[发明专利]一种改性白炭黑在并用橡胶中的应用

说明书

本发明公开了一种改性白炭黑在并用橡胶中的应用。该应用包括以下步骤：（1）将填料促进剂改性的白炭黑和并用橡胶混合均匀，然后加入促进剂、硬脂酸、氧化锌和硫磺混炼，得到混合材料；（2）将所得的混合材料进行硫化成型，得到并用橡胶复合材料。本发明的方法能够改善促进剂改性的白炭黑在并用橡胶基体中的分散。而且添加改性SiO₂的并用橡胶复合材料的拉伸强度比添加未改性SiO₂的并用橡胶复合材料的拉伸强度更高、扯断伸长率最大、滚动阻力最小，由其制备出的轮胎燃油消耗量会更少，其在“绿色轮胎”中具有较好的应用前景。因此，本发明在高性能橡胶复合材料开发领域均具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体涉及一种改性白炭黑在并用橡胶中的应用。

背景技术

橡胶作为国家不可或缺的战略性物资，是国民经济、高新技术和国防军工领域不可替代的关键材料。然而，橡胶生胶的强度和弹性均不理想，必须加入补强填料和各种橡胶助剂才能够改善橡胶的综合性能，获得使用价值。白炭黑(SiO₂)是在橡胶工业领域应用比较广泛的一种填料，它可以显著提高橡胶材料的物理机械性能。然而，由于白炭黑表面富含硅羟基且表面能高、易团聚，在橡胶基体中分散较差，因此使得其应用受到很大的限制。正因如此，近年来白炭黑改性技术应运而生。

橡胶并用能使橡胶中好的性能发挥出来达到我们所需的性能要求，并且能够大幅度地降低生产的成本。橡胶/橡胶共混物(或称并用橡胶)常用于轮胎和各种橡胶制品，其中非极性橡胶的共混物常用于轮胎工业，特别是二十世纪九十年代发展起来的兼具低滚动阻力、高抗湿滑性、高耐磨性等优良综合性能的绿色轮胎，往往采用天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的共混物和改性白炭黑填料组成的硫化胶作为胎面橡胶材料。因此，研究非极性橡胶共混物与改性白炭黑组成的橡胶基复合材料，无论是从市场需求，还是从节能、环保、安全和耐用的角度来看，都具有重要的实际意义和理论意义。

当前，我国轮胎产销量虽已跃居世界第一，但由于轮胎工业的基础和前沿研究不够，技术上缺乏创新，在轮胎生产技术方面与发达国家相比还存在较大差距，国内轮胎企业生产的基本上都是中低档轮胎。因此，无论是从市场需求，还是从节能、环保、安全和耐用的角度来看，我国研制兼具低滚动阻力、高抗湿滑性、高耐磨性的高性能轮胎(“绿色轮胎”)已经迫在眉睫，这也是加快发展我国轮胎工业由大变强的必由之路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改性白炭黑在并用橡胶中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

一种改性白炭黑在并用橡胶中的应用，包括以下步骤：

(1)将填料促进剂改性的白炭黑和并用橡胶混合均匀，然后加入促进剂、硬脂酸、氧化锌和硫磺混炼，得到混合材料。

(2)将步骤(1)所得的混合材料进行硫化成型，得到并用橡胶复合材料。

优选的，所述促进剂改性的白炭黑的制备包括以下步骤：将SiO₂(白炭黑)和偶联剂分散到无水乙醇中，并在50～80℃下搅拌反应10～14h，再洗涤，干燥得到偶联剂改性的白炭黑(m-SiO₂)；然后将促进剂(用A表示)和偶联剂改性的白炭黑加入到无水乙醇中形成悬浮液，在80～120℃下搅拌反应10～14h，产物过滤后洗涤，干燥得到促进剂改性的白炭黑(A-s-SiO₂)。

进一步优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560、KH550、KH570、KH792和DL602中的一种以上。

优选的，所述促进剂为橡胶硫化促进剂CZ、M和DM中的一种以上。