[发明专利]一种充炭黑母炼胶及其制备方法

权利要求书

1.一种充炭黑母炼胶，其特征在于该母炼胶是将以固体质量计10～50份炭黑分散于去离子水中成炭黑淤浆并与以干基质量计为100份纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的橡胶胶乳混合均匀，凝聚制得；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃改性的橡胶胶乳由纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液和二烯类橡胶胶乳共混制备，二烯类橡胶胶乳干基与纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液干基的质量比为100：0.1～100；纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液以乳液干基质量为100份计，含有表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1～5份，纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃复合乳液粒径为50～80nm，数均分子量为100000～140000，分子量分布为2～3。

2.根据权利要求1所述的充炭黑母炼胶，其特征在于二烯类橡胶胶乳选自聚丁二烯橡胶胶乳、天然橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳。

3.根据权利要求1所述的充炭黑母炼胶，其特征在于炭黑淤浆的质量浓度为15％～20％，去离子水温度宜为40～60℃。

4.根据权利要求1所述的充炭黑母炼胶，其特征在于炭黑的氮吸附比表面积为60～120m²·g^-1，DBP吸收值为60～120cm³·g^-1。

5.根据权利要求1所述的充炭黑母炼胶，其特征在于表面功能化改性的纳米二氧化硅是指二氧化硅采用硅氧烷偶联剂通过表面官能团化处理制成具有反应型的纳米二氧化硅，硅氧烷偶联剂质量为表面功能化改性纳米二氧化硅质量的0.1～50%。

6.根据权利要求5所述的充炭黑母炼胶，其特征在于表面功能化改性的纳米二氧化硅中硅氧烷偶联剂10～30%。

7.根据权利要求5所述的充炭黑母炼胶，其特征在于硅氧烷偶联剂为乙烯类硅氧烷、甲基丙烯酸酯类硅氧烷中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的充炭黑母炼胶，其特征在于硅氧烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷低聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和三（三甲基硅氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷中一种或多种。

9.根据权利要求1所述的充炭黑母炼胶，其特征在于共轭二烯烃为C₄～C₁₂共轭二烯烃。

10.根据权利要求9所述的充炭黑母炼胶其特征在于共轭二烯烃为1，3-丁二烯，异戊二烯，2，3-二甲基-1，3丁二烯，2，3-二乙基-1，3丁二烯，2-甲基-3-乙基-1，3丁二烯，2-氯-1，3-戊二烯，1，3-戊二烯，3-丁基-1，3-辛二烯，2-苯基-1，3-丁二烯和1，3-己二烯中一种或多种。

11.一种权利要求1所述的充炭黑母炼胶的制备方法，其制备过程为：

（1）纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液的制备：用原位种子乳液聚合法制备纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液，以共轭二烯烃单体质量为100份计：

单体预乳化液制备：将共轭二烯烃单体、乳化剂、去离子水、缓冲剂、引发剂混合预乳化15～45分钟制备成预乳化液；其中单体与水的比例为1：1～1：2，乳化剂用量为3～20份，缓冲剂用量为0.3～1份，引发剂用量为0.1～0.8份；

以表面功能化改性纳米二氧化硅为核制备纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液：取表面功能化改性的纳米二氧化硅0.1～5份加入到装有0.1～5份乳化剂和10～50份去离子水的反应器中，搅拌升温至60～80℃，然后取1/20～1/5单体预乳化液加入到反应器中，控制反应釜温度为60～80℃，保温0.5～1小时，让共轭二烯烃单体将表面功能化改性纳米二氧化硅包覆并聚合，并将此作为复合乳液的种子；在装有种子乳液的反应器中滴加剩余的单体预乳化液，并于5～8小时内滴加完毕，得到纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液；

（2）炭黑母炼胶的制备：把纳米二氧化硅/聚共轭二烯烃功能复合乳液加入到二烯类橡胶胶乳中，充分搅拌混合均匀，然后加入炭黑淤浆混合均匀，凝聚制得充炭黑母炼胶。