[发明专利]一种橡胶复合材料及其制备工艺和应用

说明书

本发明涉及一种橡胶复合材料及其制备工艺和应用，制备工艺的具体步骤为：(1)把丁苯橡胶、防老剂、硬脂酸、氧化锌，等离子体改性白炭黑以及硅烷偶联剂(Si69)依次加入到容器中混合均匀，停放5‑20h后再加入硫黄和促进剂混炼，得到混合材料；(2)将所得到的混合材料进行硫化成型，得到橡胶复合材料。本发明在高抗湿滑、低滚动阻力绿色轮胎用高性能橡胶复合材料开发领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种橡胶复合材料及其制备工艺和应用，具体涉及一种含有等离子体改性白炭黑的橡胶复合材料及其制备工艺，以及该橡胶复合材料在高抗湿滑、低滚动阻力绿色轮胎胎面胶中的应用，属于橡胶领域。

背景技术

随着我国汽车工业的快速发展，轮胎工业也进入了急速增长期，我国已成为世界轮胎生产和消费大国，轮胎年产量约占全球轮胎产量的38％。预计2020年将达12.65亿条。近年来，随着人们对驾驶安全性和节能环保要求的提高，开发具有低滚动阻力和高抗湿滑性的“绿色轮胎”成为关注的焦点。

在轮胎配方中以白炭黑代替炭黑，一方面可大量减少能源消耗及废弃物排放；另一方面，在降低滚动阻力方面有一定的效果。因此，其在绿色轮胎胎面胶中得以广泛应用。但由于白炭黑表面存在大量硅羟基，使其表面能较高且容易团聚，导致白炭黑在橡胶基体中的分散性较差，进而导致其综合力学性能不佳；此外，普通白炭黑的加入对改善抗湿滑性效果并不明显。因此白炭黑的应用受到了很大的限制。虽然工业中上加入硅烷偶联剂在一定程度上改善了其在橡胶基体中的分散性，但由于受到配方中硅烷偶联剂用量的限制，使得其在改善白炭黑分散性，进一步提升橡胶复合材料的低滚阻、高抗湿滑等性能方面尚存较大空间。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种橡胶复合材料及其制备工艺和应用，具体涉及一种含有等离子体改性白炭黑的橡胶复合材料及其制备工艺，以及该橡胶复合材料在高抗湿滑、低滚动阻力绿色轮胎胎面胶中的应用。本发明的技术方案如下：

一种橡胶复合材料的制备工艺，具体步骤如下：

(1)把丁苯橡胶、防老剂、硬脂酸、氧化锌，等离子体改性白炭黑以及硅烷偶联剂(Si69)依次加入到容器中混合均匀，停放5-20h后再加入硫黄和促进剂混炼，得到混合材料；优选的，把丁苯橡胶、防老剂、硬脂酸、氧化锌，等离子体改性白炭黑以及硅烷偶联剂(Si69)依次加入到密炼机中混合均匀，停放12h后再从开炼机上加入硫黄和促进剂混炼；

(2)将所得到的混合材料进行硫化成型，得到橡胶复合材料。

优选的，所述等离子体改性白炭黑的制备包括以下步骤：将白炭黑放入低温等离子体反应发生器中，功率为100W-200W，压力不超过20Pa，反应时间5min-18min，得到等离子体改性白炭黑。

优选的，所述促进剂为NS；所述防老剂为RD和4020。

优选的，所述丁苯橡胶的添加量为137.5phr。

优选的，所述等离子体改性白炭黑的添加量为60-80phr，所述Si69的添加量为5phr-8phr。

优选的，所述防老剂、促进剂、硬脂酸、氧化锌和硫黄的添加量分别为1.5phr-2.5phr、1phr-2.5phr、1phr-1.75phr、3phr-5phr、1.75phr-2.75phr。

进一步优选的，所述等离子体改性白炭黑的添加量为60phr，所述Si69的添加量为6phr；所述防老剂2phr、促进剂1.5phr、硬脂酸1phr、氧化锌3phr、硫黄2phr。

优选的，所述硫化温度为160℃。

本发明还包括，上述制备工艺获得的橡胶复合材料，以及所述橡胶复合材料在高抗湿滑、低滚动阻力绿色轮胎胎面胶中的应用。

本发明与现有技术相比具有以下优点：