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橡胶组合物、混炼胶及其制备方法与流程

2025-09-24 11:40:06 488次浏览
橡胶组合物、混炼胶及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶,具体而言,涉及一种橡胶组合物、混炼胶及其制备方法。


背景技术:

1、目前,对于不同用途的轮胎,包括工程胎、飞机胎、全钢胎和轿车胎等,对轮胎的生热性能要求越来越高。由于橡胶是热的不良导体,随着轮胎速度及载荷逐渐增大,胶料内部的温度也随之升高,导致存在热量无法及时散出引起热脱层、沟底裂导致带束层被刺穿和生热较高导致肩空、冠空等问题,因此轮胎胶料的低生热性能一直是研究的焦点。对于降低胶料的生热方式,目前主要是使用白炭黑和硅烷偶联剂以代替传统的补强填料炭黑,由此衍生出一系列提高白炭黑分散、降低胶料生热的白炭黑分散剂、改性sbr和改性br等材料。硅烷偶联剂能够一端与白炭黑反应,另一端释放硫元素参与硫化交联反应,与橡胶分子链相连,从而提高白炭黑的分散并降低胶料的生热,但是硅烷偶联剂由于含有硫元素,对胶料的混炼加工温度要求较高,而混炼加工温度过高会导致硅烷偶联剂提前释放硫元素参与交联反应,且随着白炭黑和硅烷偶联剂用量的逐渐增加,对混炼工艺和加工设备的要求越来越高。

2、专利申请公布号为cn116410524a的中国专利申请提出了一种工程胎轮胎低生热下胎面胶及制备方法,其通过在配方中使用高含量的白炭黑以降低胶料的生热性能,加入高含量的硅烷偶联剂不仅提高了胶料的抗返原性、撕裂性能和屈挠性能,还可以改善工程胎子午线轮胎的物理性能,从而延长轮胎的使用寿命,降低成本和提高效益,其主要是通过加入白炭黑及硅烷偶联剂的方法,降低硫化胶的生热,但是加入硅烷偶联剂后混炼工艺要求严格,即硅烷化反应的温度不可过高,否则会引起硅烷中的硫释放导致胶料提前交联,从而导致胶料过早焦烧而无法使用。

3、专利申请公布号为cn115678122a的中国专利申请提出了一种低生热轮胎的胎面胶、制备方法、应用和低生热载重子午轮胎,其主要是通过加入白炭黑与硅烷偶联剂以及调整两者合适的比例以提供胶料合适的低生热性能。

4、专利申请公布号为cn102746536a的中国专利申请提出了一种低生热航空轮胎胎面胶的配方,该胎面胶以1#烟片胶为主料,以中超耐磨炭黑、高分散白炭黑、白炭黑分散剂、硅烷偶联剂、热稳定剂hs-80、导热增强剂tb-s和抗硫化返原剂wk-901为辅料混炼而成,其仍然是加入白炭黑和硅烷偶联剂以降低胶料生热。

5、以上均是通过加入白炭黑和硅烷偶联剂以降低胶料生热,仍然缺少能够替代硅烷偶联剂提高白炭黑分散以及混炼工艺简单的添加剂。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种橡胶组合物、混炼胶及其制备方法,以解决现有技术中胶料生热较高且对混炼工艺和加工设备的要求较高等问题。

2、为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种橡胶组合物,以重量份数计,该橡胶组合物包括:50~90份的天然橡胶、10~50份的丁苯橡胶、5~30份的炭黑、15~60份的白炭黑、1.8~10.5份的1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛、2.3~9份的防老剂、1~2.5份的硬脂酸、1.5~5份的氧化锌、1~4份的促进剂、1~3份的硫磺以及0.1~0.2份的防焦剂。

3、进一步地,以重量份数计,上述橡胶组合物包括:55~90份的天然橡胶、15~45份的丁苯橡胶、8~25份的炭黑、15~55份的白炭黑、3.5~7.0份的1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛、2.6~6份的防老剂、1.5~2份的硬脂酸、2~5份的氧化锌、1.1~3.6份的促进剂、1~2.5份的硫磺以及0.1~0.2份的防焦剂。

4、进一步地,丁苯橡胶为溶聚丁苯sol 5251h;和/或,炭黑的牌号选自n115、n121、n134、n110、n234和n220中的任意一种或多种;和/或,白炭黑的牌号选自z1165mp、z200mp、z1115mp和vn3中的任意一种或多种;和/或,防焦剂为防焦剂ctp。

5、进一步地,防老剂选自防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020中的任意一种或多种。

6、进一步地,防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合,防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的质量比为0.8~1.5:0.5~2.5:1~2.5,优选为0.8~1.5:0.6~2.0:1.2~2.5。

7、进一步地,促进剂为ns促进剂和/或二苯胍促进剂。

8、进一步地,促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合,ns促进剂和二苯胍促进剂的质量比为0.5~2:0.5~2,优选为0.5~1.8:0.6~1.8。

9、根据本发明的另一个方面,提供了一种混炼胶,由橡胶组合物混炼得到,该橡胶组合物为上述的橡胶组合物。

10、根据本发明的又一个方面,提供了一种上述混炼胶的制备方法,该制备方法包括:步骤s1,将天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛依次进行一段混炼和第一排胶,得到一段母胶;步骤s2,将一段母胶依次进行二段混炼和第二排胶,得到二段母胶;以及步骤s3,将二段母胶、硫磺、促进剂及防焦剂依次进行终炼和第三排胶,得到混炼胶。

11、进一步地,一段混炼的转速为42~48rpm,和/或一段混炼的时间为2~5min,和/或第一排胶的温度为160~165℃;和/或,二段混炼的转速为40~45rpm,和/或二段混炼的时间为2~4min,和/或第二排胶的温度为155~160℃;和/或,终炼的转速为28~32rpm,和/或终炼的时间为1.5~3min,和/或第三排胶的温度为100~110℃。

12、应用本发明的技术方案,本技术的橡胶组合物主要通过添加多功能助剂,即1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛,其分子链两端各有两个烷氧基,能够分别与白炭黑表面的羟基反应,从而降低白炭黑的表面极性,进而能够提高白炭黑的分散,即降低橡胶组合物的生热。同时1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛分子链含有共轭烯烃及甲基取代基,即其含有活泼的α-h和碳碳双键,在硫化时其α碳原子能够直接参与橡胶与硫磺的交联反应过程,从而无需对混炼工艺进行特殊的恒温混炼控制,从而大大提高了橡胶组合物的可加工性;添加防老剂能够延缓橡胶老化,从而延长硫化胶的使用寿命;添加硬脂酸、氧化锌、促进剂、硫磺能够促进其与橡胶分子链之间的交联反应过程,从而形成三维网络结构并加速硫化,进而提高硫化胶的硬度、耐磨性和抗撕裂等性能;添加防焦剂能够控制硫化速率,防止橡胶组合物提前焦烧,从而提高硫化胶的质量。此外,本发明的橡胶组合物不仅生热较低,且易于加工,即无需在混炼时保持恒温混炼时间,同时,本发明的橡胶组合物对加工设备的冷却性能、是否能自动调整转速等性能的要求较低,即使采用传统密炼机混炼也达到较好的混炼效果。

13、具体施方式

14、需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

15、如本技术背景技术所分析的,现有技术中存在胶料生热较高且对混炼工艺和加工设备的要求较高等问题,为了解决以上问题,本技术提供了一种橡胶组合物、混炼胶及其制备方法。

16、在本技术的一种典型的实施方式中,提供了一种橡胶组合物,以重量份数计,该橡胶组合物包括:50~90份的天然橡胶、10~50份的丁苯橡胶、5~30份的炭黑、15~60份的白炭黑、1.8~10.5份的1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛、2.3~9份的防老剂、1~2.5份的硬脂酸、1.5~5份的氧化锌、1~4份的促进剂、1~3份的硫磺以及0.1~0.2份的防焦剂。

17、本技术的橡胶组合物主要通过添加多功能助剂,即1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛,其分子链两端各有两个烷氧基,能够分别与白炭黑表面的羟基反应,从而降低白炭黑的表面极性,进而能够提高白炭黑的分散,即降低橡胶组合物的生热。同时1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛分子链含有共轭烯烃及甲基取代基,即其含有活泼的α-h和碳碳双键,在硫化时其α碳原子能够直接参与橡胶与硫磺的交联反应过程,从而无需对混炼工艺进行特殊的恒温混炼控制,从而大大提高了橡胶组合物的可加工性;添加防老剂能够延缓橡胶老化,从而延长硫化胶的使用寿命;添加硬脂酸、氧化锌、促进剂、硫磺能够促进其与橡胶分子链之间的交联反应过程,从而形成三维网络结构并加速硫化,进而提高硫化胶的硬度、耐磨性和抗撕裂等性能;添加防焦剂能够控制硫化速率,防止橡胶组合物提前焦烧,从而提高硫化胶的质量。此外,本发明的橡胶组合物不仅生热较低,且易于加工,即无需在混炼时保持恒温混炼时间,同时,本发明的橡胶组合物对加工设备的冷却性能、是否能自动调整转速等性能的要求较低,即使采用传统密炼机混炼也达到较好的混炼效果。

18、在本技术的一种实施例中,以重量份数计,上述橡胶组合物包括:55~90份的天然橡胶、15~45份的丁苯橡胶、8~25份的炭黑、15~55份的白炭黑、3.5~7.0份的1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛、2.6~6份的防老剂、1.5~2份的硬脂酸、2~5份的氧化锌、1.1~3.6份的促进剂、1~2.5份的硫磺以及0.1~0.2份的防焦剂。

19、优选橡胶组合物的组分含量在上述范围,有助于进一步提高各组分的协同配合效果,从而提高白炭黑的分散性、降低橡胶组合物的生热,并提高橡胶的加工性。

20、在本技术的一种实施例中,丁苯橡胶为溶聚丁苯sol 5251h;和/或,炭黑的牌号选自n115、n121、n134、n110、n234和n220中的任意一种或多种;和/或,白炭黑的牌号选自z1165mp、z200mp、z1115mp和vn3中的任意一种或多种;和/或,防焦剂为防焦剂ctp。

21、优选丁苯橡胶的种类为上述范围,有助于混炼和硫化,从而改善橡胶组合物的加工性能;优选炭黑的种类在上述范围,有助于提高硫化胶的硬度和导电性能。优选白炭黑的种类在上述范围,有助于提高其与1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛进行反应效果,从而降低橡胶组合物的生热;优选防焦剂的种类在上述范围,有助于控制硫化速率,尽可能避免橡胶组合物提前焦烧,从而提高硫化胶的质量。

22、在本技术的一种实施例中,防老剂选自防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020中的任意一种或多种。

23、优选防老剂的种类在上述范围,有助于延缓硫化胶的老化,从而有助于延长硫化胶的使用寿命,同时优选的以上防老剂有助于降低成本。

24、在本技术的一种实施例中,防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合,防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的质量比为0.8~1.5:0.5~2.5:1~2.5,优选为0.8~1.5:0.6~2.0:1.2~2.5。

25、优选防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合并控制其质量比在上述范围,有助于进一步提高不同种类防老剂之间官能团的配合效果,从而有助于抑制橡胶分子链的断裂,进而进一步提高硫化胶的使用寿命。

26、在本技术的一种实施例中,促进剂为ns促进剂和/或二苯胍促进剂。

27、优选促进剂为上述种类,有助于加速硫磺和橡胶分子之间的硫化反应,形成均匀和稳定的交联结构,从而有助于改善硫化胶的硬度、耐磨性和撕裂强度。

28、在本技术的一种实施例中,促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合,ns促进剂和二苯胍促进剂的质量比为0.5~2:0.5~2,优选为0.5~1.8:0.6~1.8。

29、优选促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合并控制其质量比在上述范围,有助于进一步提高硫化均匀性,形成均匀和稳定的交联结构,从而有助于改善硫化胶的硬度、耐磨性和撕裂强度。

30、在本技术的另一种典型的实施方式中,提供了一种混炼胶,由橡胶组合物混炼得到,该橡胶组合物为上述的橡胶组合物。

31、由上述橡胶组合物混炼得到的混炼胶,不仅生热较低、易于加工,还具有较高的硬度、耐磨性和撕裂强度等性能。

32、在本技术的又一种典型的实施方式中,提供了一种上述混炼胶的制备方法,该制备方法包括:步骤s1,将天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛依次进行一段混炼和第一排胶,得到一段母胶;步骤s2,将一段母胶依次进行二段混炼和第二排胶,得到二段母胶;以及步骤s3,将二段母胶、硫磺、促进剂及防焦剂依次进行终炼和第三排胶,得到混炼胶。

33、本技术通过一段混炼,将炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛均匀地分散到天然橡胶和丁苯橡胶中,形成具有良好分散性和可塑性的一段母胶,从而有利于后续加工,且在一段混炼时,无需进行恒温混炼控制,大大提升了加工过程的简单可操作性。一段母胶通过二段混炼后,能够进一步加强上述原料的分散效果,从而加强1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛与白炭黑的相互作用,进而提高硫化胶的生热性能。在终炼过程中加入硫磺、促进剂及防焦剂,能够使硫磺、促进剂及防焦剂充分均匀分散,同时防止硫磺提前发生交联反应,从而能够提高硫化胶的硬度、耐磨性和抗撕裂等性能。此外,本发明的混炼工艺不仅简单,且能够满足制备低生热硫化胶的加工条件,即无需和传统加入硅烷偶联剂的方案一样在混炼时保持硅烷与白炭黑反应的恒温混炼时间,归因于1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛含有活泼的碳碳双键和α碳原子,能够在胶料硫化时直接与硫磺发生反应,其与硫磺反应机理与二烯烃类橡胶与硫磺反应机理一致,混炼过程中温度高也不会引起硫元素释放导致的交联反应,而不是以传统硅烷偶联剂释放硫元素的方式参与硫化反应,就避免了需要控制混炼过程中的温度不要过高,防止传统硅烷偶联剂中的硫元素在混炼过程中提前释放,引起胶料提前发生交联反应。传统硅烷偶联剂需要在混炼过程中维持低温恒温混炼时间,以防止高温混炼引起硅烷偶联剂中的硫元素提前释放,而硫元素提前释放会导致交联硫化反应的提前发生,从而导致胶料无法使用。同时,本发明的制备方法对加工设备的冷却性能、是否能自动调整转速等性能的要求较低,即使采用传统密炼机混炼也达到较好的混炼效果。

34、在本技术的一种实施例中,一段混炼的转速为42~48rpm,和/或一段混炼的时间为2~5min,和/或第一排胶的温度为160~165℃;和/或,二段混炼的转速为40~45rpm,和/或二段混炼的时间为2~4min,和/或第二排胶的温度为155~160℃;和/或,终炼的转速为28~32rpm,和/或终炼的时间为1.5~3min,和/或第三排胶的温度为100~110℃。

35、优选控制一段混炼的转速、时间和第一排胶的温度在上述范围,有助于提高炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛在天然橡胶和丁苯橡胶中的分散性,从而有助于提高一段母胶的分散性和可塑性;优选控制二段混炼的转速、时间和第二排胶的温度在上述范围,有助于进一步加强1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛与白炭黑的相互作用,从而改善硫化胶的生热性能;优选控制终炼的转速、时间和第三排胶的温度在上述范围,有助于促进硫磺、促进剂及防焦剂的充分均匀分散,同时尽量避免硫磺提前进行交联反应,从而有助于提高硫化胶的强度和耐磨性。

36、以下将结合实施例,进一步说明本技术的有益效果。

37、本发明中实施例1至5和对比例1中,以重量份数计,橡胶组合物的组成见表1。将橡胶组合物作为原料经过以下制备方法制备混炼胶:

38、将天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛加入ge320密炼机中进行一段混炼,一段混炼的转速为48rpm,一段混炼的时间为2min;压上顶栓混炼40s,升上顶栓上到位,压上顶栓,转速调整为42rpm,混炼40s,升上顶栓,压上顶栓混炼40s,然后开卸料门,进行第一排胶,第一排胶的温度控制在160~165℃;开炼机下片,冷却收胶,得到一段母胶。

39、将一段母胶加入ge320密炼机中进行二段混炼,二段混炼的转速为45rpm,二段混炼的时间为2min;压上顶栓,混炼40s,升上顶栓上到位,压上顶栓混炼40s,升上顶栓,压上顶栓混炼40s,开卸料门,进行第二排胶,第二排胶的温度控制在155~160℃;开炼机下片,冷却收胶,得到二段母胶。

40、将二段母胶、硫磺、促进剂及防焦剂加入gk255密炼机中进行终炼,终炼的转速为32rpm,终炼的时间为1.5min;压上顶栓,混炼30s,升上顶栓,压上顶栓混炼30s,升上顶栓,压上顶栓混炼30s,开卸料门,进行第三排胶,第三排胶的温度控制在100~110℃;开炼机下片,冷却收胶,得到混炼胶。

41、表1

42、

43、

44、实施例6

45、与实施例3的区别在于,将天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛加入ge320密炼机中进行一段混炼,一段混炼的转速为42rpm,一段混炼的时间为5min;压上顶栓混炼80s,升上顶栓上到位,压上顶栓混炼80s,升上顶栓,压上顶栓混炼80s,升上顶栓,压上顶栓混炼60s,然后开卸料门,进行第一排胶,第一排胶的温度控制在160~165℃;开炼机下片,冷却收胶,得到一段母胶。

46、将一段母胶加入ge320密炼机中进行二段混炼,二段混炼的转速为40rpm,二段混炼的时间为4min;压上顶栓,混炼80s,升上顶栓上到位,压上顶栓混炼80s,升上顶栓,压上顶栓混炼80s,开卸料门,进行第二排胶,第二排胶的温度控制在155~160℃;开炼机下片,冷却收胶,得到二段母胶。

47、将二段母胶、硫磺、促进剂及防焦剂加入gk255密炼机中进行终炼,终炼的转速为28rpm,终炼的时间为3min;压上顶栓,混炼60s,升上顶栓,压上顶栓混炼60s,升上顶栓,压上顶栓混炼60s,开卸料门,进行第三排胶,第三排胶的温度控制在100~110℃;开炼机下片,冷却收胶,得到混炼胶。

48、实施例7

49、与实施例3的区别在于,防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合,防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的质量比为0.8:1.2:2.5,最终得到混炼胶。

50、实施例8

51、与实施例3的区别在于,防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合,防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的质量比为1.5:1.8:1.2,最终得到混炼胶。

52、实施例9

53、与实施例3的区别在于,防老剂为防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的组合,防老剂蜡、防老剂rd和防老剂4020的质量比为1.5:2.5:0.5,最终得到混炼胶。

54、实施例10

55、与实施例3的区别在于,促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合,ns促进剂和二苯胍促进剂的质量比为0.5:1.3,最终得到混炼胶。

56、实施例11

57、与实施例3的区别在于,所述促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合,所述ns促进剂和所述二苯胍促进剂的质量比为1.3:0.5,最终得到混炼胶。

58、实施例12

59、与实施例3的区别在于,所述促进剂为ns促进剂和二苯胍促进剂的组合,所述ns促进剂和所述二苯胍促进剂的质量比为1.7:0.1,最终得到混炼胶。

60、实施例13

61、与实施例3的区别在于,一段混炼的转速为42rpm,一段混炼的时间为5min,第一段排胶的温度为160~165℃,最终得到混炼胶。

62、实施例14

63、与实施例3的区别在于,一段混炼的转速为35rpm,一段混炼的时间为6min,第一段排胶的温度为148℃,最终得到混炼胶。

64、实施例15

65、与实施例3的区别在于,二段混炼的转速为45rpm,二段混炼的时间为2min,第二段排胶的温度为155~160℃,最终得到混炼胶。

66、实施例16

67、与实施例3的区别在于,二段混炼的转速为35rpm,二段混炼的时间为5min,第二段排胶的温度为150℃,最终得到混炼胶。

68、实施例17

69、与实施例3的区别在于,终炼的转速为28rpm,终炼的时间为3min,第三排胶的温度为100~110℃,最终得到混炼胶。

70、实施例18

71、与实施例1的区别在于,终炼的转速为25rpm,终炼的时间为3min,第三排胶的温度为120℃,最终得到混炼胶。

72、对比例1

73、与实施例3的区别在于,将天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、防老剂、1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛加入ge320密炼机中进行一段混炼,混炼转速为48rpm,一段混炼的时间为265s;压上顶栓混炼40s,升上顶栓上到位,加入硅烷偶联剂si69,压上顶栓混炼45s,升上顶栓,压上顶栓,转速调整可变转速自动控制范围为35~48rpm,恒温混炼60s,升上顶栓,转速继续保持可变转速为35~48rpm,压上顶栓恒温混炼60s,升上顶栓,转速继续保持可变转速为35~48rpm,压上顶栓恒温混炼60s,整个过程控制胶料温度在145±3℃,温度高则降低转速,温度低则增加转速,待硅烷化反应180s后,然后开卸料门,进行第一排胶,第一排胶的温度控制在150℃以下;开炼机下片,冷却收胶,得到一段母胶。

74、将一段母胶加入ge320密炼机中进行二段混炼,二段混炼的转速为45rpm,二段混炼的时间为2min;压上顶栓,混炼40s,升上顶栓上到位,压上顶栓混炼40s,升上顶栓,压上顶栓混炼40s,开卸料门,进行第二排胶,第二排胶的温度控制在145~150℃;开炼机下片,冷却收胶,得到二段母胶。

75、将二段母胶、硫磺、促进剂及防焦剂加入gk255密炼机中进行终炼,终炼的转速为32rpm,终炼的时间为1.5min;压上顶栓,混炼30s,升上顶栓,压上顶栓混炼30s,升上顶栓,压上顶栓混炼30s,开卸料门,进行第三排胶,第三排胶的温度控制在100~110℃;开炼机下片,冷却收胶,得到混炼胶。

76、测试方法

77、将以上实施例和对比例的混炼胶进行性能测试,测试结果见表2和表3。

78、门尼粘度指数测试方法:根据《gb/t 1232.1-2016未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第一部分:门尼粘度的测定》进行测试。

79、rpa分析-panye效应测试条件:频率为10hz,温度为60℃,应变为0.07%~200%。

80、mdr测试方法:采用gb/t 16584《橡胶用无转子硫化仪测定硫化标准》进行mdr测试,其中,温度为150℃,时间为60min。

81、拉伸性能测试:根据gb/t 528-2009《橡胶和胶制品拉伸性能试验方法》进行拉伸性能测试,其中,硫化条件为150℃、30min。

82、热氧老化性能测试:老化条件为100℃、48h,硫化条件为150℃、30min。其中,m300/m100=300%定伸/100%定伸,抗张积保持率=老化后(拉伸强度*扯断伸长率)/老化前(拉伸强度*扯断伸长率)*100%。

83、填料分散状态测试方法:依据gb/t 6030-2006《橡胶中炭黑和炭黑二氧化硅分散的评估快速比较法》进行测试。

84、dma测试方法:采用gabo动态热机械分析仪进行dma测试(动态热机械分析测试),测试条件为拉伸模式,动态应变为0.25%,静态应变为7%,频率为10hz,测试温度范围为30~80℃,升温速率2℃/min,测试结果用tanδ@60℃表示。

85、表2

86、

87、

88、表3

89、

90、

91、其中,实施例2中的1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛与对比例1中的硅烷偶联剂si69的用量相同,在其余组分用量和工艺基本相同的情况下,对比例1的tanδ@60℃值明显大于实施例2,因此,与对比例1相比,实施例2的混炼胶的生热较低。

92、从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:

93、本技术的橡胶组合物主要通过添加多功能助剂,即1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛,其分子链两端各有两个烷氧基,能够分别与白炭黑表面的羟基反应,从而降低白炭黑的表面极性,进而能够提高白炭黑的分散,即降低橡胶组合物的生热。同时1,1,8,8-四乙氧基-2,7-二甲基-2t,4t,6t-三乙基乙醛分子链含有共轭烯烃及甲基取代基,即其含有活泼的α-h和碳碳双键,在硫化时其α碳原子能够直接参与橡胶与硫磺的交联反应过程,从而无需对混炼工艺进行特殊的恒温混炼控制,从而大大提高了橡胶组合物的可加工性;添加防老剂能够延缓橡胶老化,从而延长硫化胶的使用寿命;添加硬脂酸、氧化锌、促进剂、硫磺能够促进其与橡胶分子链之间的交联反应过程,从而形成三维网络结构并加速硫化,进而提高硫化胶的硬度、耐磨性和抗撕裂等性能;添加防焦剂能够控制硫化速率,防止橡胶组合物提前焦烧,从而提高硫化胶的质量。此外,本发明的橡胶组合物不仅生热较低,且易于加工,即无需在混炼时保持恒温混炼时间,同时,本发明的橡胶组合物对加工设备的冷却性能、是否能自动调整转速等性能的要求较低,即使采用传统密炼机混炼也达到较好的混炼效果。

94、以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

文档序号 : 【 40164005 】

技术研发人员:任夫云,申腾,魏艳,秦雪娇
技术所有人:赛轮集团股份有限公司

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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任夫云申腾魏艳秦雪娇赛轮集团股份有限公司
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