[发明专利]轮胎胎面用湿法天然橡胶/白炭黑复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属橡胶加工领域，涉及一种天然橡胶复合材料的制备方法，特别是一种轮胎胎面用湿法天然橡胶/白炭黑复合材料的制备方法。

背景技术

天然橡胶综合性能良好，现今已广泛应用于轮胎、胶管、胶带及各种工业橡胶制品中。尤其在载重轮胎中，胎面常采用天然橡胶。

白炭黑是一种优良的橡胶补强剂，能大幅提高胶料的物理性能。在轮胎的胎面胶中添加白炭黑，可以提高胎面的抗切割、抗撕裂性能，减少蹦花掉块，减少滞后损失，降低轮胎的滚动阻力，同时不损失其抗湿滑性。白炭黑填充的胶料与普通炭黑填充的胶料比较，滚动阻力可降低30％。随着轮胎子午化、环保节能和舒适性的要求越来越高，白炭黑在轮胎中的应用也越来越重要。目前在要求降低滚动阻力，提高抓着性方面，白炭黑与炭黑并用表现出优异性能，而且在配方中已全部用白炭黑替代传统炭黑生产“绿色轮胎”。

当在天然橡胶中填充50份以上白炭黑时，由于白炭黑表面富含羟基、吸水性强，与天然橡胶相容性差，分散困难，在混炼过程易飞扬，污染严重。为提高高填充白炭黑的加工性和分散性，最好的办法是使用天然橡胶/白炭黑复合材料。

湿法天然橡胶/白炭黑复合材料的制备工艺简单、能耗低、成本低；胶乳配合加工容易实现生产输送管道化、生产连动化和自动化；胶乳在加工过程中，橡胶分子没有受到机械剪切和高温热氧化的破坏作用，因而制品弹性大、强度和伸长率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎胎面用湿法天然橡胶/白炭黑复合材料的制备方法。采用湿法工艺，通过加入功能助剂制备高分散的白炭黑浆液，然后絮凝、压片、造粒、干燥，所制备的湿法天然橡胶/白炭黑复合材料具有较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性、低生热、低滚动阻力，可应用于轮胎胎面胶中。

本发明所采用的技术方案：

一种轮胎胎面用湿法天然橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1、白炭黑浆液的制备

在反应器中按重量份数加入10～30份的白炭黑、70～90份的水，再以白炭黑干料重量计加入0.1～2%的阴离子表面活性剂、0.1～3%的导热剂，进行高速搅拌，速度为1000～4000rpm，时间为10～90min，制备成高分散的10～30%白炭黑浆液，备用。所述阴离子表面活性剂是硬脂酸钠；所述导热剂是氧化铝。

2、白炭黑浆液和天然胶乳溶液的混合

按重量份数将50～80份高分散的白炭黑浆液加入到干胶含量为100份的天然胶乳溶液中，在高速搅拌下混合，速度为1000～3500rpm，时间为10～60min。

3、白炭黑浆液和天然胶乳溶液混合后，经酸凝固、洗涤、干燥，得到白炭黑含量为50～80phr的湿法天然橡胶/白炭黑复合材料。

本发明工艺简单，采用湿法工艺，既能有效地缩短了混炼大量白炭黑的时间、降低了能耗，又提高白炭黑在橡胶中的分散性和均匀性，还避免了橡胶混炼时白炭黑粉尘飞扬，改善工作了环境，减少了环境污染，避免了干法中橡胶分子受到机械剪切和高温热氧化的破坏作用。在轮胎胎面胶中，可以显著提高白炭黑的填充量以及胶料的性能。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。

实施例一

1、白炭黑浆液的制备：在反应器中加入100g白炭黑、900g水、0.1g硬脂酸钠,0.1g氧化铝，并高速搅拌，速度为1000rpm，时间为90min，制备成高分散的白炭黑浆液，备用。

2、白炭黑浆液和天然胶乳溶液的混合：将步骤1制备的白炭黑浆液加入到667g稳定的天然胶乳溶液（干含30%）中，在高速搅拌下混合，速度为3500rpm，时间为10min。

3、白炭黑浆液和天然胶乳溶液混合后，经甲酸凝固、洗涤、干燥，得到白炭黑含量为50phr的湿法天然橡胶/白炭黑复合材料。

实施例二

1、白炭黑浆液的制备：在反应器中加入100g白炭黑、90g水、1g硬脂酸钠、2g氧化铝，并高速搅拌，速度为4000rpm，时间为10min，制备成高分散的白炭黑浆液，备用。

2、白炭黑浆液和天然胶乳溶液的混合：将步骤1）制备的白炭黑浆液加入到556g稳定的天然胶乳溶液（干含30%）中，在高速搅拌下混合，速度为3500rpm，时间为10min。