[发明专利]一种改性白炭黑增强橡胶轮胎材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性白炭黑增强橡胶轮胎材料及其制备方法，其特征在于，所述改性白炭黑增强橡胶轮胎材料由以下质量分数的原料制备而成：

溶聚丁苯胶 70~80份

稀土丁二橡胶 15~25份

顺丁橡胶 20~25份

改性白炭黑 20~35份

淀粉纳米晶 5~10份

醋酸纤维素 2~6份

氧化钙 3~5份

防滑剂 0.8~2.5份

纳米氧化锌 4~5.8份

硬脂酸 3~6份

防老剂 1.5~3份

促进剂 1.6~3.2份

硫化剂 2~5份；

所述改性白炭黑增强橡胶轮胎材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，改性白炭黑的制备：（1）取洁净干燥的烧杯，向烧杯中依次加入聚乙烯醇和适量去离子水，搅拌混合均匀，得到聚乙烯醇溶液，将聚乙烯醇溶液加热到95 ^oC，并在95 ^oC的温度下混合45~60 min，然后将聚乙烯醇溶液冷却至25 ^oC；（2）搅拌聚乙烯醇溶液的同时加入白炭黑，然后加入适量硅烷偶联剂，搅拌混合均匀，得到混合溶液A；（3）向步骤（2）所得的混合溶液中加入适量双氧水，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液调节混合溶液的pH值为12~13，得到混合溶液B；（4）在30~35 ^oC下，将混合溶液B进行超声处理10 h，其中超声温度60^oC、超声功率100 W，得到白炭黑分散液，向白炭黑分散液中加入盐酸溶液调节白炭黑分散液的pH至4~5，得到混合溶液C；（5）在反应温度55 ^oC下，搅拌的同时向混合溶液中缓慢滴入质量分数40%的乙醛溶液，滴加速度每秒2~4滴，滴加完毕，反应12 h，静置1~3 h，抽滤，之后使用乙醇将滤饼洗涤6~8次，将滤饼置于30~40 ^oC的真空干燥烘箱内干燥6~8 h，最后研磨得到20~60目的白炭黑干粉，即得到改性白炭黑产物，待用；

步骤二，加工助剂的混合：首先按照原料配方中的质量分数进行各原料的称量，然后将改性白炭黑平分为3份，之后将淀粉纳米晶、醋酸纤维素、氧化钙、防滑剂、纳米氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂、1/3改性白炭黑依次加入高混机进行混合，混合温度35~40 ^oC，混合15~20 min，加入另1/3改性白炭黑，混合10~15 min，加入剩余的1/3改性白炭黑，混合10~15min，得到混合助剂，待用；

步骤三，橡胶的混合开炼：将所述溶聚丁苯胶、稀土丁二橡胶、顺丁橡胶混合开炼，开炼辊温度为45~60 ^oC；

步骤四，助剂与橡胶的混合加热成型：将步骤二所得混合助剂均匀加入步骤三的开炼胶片中，混炼均匀，开炼辊温度为55~65 ^oC，最后均匀加入硫化剂，打卷、打三角包、薄通、混炼均匀后下片；

步骤五，硫化成型：将步骤四所得橡胶片做适当裁剪后，将裁剪出的胶料加入平板硫化机的模具中，硫化成型，其中硫化温度170~190 ^oC，硫化时间2~5 h。

2.根据权利要求1所述的改性白炭黑增强橡胶轮胎材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中双氧水的质量分数为30%。

3.根据权利要求1所述的改性白炭黑增强橡胶轮胎材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中氢氧化钠溶液的质量分数为5~8%。

4.根据权利要求1所述的改性白炭黑增强橡胶轮胎材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中聚乙烯醇、去离子水、炭黑、硅烷偶联剂、过氧化氢的质量比为1:45:2:0.2~0.4:30。

5.根据权利要求1所述的改性白炭黑增强橡胶轮胎材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中所使用盐酸的质量分数为37.5%，乙醇的纯度要求为98%以上。