CN115710388B - 一种橡胶复合材料的密炼方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种橡胶复合材料的密炼方法,涉及汽车轮胎胎面胶制备领域。本申请公开了一种橡胶复合材料的密炼方法,通过优化药品的投入顺序,优化密炼机内硅烷化反应发生的条件和时间,达到提高胶料耐磨性,降低滚动阻力,提高物理机械能的技术效果。
Description
技术领域
本申请公开了一种橡胶复合材料的密炼方法,属于汽车轮胎胎面胶制备领域。
背景技术
随着绿色环保的要求,轮胎工业对于轮胎的滚动阻力、低燃油消耗的要求也随之提高,白炭黑的应用能有效降低轮胎胶料高温区的滞后损失,从而降低滚动阻力,同时保持低温区域的滞后损失不变;但白炭黑表面羟基密度大,容易团聚,具有亲水性,一般常用硅烷偶联剂对白炭黑进行有机活化改性,改善白炭黑与聚合物之间的亲和性以及产生填料-橡胶化学交联键,增强白炭黑与聚合物之间的相互作用,降低滞后损失。
目前常用的混炼胶密炼工艺,没有量化白炭黑、偶联剂、橡胶的硅烷化反应的温度、时间,白炭黑在橡胶中分散不良,导致在部件压出时,高温下仍然有部分硅烷化反应发生,反应产物乙醇气体溢出,导致压出部件的气孔率高,影响压出质量;并且白炭黑的极性强导致白炭黑颗粒易形成聚集体,半成品胶料随着停放时间的延长,胶料门尼增加,从而影响半成品部件质量。
发明内容
为了解决上述问题,提供了一种橡胶复合材料的密炼方法,该方法通过优化药品的投入顺序,优化密炼机内硅烷化反应发生的条件和时间,达到提高胶料耐磨性,降低滚动阻力,提高物理机械能的技术效果。
本发明是通过以下的技术方案实现:一种橡胶复合材料的密炼方法,包括以下步骤:
(1)将生胶加入密炼机中,并于60-100℃下塑炼20-30秒,然后将白炭黑、偶联剂和促进剂分散于生胶中,得到混合胶料A;
(2)当混合胶料A温度升高至110-130℃,加入橡胶油,继续搅拌,直至混合胶料A温度升高至140-150℃,反应发生,随后温度升高至155-165℃,得到混合胶料B;
(3)将混合胶料B挤压成片,过隔离剂后的得到混合胶料C;
(4)取炭黑、防老剂、橡胶防护蜡、氧化锌、硬脂酸与混合胶料C加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D,当混合胶料D温度升高至140-150℃时,反应再次发生,随后温度升高至155-165℃,得到混合胶料E;
(5)将混合胶料E挤压成片,过隔离剂后得到混合胶料F;
(6)取硫磺与混合胶料F加入密炼机中混合均匀,温度升高至105-115℃,得到混合胶料G;
(7)将混合胶料G挤压成片,过隔离剂后得到橡胶复合材料。
优选地,步骤(1)中,密炼机内压力为14-16MPa,转速为50-60rpm。
优选地,步骤(1)中白炭黑由40-70份白炭黑165MP和5-15份N234炭黑组成。
优选地,步骤(1)中,所述生胶由高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty35%)50-60份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 25%)40-50份组成,所述偶联剂为硅烷偶联剂Si75 8-10份,所述促进剂为DPG 1-2份;步骤(2)中,所述橡胶油为5-10份。
优选地,步骤(2)、(4)中,当密炼机内温度达到110-130℃时,将密炼机转速调整为30-35rpm,当密炼机内温度达到130-140℃时,将密炼机转速调整为10-30rpm,以5-10℃/min的升温速率升高至145℃,发生硅烷化反应,反应时间为1-4min。
优选地,在密炼机转速为10-30rpm过程中,将密炼机的上顶栓提起1-2次,排出乙醇。
优选地,步骤(4)中,各原料按重量份计,含有氧化锌3-5份、硬脂酸2-4份,所述炭黑为10-20份N234炭黑组成,所述防老剂由2-4份防老剂4020和防老剂RD组成,所述橡胶防护蜡由1-2份石蜡和微晶蜡组成。
优选地,步骤(6)中,各原料按重量份计,硫磺1.5-2份。
优选地,步骤(3)、(5)、(7)中,所述隔离剂为脂肪酸锌水溶液,脂肪酸锌的质量百分数为3-5%。
优选地,步骤(3)、(5)、(7)中,采用螺杆挤出机挤出压片。
本申请是通过硅烷化反应从而达到对白炭黑表面改性,反应式如式(I)所示:
白炭黑表面羟基密度大,容易团聚,具有亲水性,硅烷偶联剂与白炭黑表面羟基结合进行有机活化改性,即发生硅烷化反应,改善白炭黑与聚合物之间的亲和性以及产生填料-橡胶化学交联键,增强白炭黑与聚合物之间的相互作用。
本申请中,“DPG”是指二苯胍,“硅烷偶联剂Si75”是指双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物,防老剂2040是指“N-(1,,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺”,防老剂RD是指“2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体”。
本申请的有益效果包括但不限于:
1、根据本申请提供的一种橡胶复合材料的密炼方法,该方法通过优化药品的投入顺序,优化密炼机内硅烷化反应发生的温度和时间等方面,使最终得到的橡胶复合材料具有较高的撕裂强度,较低的滚动阻力、填料之间的佩恩效应相对低的优良性能。
2、根据本申请提供的一种橡胶复合材料的密炼方法,促进剂在母炼阶段加入,加速硅烷化发应的进行,在140-160℃温度区间,降低密炼机转速,延长硅烷化反应时长,提高白炭黑在橡胶中的分散程度。
3、根据本申请提供的一种橡胶复合材料的密炼方法,在密炼机转速降低,发生反应的同时,提起1-2次密炼机上顶栓排出气体,降低压出部件气孔率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些简单的替换或调整,均在本发明的保护范围之内。
如无特别说明,本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
实施例1
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)50份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)50份加入密炼机中,并于60℃下塑炼30秒,然后将40份白炭黑165MP和15份N234炭黑、8份硅烷偶联剂Si75和1份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为14MPa,转速为50rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A1;
(2)当混合胶料A1温度升高至110℃,加入5份橡胶油,继续搅拌,密炼机转速调整为30rpm,直至温度升高至140℃,硅烷化反应发生,调整转速至10rpm,混合胶料A1温度以5℃/min的升温速率升高至155℃,反应时间为3min,得到混合胶料B1,硅烷化反应期间,将密炼机的上顶栓提起1次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B1通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为3%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C1;
(4)取20份N234炭黑、1份防老剂4020、1份防老剂RD、0.5份石蜡、0.5份微晶蜡、3份氧化锌、2份硬脂酸与混合胶料C1加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D1,密炼机转速调整为30rpm,直至升高至140℃时,硅烷化反应再次发生,调整转速至10rpm,混合胶料D1温度以5℃/min的升温速率升高至155℃,反应时间为3min,得到混合胶料E1,硅烷化反应期间,提起1次密炼机上顶栓,排出乙醇;
(5)将混合胶料E1经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为3%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F1;
(6)取1.5份硫磺与混合胶料F1加入密炼机中混合均匀,温度升高至105℃,得到混合胶料G1;
(7)将混合胶料G1经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为3%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
实施例2
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)55份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)45份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将60份白炭黑165MP和5份N234炭黑、10份硅烷偶联剂Si75和2份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A2;
(2)当混合胶料A2温度升高至120℃,加入8份橡胶油,继续搅拌,密炼机转速调整为33rpm,直至升高至145℃,硅烷化反应发生,调整转速至12rpm,混合胶料A2以6℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为4min,得到混合胶料B2,反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B2通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C2;
(4)取10份N234炭黑、1.5份防老剂4020、1.5份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料C2加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D2,密炼机转速调整为33rpm,直至温度升高至140℃,硅烷化反应发生,调整转速至12rpm,混合胶料D2以6℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为2min,得到混合胶料E2;反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E2经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F2;
(6)取2份硫磺与混合胶料F2加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料G2;
(7)将混合胶料G2经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
实施例3
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)52份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)48份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将50份白炭黑165MP和10份N234炭黑、10份硅烷偶联剂Si75和1.5份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A3;
(2)当混合胶料A3温度升高至120℃,加入8份橡胶油,继续搅拌,密炼机转速调整为35rpm,直至温度升高至145℃,硅烷化反应发生,调整转速至13rpm,混合胶料A3以10℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为2min,得到混合胶料B3,反应期间,将密炼机的上顶栓提起1次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B3通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C3;
(4)取15份N234炭黑、1份防老剂4020、2份防老剂RD,1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料C3加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D3,密炼机转速调整为35rpm,温度升高至140℃时,硅烷化反应再次发生,调整转速至13rpm,混合胶料以6℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为2min,得到混合胶料E3;反应期间,将密炼机的上顶栓提起1次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E3经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F3;
(6)取2份硫磺与混合胶料F3加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料G3;
(7)将混合胶料G3经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
实施例4
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)60份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)40份加入密炼机中,并于100℃下塑炼30秒,然后将45份白炭黑165MP和15份N234炭黑、10份硅烷偶联剂Si75和2份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为16MPa,转速为60rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A4;
(2)当混合胶料A4温度升高至130℃,加入10份橡胶油,继续搅拌,密炼机转速调整为35rpm,直至混合胶料A4温度升高至145℃,硅烷化反应发生,调整转速至10rpm,混合胶料A4以10℃/min的升温速率随后温度升高至165℃,反应时间为2min,得到混合胶料B4,反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B4通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为5%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C4;
(4)取20份N234炭黑、2份防老剂4020、2份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶、5份氧化锌、4份硬脂酸与混合胶料C4加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D4,密炼机4转速调整为35rpm,至混合胶料温度升至145℃,硅烷化反应发生,调整转速至10rpm,混合胶料以10℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为1.5min,得到混合胶料E4;反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E4经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为5%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F4;
(6)取2份硫磺与混合胶料F4加入密炼机中混合均匀,温度升高至115℃,得到混合胶料G4;
(7)将混合胶料G4经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为5%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
对比例1
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)55份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)45份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将60份白炭黑165MP和5份N234炭黑、9份硅烷偶联剂Si75和3份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A5;
(2)当混合胶料A5温度升高至120℃,加入8份橡胶油,继续搅拌,混合胶料A5温度升高至145℃,硅烷化反应发生,得到混合胶料B5;
(3)将混合胶料B5通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C5;
(4)取10份N234炭黑、1.5份防老剂是4020、1.5份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料C5加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D5,硅烷化反应发生,混合胶料D5温度升高至140℃时,得到混合胶料E5,反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E5经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F5;
(6)取2份硫磺与混合胶料F5加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料G5;
(7)将混合胶料G5经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
对比例2
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)55份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)45份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将60份白炭黑165MP和5份N234炭黑、9份硅烷偶联剂Si75和3份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A6;
(2)当混合胶料A6温度升高至120℃,加入8份橡胶油,继续搅拌,混合胶料A6温度升高至140℃,硅烷化反应发生,随后温度升高至160℃,反应时间为0.6min,得到混合胶料B6,硅烷化反应发生期间内,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B6通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C6;
(4)取10份N234炭黑、1.5份防老剂4020、1.5份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料C6加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D6,混合胶料D6温度升高至140℃时,硅烷化反应再次发生,随后温度升高至160℃,反应时间为0.6min,得到混合胶料E6,反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E6经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F6;
(6)取2份硫磺与混合胶料F6加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料G6;
(7)将混合胶料G6经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。(不降低转速延长时间)
对比例3
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)55份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)45份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将60份白炭黑165MP和5份N234炭黑、9份硅烷偶联剂Si75加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A7;
(2)当混合胶料A7温度升高至120℃,加入8份橡胶油,继续搅拌,密炼机转速调整为33rpm,直至混合胶料A7温度升高至145℃,硅烷化反应发生,调整转速至12rpm,混合胶料A7以6℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为2min,得到混合胶料B7,硅烷化反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(3)将混合胶料B7通过螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料C7;
(4)取10份N234炭黑、1.5份防老剂4020、1.5份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料C7加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D7,密炼机转速调整为33rpm,并在转速为33rpm期间内,提起2次密炼机上顶栓,直至混合胶料D7温度以8℃/min的升温速率升高至140℃时,硅烷化反应再次发生,随后温度升高至160℃,反应时间为2.5min,得到混合胶料E7,反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇;
(5)将混合胶料E7经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料F7;
(6)取2份硫磺、3份DPG与混合胶料F7加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料G7;
(7)将混合胶料G7经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
对比例4
(1)将高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty 35%)55份和高苯乙烯溶聚丁苯橡胶(sty25%)45份加入密炼机中,并于80℃下塑炼25秒,然后将60份白炭黑165MP和5份N234炭黑、9份硅烷偶联剂Si75和3份DPG加入密炼机内,密炼机内压力设置为15MPa,转速为55rpm,使上述原料分散于高苯乙烯溶聚丁苯橡胶中,得到混合胶料A8;
(2)当混合胶料A8温度升高至120℃,加入8份橡胶油、35份白炭黑165MP、15份N234炭黑、1份防老剂是4020、1份防老剂RD、1份石蜡、1份微晶蜡、4份氧化锌、3份硬脂酸与混合胶料A8加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料B8,密炼机转速调整为33rpm,直至升高至140℃,硅烷化反应发生,调整转速至12rpm,混合胶料B8以6℃/min的升温速率随后温度升高至160℃,反应时间为2min,得到混合胶料C8;反应期间,将密炼机的上顶栓提起2次,排出乙醇硅;
(3)将混合胶料C8经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到混合胶料D8;
(4)取2份硫磺与混合胶料D8加入密炼机中混合均匀,温度升高至110℃,得到混合胶料E8;
(5)将混合胶料E8经螺杆挤出机挤压成片,过质量百分数为4%的脂肪酸锌水溶液后得到橡胶复合材料。
对上述实施例1-4和对比例1-4,参照表1相应标准,进行性能测试,性能测试结果见表2。
表1
表2
如表2可知,在实施例1-4中,实施例2采用的各原料比例,原料投放顺序以及制备方法的选择后,可得到性能最优的复合橡胶材料,通过动态力学性能可以显示出较小的滚动阻力、较好的抗湿滑性、佩恩数据说明填料的分散性更好。
对比例1与实施例1-4相比,不同之处在于,降低硅烷化效应的反应温度,硅烷化反应不完全,降低了白炭黑与聚合物之间的相互作用,从而导致白炭黑的分散度低,影响材料的力学性能,没有达到降低材料滚动阻力,提高抗湿滑性、耐磨性的有益效果。
对比例2与实施例1-4相比,不同之处在于,未调整密炼机转速,使得硅烷化反应时间缩短,导致硅烷化反应不完全,没有最大程度的改善白炭黑于聚合物之间的亲和性,填料-橡胶化学交联键产生数目少,影响后续白炭黑和橡胶的结合,从而导致橡胶各项性能降低。
对比例3与实施例1-4相比,不同之处在于,将DPG在步骤(6)中加入,无法促进硅烷化反应的进行,复合橡胶材料的滚动阻力明显提高。
对比例4与实施例1-4相比,不同之处在于,将步骤(2)与步骤(4)结合在一起,只发生一次硅烷化反应,复合橡胶材料的各性能显著降低,硅烷偶联剂无法对白炭黑表面羟基结合进行有机活化改性,影响白炭黑与橡胶的结合,无法得到较小的滚动阻力、较好的抗湿滑性、填料分散性好的橡胶复合材料。
采用本发明的密炼方法得到的橡胶复合材料,具有更好的性能,将此橡胶复合材料应用于汽车轮胎胎面时,可以有效延长轮胎的使用寿命,以及提高汽车的安全性。
以上所述,仅为本申请的实施例而已,本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制,而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将生胶加入密炼机中,并于60-100℃下塑炼20-30秒,然后将白炭黑、偶联剂和促进剂分散于生胶中,得到混合胶料A;
(2)当混合胶料A温度升高至110-130℃,加入橡胶油,继续搅拌,直至混合胶料A温度升高至140-150℃,反应发生,随后温度升高至155-165℃,得到混合胶料B;
(3)将混合胶料B挤压成片,过隔离剂后得到混合胶料C;
(4)取炭黑、防老剂、橡胶防护蜡、氧化锌、硬脂酸与混合胶料C加入密炼机中均匀混合,得到混合胶料D,当混合胶料D温度升高至140-150℃时,反应再次发生,随后温度升高至155-165℃,得到混合胶料E;
(5)将混合胶料E挤压成片,过隔离剂后得到混合胶料F;
(6)取硫磺与混合胶料F加入密炼机中混合均匀,温度升高至105-115℃,得到混合胶料G;
(7)将混合胶料G挤压成片,过隔离剂后得到橡胶复合材料;
步骤(1)中,密炼机内压力为14-16MPa,转速为50-60rpm;
步骤(2)、(4)中,当密炼机内温度达到110-130℃时,将密炼机转速调整为30-35rpm,当密炼机内温度达到130-140℃时,将密炼机转速调整为10-30rpm,以5-10℃/min的升温速率升高至145℃,发生硅烷化反应,反应时间为1-4min;
各原料按重量份计,步骤(1)中,所述生胶由苯乙烯含量为35%的高苯乙烯溶聚丁苯橡胶50-60份和苯乙烯含量为25%的高苯乙烯溶聚丁苯橡胶40-50份组成;
步骤(3)、(5)、(7)中,所述隔离剂为脂肪酸锌水溶液,脂肪酸锌的质量百分数为3-5%。
2.如权利要求1所述的橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,各原料按重量份计,所述偶联剂为硅烷偶联剂Si75 8-10份,所述促进剂为DPG 1-2份;
步骤(2)中,所述橡胶油为5-10份。
3.如权利要求1所述的橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,在密炼机转速为10-30rpm过程中,将密炼机的上顶栓提起1-2次,排出乙醇。
4.如权利要求1所述的橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,步骤(4)中,各原料按重量份计,含有氧化锌3-5份、硬脂酸2-4份,所述炭黑为10-20份N234炭黑组成,所述防老剂由2-4份防老剂4020和防老剂RD组成,所述橡胶防护蜡由1-2份石蜡和微晶蜡组成。
5.如权利要求1所述的橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,步骤(6)中,各原料按重量份计,硫磺1.5-2份。
6.如权利要求1所述的橡胶复合材料的密炼方法,其特征在于,步骤(3)、(5)、(7)中,采用螺杆挤出机挤出压片。
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CN105623018A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-01 | 中策橡胶集团有限公司 | 一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料及其炼胶方法和轮胎 |
CN106674657A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法 |
CN114058095A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-02-18 | 福建师范大学泉港石化研究院 | 一种耐磨丁腈橡胶材料及其制备方法 |
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---|---|---|---|---|
WO2015109792A1 (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | 怡维怡橡胶研究院有限公司 | 一种改善橡胶制品弹性和生热性能的方法 |
CN105623018A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-01 | 中策橡胶集团有限公司 | 一种超低滚动阻力轮胎胎面胶料及其炼胶方法和轮胎 |
CN106674657A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 一种高抗湿滑抗静电低疲劳温升轮胎胎面胶材料及其制备方法 |
CN114058095A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-02-18 | 福建师范大学泉港石化研究院 | 一种耐磨丁腈橡胶材料及其制备方法 |
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