专利名称：具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶组合物，具体地说是一种具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物。
背景技术：
为了提高硫化橡胶的力学性能，橡胶组合物中需要加入炭黑作为补强剂，补强剂在提高硫化橡胶力学性能同时，使硫化橡胶的压缩生热明显变大。压缩生热对于需要反复变形的橡胶制品使用性能影响很大，如果压缩生热太大，橡胶制品会迅速升温，温度升高不仅加快了橡胶的热氧老化，而且可能因温度过高导致橡胶制品的破坏。夏天行驶中汽车轮胎爆胎就是典型的例子。除了选择低生热的橡胶原料外，通过配方优化获得低生热橡胶组合物是科技人员追求的目标。 另外，随着减排二氧化碳政策法规的日益严格和石油资源的日趋紧缺，如何降低汽车燃油消耗成为汽车行业和使用者关注的焦点，降低轮胎的滚动阻力是减少汽车燃油消耗的重要措施之一。我们在研究中发现，在橡胶组合物中配合适量的碳化硅微粉，不仅可以降低硫化胶的生热，而且还可以降低硫化胶的滚动阻力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是降低硫化橡胶的压缩生热和滚动阻力，提供一种具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，采用天然橡胶作为橡胶原料，以炭黑或白炭黑作为补强剂，依次经过橡胶的塑炼、混炼和硫化工艺后制成，在橡胶混炼过程中，采用碳化硅微粉替代部分补强剂，并加入硅烷偶联剂，橡胶混炼过程中橡胶原料、补强剂、碳化硅微粉和硅烷偶联剂加入量的重量份数比为橡股原料100份、炭黑或白炭黑20—45份、碳化娃微粉5—50份、娃烧偶联剂O. 4一
2.45份，所述的天然橡胶为标准橡胶或烟片胶；所述的碳化硅微粉为α或β晶型，粒径
O.001 μ m 50 μ m0所述天然橡胶属5号、10号、20号标准橡胶或I 4级烟片胶。所述的碳化娃微粉为平均粒径O. 2 μ m 15 μ m的β晶型碳化娃。所属娃烧偶联剂为含硫的娃烧偶联剂。本发明的有益效果是通过把碳化硅微粉用于橡胶组合物配方体系，结果其混炼胶的加工性能有所改善，硫化橡胶的压缩生热减小、滚动阻力明显降低，抗湿滑性有所改善。该橡胶组合物特别适合用于轮胎部件和传动带等的制造。
具体实施例方式具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，采用天然橡胶作为橡胶原料，以炭黑或白炭黑作为补强剂，依次经过橡胶的塑炼、混炼和硫化工艺后制成，其中橡胶的塑炼、混炼和硫化工艺按照通常的工艺方法进行。但是为了实现本发明的目的，在橡胶混炼过程中，采用碳化硅微粉替代部分补强剂，并加入硅烷偶联剂，橡胶混炼过程中橡胶原料、补强剂、碳化硅微粉和硅烷偶联剂加入量的重量份数比为橡胶原料100份、炭黑或白炭黑20—45份、碳化硅微粉5 — 50份、硅烷偶联剂O. 4-2. 45份，所述的天然橡胶为标准橡胶或烟片胶；所述的碳化娃微粉为ct或β晶型，粒径O. 001 μ m 50 μ m。所述的补强剂为炭黑或白炭黑，优选炭黑，加入量优选20 30份。常用的炭黑牌号有:N110、N115、N120、N125、N135、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N326、N330、N335、N339、N343、N351、N356、N375、N539、N550、N660、N772、N990 等。所述天然橡胶最好选用5号、10号、20号标准橡胶或I 4级烟片胶。所述的碳化硅微粉为α或β晶型，优选β晶型，粒径O. 001 μ m 50 μ m。所述的碳化娃微粉优选平均粒径O. 2 μ m 15 μ m的β晶型碳化娃。所述的硅烷偶联剂选用含硫硅烷偶联剂，常用的是3，3’ -双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物(Si69)，此外还有3，3’ -双(二甲氧基甲基娃烧基丙基)_■硫化物，3，3’ -双(三甲氧基甲基硅烷基丙基)四硫化物，3，3’ -双(三乙氧基甲基硅烷基丙基)二硫化物，3，3’ -双(二乙氧基甲基娃烧基丙基)八硫化物，3，3’ _双(二丁氧基甲基娃烧基丙基)_■硫化物，3, 3’ _双(二丁氧基甲基娃烧基丙基)四硫化物等。橡胶在混炼过程中，通常加入有硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂、填充油等加工助齐U。硫化剂可以选用硫磺或硫给予体，优选硫磺。促进剂使用常用的N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺等。活性剂使用传统的氧化锌和硬脂酸。防老剂采取RD和4020并用。填充油使用芳烃油。硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂按照传
统经验用量。本发明一种低生热和低滚动阻力的硫化橡胶的制备方法为
(I )、将橡胶原料加入密炼机中，在起始温度为75—85°C，转速70—80转/分钟的条件下塑炼O. 5— 2分钟；
(2)、将碳化硅微粉、补强剂、硅烷偶联剂及其它助剂(硫化剂、促进剂、油除外)加入密炼机中，与橡胶原料一同混炼2— 4分钟；
(3)、将芳烃油加入密炼机中，与橡胶一同混炼I一3分钟，然后将混炼后的母胶排出；
(4)、将步骤(3)排出的母胶加入到开炼机中，然后加入硫化剂和促进剂进行混炼，薄通六次后下片，获得橡胶组合物的混炼胶，再在一定条件下硫化后即得到低生热和低滚动阻力的硫化橡胶。本发明中，原料配比可在上述技术方案内选择，为说明碳化硅替代炭黑的效果，在其它成分基本不变的情况下，调整碳化硅和炭黑的用量，配比如表I。表I比较例A和实施例I一4配方
权利要求
1.具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，采用天然橡胶作为橡胶原料，以炭黑或白炭黑作为补强剂，依次经过橡胶的塑炼、混炼和硫化工艺后制成，其特征在于在橡胶混炼过程中，采用碳化硅微粉替代部分补强剂，并加入硅烷偶联剂，橡胶混炼过程中橡胶原料、补强剂、碳化硅微粉和硅烷偶联剂加入量的重量份数比为橡胶原料100份、炭黑或白炭黑.20—45份、碳化娃微粉5 —50份、娃烧偶联剂O. 4 —2. 45份；所述的碳化娃微粉为α或β晶型，粒径O. OOlym 50μπι。
2.如权利要求I所述的具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，其特征在于所述的天然橡胶为标准橡胶或烟片胶。
3.如权利要求2所述的具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，其特征在于所述天然橡胶属5号、10号、20号标准橡胶或I 4级烟片胶。
4.如权利要求I所述的具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，其特征在于所述的碳化娃微粉为平均粒径O. 2μηι 15μηι的β晶型碳化娃。
5.如权利要求I所述的具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，其特征在于所属硅烧偶联剂为含硫的娃烧偶联剂。
全文摘要
具有低生热和低滚动阻力的橡胶组合物，采用天然橡胶作为橡胶原料，以炭黑或白炭黑作为补强剂，依次经过橡胶的塑炼、混炼和硫化工艺后制成，在橡胶混炼过程中，采用碳化硅微粉替代部分补强剂，并加入硅烷偶联剂，橡胶混炼过程中橡胶原料、补强剂、碳化硅微粉和硅烷偶联剂加入量的重量份数比为橡胶原料100份、炭黑或白炭黑20—45份、碳化硅微粉5—50份、硅烷偶联剂0.4—2.45份，所述的碳化硅微粉为α或β晶型，粒径0.001μm～50μm。混炼胶的加工性能有所改善，硫化橡胶的压缩生热减小、滚动阻力明显降低，抗湿滑性有所改善。
文档编号C08K13/02GK102675695SQ20121011974
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月13日
发明者周志峰, 孙毅, 宋中学, 张强, 曲丽伟, 李花婷, 杨正宏, 王清才, 王玉东 申请人:平顶山易成新材料股份有限公司