一種白炭黑分散劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種白炭黑分散劑，該分散劑采用有機(jī)胺類物質(zhì)與有機(jī)酸類物質(zhì)反應(yīng)得到，為了便于加工該分散劑可以負(fù)載到不同的載體中使用。該白炭黑分散劑制備方法簡(jiǎn)單，能夠有效提高白炭黑在橡膠中的分散，同時(shí)使得橡膠的加工性能以及各項(xiàng)物理性能提高。
【專利說(shuō)明】—種白炭黑分散劑、制備方法及其應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)用白炭黑分散劑，用于提高橡膠及橡膠組合物混煉過程中白炭黑分散能力。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，消費(fèi)者的安全環(huán)保意識(shí)提高，對(duì)輪胎的性能提出了更高的需求，由此必然要求輪胎生產(chǎn)企業(yè)對(duì)輪胎的濕地抓地力、降低滾動(dòng)阻力等性能方面進(jìn)行不斷的優(yōu)化和提聞。
[0003]白炭黑作為橡膠材料中重要的補(bǔ)強(qiáng)劑，近年來(lái)它的應(yīng)用得到了快速發(fā)展，尤其是作為輪胎胎面膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑使用已引起特別的重視。由于白炭黑表面具有大量的羥基，當(dāng)白炭黑用于胎 面時(shí)這些羥基能夠與路面的水分子相互作用，有利于在濕滑路面上與路面的結(jié)合，提高濕地抓地力，同時(shí)白炭黑的使用也可以改善輪胎滾動(dòng)阻力、磨耗和牽引性能，如專利EP0853010所公布的包含有白炭黑的胎面明顯改善了輪胎性能。在輪胎工業(yè)中其應(yīng)用范圍包括載重輪胎、轎車輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎等。傳統(tǒng)的斜交輪胎中，白炭黑可提高胎面的抗撕裂性能及橡膠與簾線的粘合能力。隨著輪胎子午化、環(huán)保節(jié)能和舒適性的要求越來(lái)越高，白炭黑在輪胎中的應(yīng)用也越來(lái)越重要。目前在提高輪胎抓地性能，降低滾阻力要求等方面，白炭黑與炭黑并用的橡膠配方表現(xiàn)出了優(yōu)異性能。同時(shí)，在配方中已全部用白炭黑代替?zhèn)鹘y(tǒng)炭黑生產(chǎn)“綠色輪胎”已經(jīng)成為輪胎企業(yè)的共識(shí)。
[0004]但是，目前白炭黑填充膠料仍然存在一些問題:白炭黑粒子間存在著強(qiáng)烈的相互作用，而且大多數(shù)中等價(jià)位的白炭黑的表而處理的不完善，這樣使得白炭黑的加工困難，不易分散，與胎面膠常用橡膠相容性差。這些特點(diǎn)使得白炭黑膠料工藝性能先天性較差，導(dǎo)致未硫化膠料的粘度提高，延遲硫化速度，為了提高分散使用偶聯(lián)劑造成成本上升等。因此在白炭黑的使用過程中迫切需要一些加工助劑使其更好分散，降低填料與填料之間的相互作用促進(jìn)聚合物與填料的相互作用，從而提高白炭黑的加工性能并降低使用成本。
[0005]目前，市面上使用的白炭黑分散劑大多以飽和脂肪酸鋅鹽的混合物或脂肪酸的衍生物為主，而鋅鹽容易造成鋅流失，從而導(dǎo)致環(huán)境污染，降低分散劑中鋅含量一直是加工助劑研究中的重點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明提供一種有效且更為環(huán)保的分散劑，利用含有聚氧烯醚結(jié)構(gòu)的胺類物質(zhì)與有機(jī)酸反應(yīng)得到。聚氧烯醚能夠與白炭黑之間產(chǎn)生氫鍵作用，從而使分散劑覆蓋到白炭黑表面，提高其分散性。由此有效提高白炭黑分散等級(jí)，降低門尼粘度值、縮短硫化時(shí)間、延長(zhǎng)焦燒時(shí)間，從而極大地提高混煉效率，降低膠料磨耗，使得白炭黑補(bǔ)強(qiáng)膠料在輪胎生產(chǎn)中容易擠出和模壓，達(dá)到最佳的性能改善。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種白炭黑分散劑，主要用于橡膠混煉過程中使白炭黑更好的分散。所述白炭黑分散劑包括具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物:
【權(quán)利要求】
1.一種白炭黑分散劑，其特征在于:包括具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物:
2.如權(quán)利要求1所述的白炭黑分散劑，其特征在于:由所述式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物與O~90質(zhì)量百分比的載體組成，所述載體選自炭黑、白炭黑、碳酸鈣、高嶺土、坡縷石、滑石粉中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的白炭黑分散劑，其特征在于:由式(II)所示的有機(jī)胺與式(III)所示的有機(jī)酸按照如下反應(yīng)獲得:

4.如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的白炭黑分散劑，其特征在于，所述R1基團(tuán)進(jìn)一步選自乙基、戍基、羊基、十二烷基、十八烷基、丙烯基、羊烯基、十八烯基、十四烯基、十二烯基中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的白炭黑分散劑，其特征在于，式(III)所示的有機(jī)酸選自乙酸、丁酸、戊酸、異辛酸、癸酸、新癸酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、亞油酸、松香酸、苯甲酸、巰基乙酸、巰基丙酸、巰基丁酸、氯丙酸、氯丁酸、羥基乙酸、蓖麻酸中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的白炭黑分散劑的制備方法，其特征在于，由式(II)所示的有機(jī)胺與式(III)所示的有機(jī)酸按照如下反應(yīng)獲得:


7.如權(quán)利要求6所述的白炭黑分散劑的制備方法，其特征在于，反應(yīng)任選的在有溶劑或無(wú)溶劑條件下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的白炭黑分散劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑可以是醇、烴、醚、酮、酯等有機(jī)溶劑中的一種或多種，優(yōu)選地，所述溶劑可以選自甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、汽油、乙酸乙酯中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求6~8任一所述的白炭黑分散劑的制備方法，其特征在于，式(II)所示的有機(jī)胺與式(III)所示的有機(jī)酸的摩爾比例為0.2:1至5:1，優(yōu)選為0.5:1~2:1，更優(yōu)選為 0.8:1 ~1.2:1。
10.如權(quán)利要求6~9任一所述的白炭黑分散劑的制備方法，其特征在于，反應(yīng)溫度范圍為20~200°C，優(yōu)選為50~150°C。
11.如權(quán)利要求1~5任一所述白炭黑分散劑或權(quán)利要求6~10任一方法制備的白炭黑分散劑在提高白炭黑分散方面的用途。
12.如權(quán)利要求11所述的用途，其特征在于，在橡膠及橡膠組合物混煉過程中提高白炭黑分散能力。
13.一種橡膠組 合物，其特征在于:包含權(quán)利要求1~6任一所述的白炭黑分散劑或權(quán)利要求6~10任一方法制備的白炭黑分散劑、白炭黑和選自天然橡膠、合成橡膠、及其混合物的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C07C57/12GK103525068SQ201310461727
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】張 成, 張潔, 董棟 申請(qǐng)人:北京彤程創(chuàng)展科技有限公司