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一種用于輪胎的高耐磨補強材料及其制備方法

文檔序號:3611002閱讀:173來源:國知局
一種用于輪胎的高耐磨補強材料及其制備方法
【專利摘要】一種用于輪胎的高耐磨補強材料,是由下述重量份配比的原料組成:天然橡膠100~120份,白炭黑20~80份,硅烷偶聯(lián)劑1~12份,溶劑300~600份;本發(fā)明所述的輪胎用高耐磨補強材料,在于解決機械剪切、熱作用造成的膠料性能下降和高填充白炭黑膠料加工困難以及傳統(tǒng)濕法混煉膠干燥困難的問題,混入硅烷偶聯(lián)劑,從而優(yōu)化高耐磨補強材料的加工和使用性能。通過采用濕法混煉白炭黑母膠,在不破壞天然橡膠分子量分布的前提下,有效地提高了材料的強度和耐磨性。
【專利說明】-種用于輪胎的高耐磨補強材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及種用于輪胎的高耐磨補強材料及其制備方法,屬于精細化工技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 天然橡膠因其具有優(yōu)異的加工性能和良好的物理機械性能被廣泛的應(yīng)用于橡膠 工業(yè)特別是輪胎工業(yè)。用傳統(tǒng)的干法混煉,首先要對天然膠進行塑煉,通過機械剪切及高溫 降解降低分子量,然后在機械的剪切過程中加入所需的炭黑、白炭黑及配合劑。在該一加工 過程中,天然膠的大分子嚴重破壞,W致強力磨耗等性能下降。
[0003] 在橡膠行業(yè)中,特別是目前節(jié)能輪胎中需要加入高填充量的白炭黑W降低生熱、 提高抗?jié)窕阅?、降低滾動阻力;白炭黑的自身特性使得膠料變硬、難W加工。如何提高高 含量白炭黑等填充材料的配方膠料在制造時的加工性和填充材料的分散性一直是業(yè)界關(guān) 注的問題,使用橡膠濕法母煉膠是一種較為有效的方法。橡膠濕法母煉膠可W通過W下方 法制備得到;事先將填充材料和分散溶劑W-定比例混合,輔W機械攬拌制成漿體溶液與 橡膠膠乳溶液液相混合,其后加入酸等凝固劑使其凝固,回收并干燥得到該物質(zhì)。使用濕法 母煉膠與橡膠干法混煉相比,炭黑、白炭黑等填充物分散優(yōu)異、材料的物理性能也較優(yōu)。
[0004] 查閱到的現(xiàn)有技術(shù)文獻主要有W下專利;CN200310115231. 9, CN200580043791. 5, CN200710196328. 5, CN201010622706. 3, CN201080049171. 3, CN201110052753. 3, CN201210001294. 0, CN201210281738. 0, CN201210282517. 5, CN201310337560. 1。專利中所 述的橡膠濕法母煉膠的制備介質(zhì)均為水相,膠料中若含有殘余的水分,會導(dǎo)致硫化橡膠制 品起泡報廢。因此該法制得產(chǎn)品的干燥變的非常嚴格。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種用于輪胎的高耐磨補強材料及其制備方 法,本發(fā)明采用溶劑法得到的用于輪胎的高耐磨補強材料,相對于傳統(tǒng)混煉方式得到的膠 料,具有更高的拉伸強度,更長的化斷伸長率和更優(yōu)異的耐磨性能。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007] -種用于輪胎的高耐磨補強材料,是由下述重量份配比的原料組成:
[000引天然橡膠100?120份,白炭黑20?80份,娃焼偶聯(lián)劑1?12份,溶劑300? 600 份;
[0009] 所述的娃焼偶聯(lián)劑為雙[(二己氧基娃焼基)一丙基]四硫化物(Si69)、雙[(二 己氧基娃焼基)一丙基]二硫化物(Si75)、3-辛醜基硫代一 1 一丙基H己氧基娃焼(MT) 中的一種或兩種W上混合;
[0010] 所述的溶劑為工業(yè)用120#溶劑油。
[0011] 本發(fā)明優(yōu)選的,所述白炭黑為沉淀法白炭黑或氣相法白炭黑,進一步優(yōu)選的,所述 的白炭黑為高分散沉淀法白炭黑。高分散沉淀法白炭黑為補強劑,能提高膠料的硬度、強 度、耐磨性能,并降低膠料成本。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選的,所述的天然橡膠選用5號標準橡膠,其具有拉伸高、抗撕裂性好和 生熱低等特點。
[0013] 本發(fā)明的娃焼偶聯(lián)劑可選擇雙[(H己氧基娃焼基)一丙基]四硫化物(Si69)、雙 [(H己氧基娃焼基)一丙基]二硫化物(Si75)或3-辛醜基硫代一1-丙基H己氧基娃焼 (MT),娃焼偶聯(lián)劑主要是改善白炭黑一橡膠界面間的相容性,提高白炭黑在膠料中的分散 性,降低混煉膠口尼粘度,改善加工性能,降低生熱,從而提高膠料的強度和耐磨性;
[0014] 娃焼偶聯(lián)劑Si69的結(jié)構(gòu)式為:
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于輪胎的高耐磨補強材料,是由下述重量份配比的原料組成: 天然橡膠100?120份,白炭黑20?80份,硅烷偶聯(lián)劑1?12份,溶劑300?600份; 所述的硅烷偶聯(lián)劑為雙[(三乙氧基硅烷基)一丙基]四硫化物(Si69)、雙[(三乙氧 基硅烷基)一丙基]二硫化物(Si75)、3-辛酰基硫代一 1 一丙基三乙氧基硅烷(NXT)中的 一種或兩種以上混合; 所述的溶劑為工業(yè)用120#溶劑油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,所述的天然橡膠 選用5號標準橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,所述白炭黑為沉 淀法白炭黑或氣相法白炭黑,進一步優(yōu)選的,所述的白炭黑為高分散沉淀法白炭黑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,是由下述重量份 配比的原料組成:天然橡膠100份,白炭黑50?60份,硅烷偶聯(lián)劑2. 5?7. 5份,溶劑450? 500 份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,是由下述重量份 配比的原料組成:天然橡膠100份,白炭黑50份,硅烷偶聯(lián)劑2. 5?7. 5份,溶劑450份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,天然橡膠100份, 白炭黑50份,硅烷偶聯(lián)劑5. 0份,溶劑450份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料,其特征在于,硅烷偶聯(lián)劑與白 炭黑的質(zhì)量比為0.5?1.5:10,優(yōu)選質(zhì)量比為1.0:10。
8. 權(quán)利要求1所述的用于輪胎的高耐磨補強材料的制備方法,步驟如下: (1) 將天然橡膠投入溶劑中,以30rpm?400rpm的轉(zhuǎn)速攪拌至天然橡膠溶解,制得天然 橡膠溶液; (2) 將白炭黑、娃燒偶聯(lián)劑在30rpm?400rpm轉(zhuǎn)速的攪拌下依次加入天然橡膠溶液中, 攪拌混合均勻,得混合物; (3) 升溫至100°C ±2°C,在2h內(nèi)快速蒸發(fā)去除步驟(2)制得的混合物中的溶劑,制得 固體母膠,蒸出的溶劑油回收利用; (4) 固體母膠投入橡膠造粒機中制成顆粒狀,即得本發(fā)明的用于輪胎的高耐磨補強材 料。
9. 一種利用權(quán)利要求1-7任一項所述的高耐磨補強材料小配合試驗煉膠方法,包括如 下重量份原料組成: 高耐磨補強材料155份,防老劑RD 1. 0份,防老劑40201. 0份,氧化鋅4份,硬脂酸1. 5 份,促進劑NS 0. 8份,促進劑DPG 1. 6份,硫黃1. 6份; 步驟如下: (1) 開煉機一段混煉: 取高耐磨補強材料,在開煉機上破膠包棍3?5min ;加入防老劑RD、防老劑4020、氧化 鋅和硬脂酸,于80°C?90°C混煉2?3分鐘,吃入后每側(cè)割刀3次,兩次割刀間隔20秒鐘, 室溫放置24h,得一段混煉膠; (2) 開煉機二段混煉: 向一段混煉膠中加入促進劑NS、促進劑DPG和硫黃,于80°C?90°C混煉4?6min,吃 入后每側(cè)割刀3次,兩次割刀間隔20秒鐘,6mm輥距下片。
10. -種利用權(quán)利要求1-5任一項所述的大配合試驗煉膠方法,包括如下重量份原料 組成: 高耐磨補強材料155份,防老劑RD 1. 0份,防老劑40201. 0份,氧化鋅4份,硬脂酸1. 5 份,促進劑NS 0. 8份,促進劑DPG 1. 6份,硫黃1. 6份; 步驟如下: (i) 取高耐磨補強材料,在開煉機上破膠包棍3?5min ;加入防老劑RD、防老劑4020、 氧化鋅和硬脂酸,于80°C?90°C混煉2分鐘,吃入后每側(cè)割刀3次,兩次割刀間隔20秒鐘, 室溫放置24h,得一段混煉膠,一段混煉:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速40r. mirT1,壓砣壓力18MPa ; (ii) 二段混煉: 加入一段混煉膠、促進劑NS、促進劑DPG和硫黃,于80°C?90°C混煉4?6min,吃入后 每側(cè)割刀3次,6mm棍距下片,二段混煉:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速25r. mirT1,壓蛇壓力18MPa。
【文檔編號】C08K3/22GK104356444SQ201410715670
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】杜孟成, 李云峰, 王才朋, 趙紅霞 申請人:山東陽谷華泰化工股份有限公司
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