專利名稱：一種高抗?jié)窕喬ヌッ娌牧霞捌渲苽浞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高抗?jié)窕喬ヌッ嫦鹉z復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
抗?jié)窕阅苁呛饬科囀褂眠^程中的行駛安全性，尤其在濕滑路面條件下的行駛安全的關(guān)鍵指標。伴隨汽車動力技術(shù)以及現(xiàn)代高速公路的發(fā)展，汽車的行駛速度較以往有了很大程度的提高，因此輪胎抗?jié)窕阅芫捅憩F(xiàn)的更加重要。從橡膠黏彈性的角度，胎面橡膠的抗?jié)窕阅芸捎蓜討B(tài)粘彈性譜圖中0°c的tan δ值來表征,0°C時的tan δ值高,表明橡膠的抗?jié)窕阅芎?，然而僅僅通過橡膠的黏彈性，即0°C時的tan δ值的高低，并不能非常準確的判定胎面材料抗?jié)窕阅艿膬?yōu)劣。胎面膠與路面接觸時，對摩擦力起作用的無非就是表面的幾個到幾十個橡膠分子層，通常在干燥路面上，輪胎牽引力由胎面膠與路面的摩擦產(chǎn)生，然而當汽車在雨天的濕路面行駛時，由于水的存在，輪胎胎面與路面之間存在一層水膜間隔，進而大大降低了輪胎的抓著力。而如果能在胎面橡膠配方中加入一種可以刺破水膜的組分，輪胎的抗?jié)窕阅軙玫斤@著的提高。以往的研究從橡膠分子設(shè)計，不同粒徑白炭黑粒子配合以及輪胎花紋設(shè)計的角度對提高輪胎抗?jié)窕阅苓@一問題給出了方案。CN101962423A (申請公布日:2011年2月2日)專利中通過對溶液聚合制備共軛二烯烴/單乙烯基芳烴共聚物橡膠進行的研究發(fā)現(xiàn)，使用不對稱醚與陰離子表面活性劑的復(fù)配結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)體系，可以制備出具有較低聚苯乙烯微嵌段含量，中乙烯基含量的高抗?jié)窕偷蜐L動阻力的三元共聚橡膠。這一三元共聚物O°C tan δ的值為0.25_0.96之間，優(yōu)選
0.35-0.5，60°C 的 tan δ 的值低于 0.12。CN101319064A (
公開日期2008年12月10日)專利中通過在溶聚丁苯橡膠聚合末期加入硅烷偶聯(lián)劑封端，制得 末端帶硅氧烷基團的溶聚丁苯橡膠膠液，在膠液中加入白炭黑粉體后充分攪拌，經(jīng)共凝聚、熱處理后獲得分子末端與填料牢固鍵接的復(fù)合材料。該納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的填料-橡膠相互作用和界面結(jié)合，表現(xiàn)出高抗?jié)窕?、低滾動阻力、優(yōu)異的物機性能。CN101113217A (
公開日期2008年I月30日)專利中所述橡膠組合物包含不低于10重量份的具有不低于22nm的平均粒徑的二氧化硅和不低于5重量份的具有小于22nm的平均一次粒徑的二氧化硅，其中兩種二氧化硅總量為15-150重量份。所獲得的胎面橡膠復(fù)合材料可以有效提高輪胎的抗?jié)窕阅?，磨耗性能和操控穩(wěn)定性，同時降低了輪胎的滾動阻力。CN201619401 U (
公開日2010年11月3日)專利中通過在胎面內(nèi)部固定連接夾心膠，使胎冠形成凸起，由于這一夾心膠的硬度比胎面部分高，從而可以有效破壞胎面與路面間形成的水膜，提高胎面與路面的抓著力。CN1708417A (
公開日2005年12月14日)通過在輪胎胎面花紋中增加橫向溝槽同時調(diào)整凸起部分的倒角進而有效將濕滑路面上的水從輪胎接地印跡中導(dǎo)走，由此提高輪胎的抗?jié)窕阅?。由于橡膠黏彈性(0°C tan δ值的大小)與輪胎抗?jié)窕阅苡邢薜南嚓P(guān)性，使用具備較高(TC tan δ值的橡膠只能對輪胎抗?jié)窕援a(chǎn)生有限的影響。使用夾心膠方案大大增加輪胎加工過程中的復(fù)雜性，同時由于兩相之間存在結(jié)合力較差的問題，從而可能降低輪胎的安全性。另外，胎面花紋上橫向溝槽的增加，會影響輪胎的操控穩(wěn)定性。眾所周知，白炭黑填充胎面橡膠具有較炭黑填充橡膠更好的抗?jié)窕阅?，其中很重要的原因就是白炭黑具有遠高于炭黑的粒子硬度(莫氏硬度)，具有較高微觀粒子硬度的白炭黑填充膠更容易刺破濕滑路面上的水膜，進而提高輪胎的抗?jié)窕阅堋１景l(fā)明中通過在橡膠配方中添加少量的納米碳化硅，顯著提高了輪胎在濕滑路面上破壞水膜的能力，進而大幅提高了其抗?jié)窕阅?。與此同時，輪胎的滾動阻力不會增加，而胎面的耐磨性能會得到改善。炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒徑和表面特性如表I所示。表1.炭黑，白炭黑以及碳化硅的粒子特性:
權(quán)利要求
1.一種高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征是:配合比例以重量份計，二烯類橡膠100份，填料50-80份，硅烷偶聯(lián)劑0-6.4份，碳化硅0.5-3份，增塑劑10-40份，氧化鋅2_5份，硬脂酸1_3份，防老劑2-4份，促進劑2-4份，硫磺1-3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征在于使用的二烯類橡膠基體為丁苯橡膠，天然橡膠，順丁橡膠，集成橡膠，或者是兩種以上上述橡膠的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征在于使用的填料為炭黑，白炭黑或者是兩者的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征在于只有配方中使用白炭黑時才會使用硅烷偶聯(lián)劑，且硅烷偶聯(lián)劑的用量以重量份計為白炭黑用量的8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征在于使用的碳化硅為納米級的碳化硅粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料，其特征在于使用的增塑劑為芳烴油或者環(huán)燒油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料制備方法，其特征在于包括以下混煉工藝步驟: A.將全部的橡膠，占總用量50%-100%的填料，全部的碳化硅以及硅烷偶聯(lián)劑投入密煉機的混煉室進行混煉，混煉溫度控制在145-165°C，混煉時間為180-240秒；排膠，得到一段混煉膠，一段混煉膠在空氣中冷卻至室溫； B.將A步驟得到的混煉膠，剩余的填料 ，全部的氧化鋅，硬脂酸，防老劑，增塑劑投入密煉機的密煉室進行混煉，混煉溫度控制在145-165°C，混煉時間為180-240秒；排膠，得到二段混煉膠，二段混煉膠在空氣中冷卻至室溫； C.將B步驟得到的混煉膠，促進劑以及硫化劑投入密煉機的密煉室進行混煉，混煉溫度控制在90-110°C，混煉時間為120-180秒；排膠，得到終煉膠，終煉膠在空氣中冷卻至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高抗?jié)窕ッ嫦鹉z復(fù)合材料的制備方法。其特征是配合比例以重量份計，二烯類橡膠(具體包括丁苯橡膠，順丁橡膠，天然橡膠，集成橡膠及其組合物)100份，填料(具體包括炭黑，白炭黑及其組合物)50-80份，硅烷偶聯(lián)劑0-6.4份，碳化硅0.5-3份，增塑劑10-40份，氧化鋅2-5份，硬脂酸1-3份，防老劑2-4份，促進劑2-4份，硫磺1-3份。本發(fā)明所制備材料可以降低輪胎的滾動阻力，同時不影響胎面的耐磨性能，尤其是通過使用納米碳化硅材料大大提高了輪胎的抗?jié)窕阅堋?br> 文檔編號C08L9/06GK103159998SQ201310123740
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者吳友平, 馬建華, 張立群 申請人:北京化工大學(xué)