[发明专利]一种低生热高耐磨橡胶组合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别涉及轮胎制造领域。 

背景技术

汽车使用要消耗大量能源同时又排放大量的二氧化碳，降低胶料的动态滞后损失从而降低滚动阻力、减少耗油量、降低碳排放一直备受人们关注。与降低滚动阻力有关的法律法规也相应出台，如欧洲的标签法、美国的SmartWay认证，都要求降低轮胎滚动阻力，其中降低胎面胶的动态滞后损失和生热是降低轮胎滚动阻力的最直接也是最有效的手段之一。目前降低胶料动态滞后损失导致轮胎滚动阻力和生热下降的有效手段是大量使用白炭黑来替代炭黑，但由于白炭黑的分散以及与聚合物的结合不好所带来的负面影响就是耐磨性的降低，因而有许多研究者在这方面做了大量工作。 

如专利(申请号97191118.5)提出通过一种改性硅油作分散剂提高白炭黑分散性，改进生热和耐磨性能、降低门尼粘度。但用这种方法一方面可能导致部分硅油先与炭黑结合，减少了橡胶与炭黑结合的可能性，不能充分发挥炭黑的耐磨性能，另一方面在专利中既加入了改性硅油又使用了偶联剂，会导致成本增加，并且改性硅油不容易获得，传统的橡胶加工企业尤其轮胎厂不容易组织生产。再如专利(申请号201010119205.3)提出通过传统混炼设备采用两步骤混炼方法改进白炭黑分散，其中第二步混炼时加入炭黑同时也混入橡胶通用的助剂如防老剂、活性剂等，一些低分子物质会吸附到炭黑表面，减少了炭黑与橡胶之间的作用，会导致炭黑对耐磨性贡献降低。 

本发明利用目前橡胶通用原材料，在通用混炼设备基础上，应用新配方和新工艺既提高白炭黑与橡胶结合和分散又改进炭黑与橡胶结合，从而达到降低滚动阻力和提高耐磨性的目的。 

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种橡胶组合物及制备工艺，应用该工艺制备的该组合物可以用于轮胎制造特别是低滚动阻力轮台制造，降低生热，降低滚动阻力同时提高耐磨性。 

本发明是基于以下可能的原理进行实施： 

众所周知，通过应用白炭黑和硅烷偶联剂可以大大降低胶料动态滞后损失即tanδ值，通常用胶料50-80℃，1-100Hz条件下的tanδ值来表征轮胎滚动阻力，tanδ低时轮胎滚动阻力小，但大量应用白炭黑会使轮胎耐磨性能下降，影响轮胎使用寿命，尤其在卡车轮胎中，因而在卡车轮胎胶料中一般使用白炭黑同时要使用炭黑，以确保磨耗性能。炭黑与橡胶结合的越好补强性能越好，本发明除了在配方上作较大改进外，混炼工艺也作较大改进。传统混炼工艺中炭黑、防老剂、活性剂都一起加入，炭黑表面会吸附这些低分子物质，降低炭黑与橡胶的结合，降低补强效果，因而使耐磨性降低。而采用本发明的配方和制备工艺，橡胶可以预先分别与炭黑、白炭黑/偶联剂混炼形成母胶，再力入防老剂、活性剂等低分子物质时，耐磨性会提高，生热会下降。白炭黑和炭黑的母胶混合时，微观上使炭黑粒子之间距离和白炭黑粒子之间距离加大，减少聚集，使tanδ值降低，从而降低轮胎滚动阻力和轮胎生热。 

本发明进一步涉及如下实施方式： 

一种低生热高耐磨橡胶组合物，由 

(A)100重量份橡胶； 

(B)5-120重量份炭黑；优选10-100重量份炭黑；更优选15-80重量份炭黑； 

(C)0-100重量份白炭黑；优选10-90重量份白炭黑；更优选15-80重量份白炭黑； 

(D)0-20重量份偶联剂； 

0-20重量份力工油；0.5-8重量份活性剂；0.5-8重量份防老剂；共0.5-8重量份的 促进剂和硫化剂组成； 

所述橡胶组合物制造方法，包括如下步骤： 

第一步，分别混炼炭黑母胶和白炭黑母胶： 

橡胶与炭黑混炼成炭黑母胶； 

橡胶与白炭黑、偶联剂混炼成白炭黑母胶(当有加工油时，在制备白炭黑母胶时加入)； 

第二步，将所述炭黑母胶、白炭黑母胶、防老剂、活性剂、促进剂、硫化剂按组合物比例混炼制备成终炼胶。 

根据上述的橡胶组合物，其中橡胶（A)为烟片胶、标准胶、含二烯烃单元的合成橡胶的一种或多种。 

根据上述的橡胶组合物，其中炭黑(B)比表面积为50-160m²／g，优选70-140m²／g，更优选80-130m²／g；吸油值为45-162ml／100g，优选85-142ml／100g，更优选95-132ml／100g。