) 27.5 27.9 30.4 28.0 26.3
撕裂强度(KN/m) 112.9 103.8 118.5 118.4 102.8
断裂伸长率(％) 530 492 562 610 578
100％定伸应力(MPa) 2.6 3.0 3.1 3.2 1.9
300％定伸应力(MPa) 12.1 14.0 13.7 14.7 7.6
邵氏硬度 66 67 67 64 63
ΔG’(KPa) 187.77 203.86 206.01 241.25 311.70
60℃tanδ 0.074 0.076 0.083 0.089 0.092
阿克隆磨耗(cm<sup>3</sup>/1.61Km) 0.256 0.245 0.239 0.337 0.322
动态温升(℃) 16.7 17.4 16.5 22.4 20.0
由表3中数据可以看到，与对比例4(只含偶联剂)和对比例5(只含功能性助剂)相比，实施例4～6(偶联剂与功能性助剂并用)具有更低的Payne效应，表明功能性助剂和偶联剂并用可以有效地提升白炭黑在橡胶基体中的分散，同时偶联剂与功能性助剂并用的实施例4～6具有优异的耐磨耗性能，并且动态压缩疲劳温升和滚动阻力(60℃tanδ)与对比例4(只含偶联剂)和对比例5(只含功能性助剂)相比也获得了进一步的降低。
综上所述，本发明提供的白炭黑/橡胶复合物材料中功能性助剂和硅烷偶联剂并用，使白炭黑/橡胶复合材料的磨耗、压缩疲劳温升、撕裂强度等性能获得了进一步提升，这为白炭黑/橡胶复合材料在轮胎胎面胶中提供了更加广阔的应用前景。

Claims (10)

1.一种低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料，包括共混的橡胶、白炭黑、功能性助剂、硅烷偶联剂在内的组分，所述的功能性助剂含有腰果酚聚氧乙烯醚硫化物、含巯基的腰果酚聚氧乙烯醚化合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
所述的橡胶选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶中的至少一种，优选选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶中的至少一种；和/或，
所述腰果酚聚氧乙烯醚硫化物的结构式为
Figure FDA0003051797560000011
式(Ⅰ)中，m为1～20，n为0～3，x为15，0＜y＜10，z为1～3；和/或，
所述含巯基的腰果酚聚氧乙烯醚化合物的结构式为：
Figure FDA0003051797560000012
式(Ⅱ)中，m为1～20，n为0～3，x为15，a为2～6，0＜b＜3；和/或，
所述的硅烷偶联剂的通式为
Figure FDA0003051797560000021
式(Ⅲ)中，R'选自甲基、乙基中的至少一种；R"选自带支链或者不带支链、饱和或者不饱和、碳原子数为1～30的脂肪烃或碳原子数为6～30的芳香烃中的至少一种；X选自SH、Sk中的至少一种，其中，k＝1～10；Q＝1或2。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
所述的复合材料中，以橡胶为100质量份来计，所述的白炭黑用量为10～100份，优选为30～70份；和/或，
所述的硅烷偶联剂用量为白炭黑用量的1～50％，优选为2～10％；和/或，
所述的功能性助剂和硅烷偶联剂的用量比为1:0.1～1:10，优选为1:0.5～1:2。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，
以橡胶为100质量份来计，所述的复合材料中还包含3～9份活化剂、1～3份防老剂、10～30份增塑剂、1～3份促进剂、1～3份硫磺中的至少一种。
5.一种权利要求1～4任一项所述的低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料的制备方法，包括将包含有橡胶、白炭黑、偶联剂、功能性助剂在内的组分共混后，混炼均匀后得到所述的复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)在密炼机中依次加入橡胶、白炭黑、偶联剂、功能性助剂，混炼均匀；
步骤2)将步骤1)中混炼均匀的胶料高温加热处理后排胶；
步骤3)待胶料冷却至室温，将胶料置于开炼机中加入促进剂和硫磺，混炼均匀后，得到混炼胶，硫化得到所述的低生热高耐磨白炭黑橡胶复合材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述步骤1)中还任选地加入活化剂、防老剂；和/或，
所述步骤1)中混炼温度为25～100℃，优选为45～75℃；混炼时间为3～15min，优选为5～8min；和/或，
所述步骤2)中加热温度为130～165℃，优选为145～155℃；加热时间为2～15min，优选为4～6min；和/或，
所述步骤3)中硫化温度为120～200℃，优选为130～150℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的功能性助剂的制备方法包括：将腰果酚聚氧乙烯醚类化合物和含硫物质均匀混合，加热反应后得到所述的功能性助剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
所述的腰果酚聚氧乙烯醚类化合物选自羟值为62～85的腰果酚聚氧乙烯醚；和/或，
所述的含硫物质选自硫磺、含巯基化合物中的至少一种，优选选自硫磺、乙二硫醇、丙二硫醇、丁二硫醇、戊二硫醇、己二硫醇中的至少一种；和/或，
所述的腰果酚聚氧乙烯醚和含硫物质的摩尔比为1:0.1～1:10，优选为1:0.3～1:3；和/或，
所述加热反应的温度为0～200℃，优选为25～150℃；加热反应的时间为1～12h，优选为1～6h；和/或，
所述的反应中任选地加入有机溶剂。
10.一种轮胎胎面胶，包含权利要求1～4任一项所述的低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料或者根据权利要求5～9任一项所述的低生热高耐磨白炭黑/橡胶复合材料。
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