[发明专利]一种高填料含量的橡胶母炼胶组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高填料含量的橡胶母炼胶组合物及其制备方法和应用。该组合物按重量份计由以下的成份组成：橡胶100份，填料70～150份，偶联剂1～15份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，硬脂酸1～3份，防老剂1～5份，软化剂0～50份，促进剂0～4份，硫黄0～4份。该组合物采用湿法混炼技术，将橡胶与大量填料和除硫黄、促进剂外的助剂在溶液中加热搅拌分散均匀，经喷雾干燥后得到溶剂含量10％的胶粒，在螺杆挤出机中高温脱除挥发份后，低温加入促进剂和硫黄，经过混合和挤出，得到填料和助剂高度分散的橡胶母炼胶组合物，各个步骤中产生的溶剂经回收再用。该组合物硫化胶可用于制备高性能橡胶制品，赋予橡胶制品更低的滚动阻力、更突出的耐磨性及更优异的动态疲劳性能。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体涉及一种高填料含量且填料高度分散的橡胶组合物，且该组合物可用于各种高性能橡胶制品。

背景技术

随着社会科技和经济的发展，橡胶工业也得到了飞速的发展和提升，追求各种橡胶制品性能的提升和优化日益成为各界追求的热点，同时生产橡胶制品过程的节能和环保要求也不断提高。

现代橡胶制品所使用的橡胶原材料中多数使用到细粒子类填料来对橡胶材料进行补强，从而达到使橡胶材料的拉伸、撕裂、疲劳或生热等综合物理机械性能的改善。高含量填料的加入，可以显著降低成本，同时提高性能，但同时，填料在橡胶中的分散对于最终橡胶/填料复合材料的性能影响巨大，不良的、聚集的填料分散体，会严重阻碍复合材料性能的提高。而与此同时，在橡胶材料加工制备过程中，通常使用密炼机经过多段干法混炼来达到填料与助剂在橡胶基体中均匀分散的目的。但是，全程的干法混炼工艺较难使填料在橡胶基体中达到均匀分散，而且干法混炼存在能源消耗量大、车间噪音污染严重等问题。采用湿法混炼技术能够克服上述缺点，使填料能够均匀分散并提高胶料的综合物理机械性能，也能够解决高能耗与噪音问题等。

目前橡胶类产品主要使用的原材料为天然橡胶或合成类橡胶，而对橡胶材料补强的细粒子类的填料主要分为炭黑、白炭黑等无机填料。在不改变材料用量与种类的条件下，为使橡胶材料的综合物理机械性能得到显著提高，湿法炼胶技术日益得到广泛研究与探索。如中国发明专利CN104212108公开了一种白炭黑湿法混炼胶的方法，该方法将橡胶与白炭黑进行改性后液相混合，然后将混合胶乳中的溶剂与水进行脱除后得了到湿法混炼胶。CN109517195公开了一种湿法混炼制备炭黑母胶的方法，工艺步骤主要为用表面活性剂处理炭黑制备分散均匀的炭黑浆液，将橡胶胶乳加入炭黑浆液，进行絮凝、过滤、干燥得到炭黑母胶。

以上相关专利技术中，针对于橡胶的湿法混炼均采用了以水为主要分散介质进行橡胶分散，为了得到获得较高填料含量在橡胶基体中的分散，均需通过使用表面使用活性剂等对填料进行分散处理，且湿法混炼胶的絮凝过程中需要引入絮凝剂。湿法混炼工艺的本质是为了简化橡胶混炼过程，而上述已公开的湿法混炼过程工序繁复，能耗消耗较高；同时以上湿法生产过程中会产生含有污染性质的废水，后期环保处理成本增大。

发明内容

针对上述提及的现有专利技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种高填料含量的橡胶母炼胶组合物，实现高含量填料的初级粒子尺寸分散在橡胶基体中。本发明的另一个目的是提供该橡胶母炼胶组合物的制备方法及其应用。

本发明的高填料含量的橡胶母炼胶组合物，按重量计，包括以下组份：橡胶100份，填料70～150份，偶联剂1～15份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，硬脂酸1～3份，防老剂1～5份，软化剂0～50份，促进剂0～4份，硫黄0～4份。

作为优选的，本发明的橡胶为天然橡胶NR、溶聚丁苯橡胶SSBR、乳聚丁苯橡胶ESBR、顺丁橡胶BR、反式聚异戊二烯TPI、反式丁戊共聚橡胶TBIR、异戊橡胶IR、丁腈橡胶NBR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、溴化丁基橡胶BIIR、氢化丁腈橡胶HNBR、三元乙丙橡胶EPDM等通用或特种橡胶，上述橡胶在本发明的配方中可以单独使用，也可以是两种或两种以上并用。本发明的橡胶，可以是块状的，也可以是来自聚合装置的溶液或乳液状态直接使用。