[发明专利]一种含白炭黑橡胶组合物及其混炼方法

说明书

本发明属于轮胎、制品等行业的应用领域，尤其涉及到一种含白炭黑橡胶组合物及其混炼方法。一种含白炭黑橡胶组合物的混炼方法，该方法包括以下的步骤：1）塑炼段：成分为橡胶和部分白炭黑，白炭黑份数为白炭黑总份数的5%‑30%，塑炼段温度为120℃‑150℃；2）混炼段：成分为塑炼母胶、剩余部分白炭黑和除硫磺和促进剂外的其他化工助剂，混炼段投入剩余70%‑95%白炭黑，混炼段温度为130‑155℃；3）加硫段：混炼母胶、硫磺和促进剂，加硫段温度为120℃‑150℃。该方法相较于传统的混炼工艺，配方的物理性能、磨耗性能、动态性能皆有一定程度的提升。

技术领域

本发明属于轮胎、制品等行业的应用领域，尤其涉及到一种含白炭黑橡胶组合物及其混炼方法。

背景技术

相较于传统的炭黑，白炭黑由于其特有的低滚动阻力、高湿地抓地力而被大量应用在轮胎领域中，特别是在轮胎的胎面胶料中。但是由于白炭黑表面存在大量的极性极强的羟基，在混炼过程中白炭黑表面的羟基之间会聚集，产生絮凝现象，使白炭黑的分散变差，从而导致胶料的加工性能、物理性能等变差。为了降低白炭黑的絮凝现象，传统的做法是使用加工助剂，目前使用量最大的是硅烷偶联剂(具体结构通式见图1)，硅烷偶联剂一端的官能团(乙氧基、甲氧基等)可以与白炭黑表面的羟基发生反应，减少白炭黑表面羟基的数量，从而降低白炭黑的絮凝作用。

但是，由于硅烷偶联剂的分子量较大，存在较高的空间位阻，在实际中并不能与白炭黑表面的羟基百分之百发生反应，因此并不能完全消除白炭黑表面的羟基，依旧会存在絮凝现行。因此即使使用了类似于硅烷偶联剂的加工助剂，白炭黑在橡胶中的分散依旧是一个技术性难题。

白炭黑在胶料中的分散程度决定了胶料性能，为了提升白炭黑在橡胶中的分散，部分白炭黑配方混炼工艺会采用不同粒径的白炭黑并用的方法，这是由于不同粒径的白炭黑在胶料中会产生“通道效应”，利用易分散的大粒径白炭黑在分散过程中橡胶中产生的“通道”，降低小粒径白炭黑在橡胶中分散过程中所遇到的阻力，从而增加不易分散的小粒径白炭黑的分散程度。但是这是方法使用了部分大粒径白炭黑，比表面积低，与橡胶的作用变差，会导致胶料的物理性能、磨耗性能变差。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种含白炭黑橡胶组合物的混炼方法，该方法相较于传统的混炼工艺，配方的物理性能、磨耗性能、动态性能皆有一定程度的提升。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种含白炭黑橡胶组合物的混炼方法，该方法包括以下的步骤：

1)塑炼段：成分为橡胶和部分白炭黑，白炭黑份数为白炭黑总份数的5％-30％，塑炼段温度为120℃-150℃；

2)混炼段：成分为塑炼母胶、剩余部分白炭黑和除硫磺和促进剂外的其他化工助剂，混炼段投入剩余70％-95％白炭黑，混炼段温度为130-155℃；

3)加硫段：混炼母胶、硫磺和促进剂，加硫段温度为120℃-150℃。

作为优选，塑炼段白炭黑份数为白炭黑总份数的15％-25％，混炼段投入剩余85％-90％白炭黑。

作为优选，塑炼段采用剪切型密炼机，塑炼段方法如下：①入橡胶和白炭黑；②降上顶栓混炼升温至105-115℃；③升上顶栓保持1-2秒；④降上顶栓混炼升温至120-150℃；⑤排胶。

作为优选，混炼段采用串联密炼机，混炼段中：

上位机：①加塑炼母胶、防老剂、氧化锌和硬脂酸，降上顶栓混炼10-20″；②升上顶栓，加白炭黑、硅烷偶联剂和油；降上顶栓混炼升温至105-115℃；③升降上顶栓，翻胶；④降上顶栓混炼升温至130-155℃，恒温混炼100-150″；⑤排胶；

下位机：①进料，混炼升温至130-155℃；恒温混炼150-200″，②排胶。