[发明专利]一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法，包括以下步骤：改性白炭黑的制备；改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶的制备；改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料的制备；所述复合材料包括以下组分：改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶100份、硬脂酸1~1.5份、氧化锌2~3份、促进剂3~6份、硫化剂1~2份。本发明通过使用γ‑巯丙基三甲氧基硅烷对白炭黑进行改性，使白炭黑表面化学包覆一层硅烷偶联剂，γ‑巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂与溶聚丁苯橡胶分子链上的双键发生点击反应，进而使偶联剂与溶聚丁苯橡胶之间形成化学键，改善了白炭黑与溶聚丁苯之间的相容性，提高了白炭黑在溶聚丁苯橡胶中的分散，最大限度的提高了溶聚丁苯橡胶复合材料的综合性能。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料的制备技术领域，尤其是一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

白炭黑作为一种新型填料，可以有效改善轮胎的燃油性能和抗湿滑性能，在轮胎橡胶工业中，广泛采用白炭黑来提高轮胎的性能，以达到节能环保的目的。溶聚丁苯橡胶作为胎面胶使用可以较好的兼顾滚动阻力，抗湿滑性、耐磨性和耐久性，是理想的胎面胶材料。白炭黑补强丁苯橡胶是近年来高性能子午线轮胎制造领域的热点之一，但白炭黑具有较强的表面极性和较差的分散性，而溶聚丁苯橡胶为非极性橡胶，因此两者在传统的混炼工艺中存在不相容现象，影响了白炭黑补强丁苯橡胶性能的提高。因此通过表面改性来提高白炭黑在橡胶中的分散程度，增加白炭黑与丁苯橡胶的相互作用力，获得更好性能的橡胶材料，对于制备高性能轮胎具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法，包括以下步骤：

步骤一：改性白炭黑的制备

首先，取2~4份白炭黑，将其放入盛有40~80mL无水乙醇的反应器中，将反应器放入超声仪中超声分散2~3h；

其次，向上述分散液中加入0.2~0.4mL的γ-巯丙基三甲氧基硅烷，将反应器放到50~70℃的回流搅拌装置中，反应8~12h；

最后，反应结束后，将反应物离心分离，向离心得到的产物中加入100mL的无水乙醇，超声清洗0.5h，再离心分离，上述无水乙醇清洗操作重复3次后，将产物放到40℃的真空干燥箱中干燥24h，得到改性白炭黑；

步骤二：改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶的制备

取8~15份溶聚丁苯橡胶，将其溶解在200mL的甲苯中，得到混合液一；将步骤一得到改性白炭黑溶于100mL的甲苯溶液中得到混合溶液二，将混合液一和混合液二混合在一起，在70℃下搅拌反应12h，然后将反应液冷却至室温，进行离心分离，向离心得到的产物中加入200mL的甲苯，超声清洗0.5h，再离心分离，上述清洗操作重复3次后，将产物放到40℃的真空干燥箱中干燥24h，得到改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶；

步骤三：改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料的制备

所述复合材料按质量计包括以下组分：改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶100份、硬脂酸1~1.5份、氧化锌2~3份、促进剂3~6份、硫化剂1~2份；

制备过程如下：将密炼机的起始温度设为80℃，转速设为40~60r/min，将氧化锌和硬脂酸分两次加入，混炼5~8min后排胶；将胶料冷却至室温，将冷却后的混炼胶放入开炼机中混炼1~2min，然后依次加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后即可得到改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料混炼胶，通过平板硫化机硫化得到改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料。

上述的一种改性白炭黑增强聚溶丁苯橡胶复合材料及其制备方法，所述硫化剂为硫磺。