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一种轮胎带束层橡胶组合物及其制备方法

申请号 CN202410288920.1 申请日 2024-03-14 公开(公告)号 CN117887152A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 潍坊顺福昌橡塑有限公司; 发明人 赵清乐; 杨斌;
摘要 本 发明 提供了一种轮胎带束层 橡胶 组合物及其制备方法,属于橡胶组合物技术领域;所述制备方法包括制备分散性白 炭黑 、制备粉体橡胶混合物、混炼步骤;所述制备分散性白炭黑,将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为6‑10min,静置压 力 为2.0‑2.2MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为5‑7min,静置压力为2.6‑2.8MPa,静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;本发明制得的橡胶组合物,生热低,机械性能强且稳定,导热性能优异。
权利要求

1.一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括制备分散性白炭黑、制备粉体橡胶混合物、混炼步骤;
所述制备分散性白炭黑步骤为,将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为6‑10min,静置压为2.0‑2.2MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为5‑7min,静置压力为2.6‑2.8MPa,静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;
所述浸渍液,由去离子、脂肪醇聚乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成,所述去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为76‑80:2.3‑2.5:2.8‑3.2;
所述制备粉体橡胶混合物,包括制备功能粉体、制备混合浆料以及凝固步骤;
所述制备功能粉体步骤为,将氮化粉置于246‑254℃下煅烧1.0‑1.4h,将长石粉置于315‑325℃下煅烧0.8‑1.2h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得初混料;向初混料中加入聚乙二醇400,进行球磨处理,处理时间为42‑48min,球磨转速为204‑213rpm,球磨结束后,制得功能粉体;
所述制备混合浆料步骤为,将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570和椰油酰胺丙基甜菜进行搅拌,控制搅拌温度为74‑80℃,搅拌时间为2.2‑2.4h,搅拌结束后,降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳与甘油单油酸酯,进行均质处理,均质压力为6.0‑6.4MPa,均质时间为4‑6min,均质处理结束后制得混合浆料;
所述混炼步骤为,将粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂和防老剂RD加入至密炼机进行混炼,控制温度为79‑81℃,压力为13‑15MPa,转子转速为52‑56rpm,混炼时间为29‑31s,制得一段混炼胶;将一段混炼胶、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂加入至密炼机进行混炼,控制温度为158‑162℃,压力为12‑14MPa,转子转速为48‑52rpm,混炼时间为44‑46s,制得二段混炼胶;将二段混炼胶、硫磺、促进剂DZ加入到密炼机,在转子转速为22‑24rpm下混炼91‑93s,排胶制得轮胎带束层橡胶组合物;
所述助剂的制备方法为,将硬脂酸、羧甲基纤维素混合,升高温度至40‑44℃,在130‑
134rpm下搅拌12‑14min,然后加入矿物油,继续搅拌6‑8min,制得助剂。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述制备分散性白炭黑步骤中,所述白炭黑,粒径为130‑150nm;
所述白炭黑和浸渍液的质量比为1:3.5‑3.9。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述制备功能粉体步骤中,所述氮化铝粉的粒径为95‑105nm;
所述钙长石粉,粒径为115‑140nm,二氧化的质量含量为65.4‑66.0%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.4‑1.6:1.1‑1.3;
所述初混料、聚乙二醇400的质量比为93‑97:1.7‑1.9。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述制备混合浆料步骤中,所述功能粉体、去离子水、KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱的质量比为12‑14:122‑128:1.0‑1.2:0.44‑0.50;
所述天然胶乳、甘油单油酸酯和悬浮液的质量比为258‑262:2.1‑2.3:320‑325。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述凝固步骤为,向混合浆料中加入质量浓度为2%的CaCl2凝固剂进行凝固,然后经洗涤、干燥制得粉体橡胶混合物;
所述混合浆料与凝固剂的质量比为100:0.21‑0.25。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为156‑160:2.4‑2.6:1.4‑1.6:2.8‑3.2:7.1‑7.7:12‑14:2.8‑3.0:1.8‑
2.2:2.1‑2.5;
所述粘合剂为间苯二酚;
所述硬脂酸、羧甲基纤维素和矿物油的质量比为3.6‑3.8:1.8‑2.2:1.0‑1.2。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的制备方法制得的轮胎带束层橡胶组合物。

说明书全文

一种轮胎带束层橡胶组合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于橡胶组合物技术领域,具体涉及一种轮胎带束层橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 带束层又称支撑层,硬缓冲层,稳定层,是在子午线轮胎和带束斜交轮胎的胎面基部下,沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体的材料层;带束层主要是起到箍紧胎体的作用,还可以起到缓冲和冲击的作用;对于子午线轮胎来说,它还是主要的受部件,故应采用高强力、高模量和小度排列的帘线作其增强材料,同时覆以高定伸、高硬度胶料。
[0003] 橡胶为粘弹性材料,胶料产生滞后损失,轮胎形变过程中的机械能转变为热能,带束层部位产生较多的热量,进而影响胶料的长期使用性能;一方面,可以改变炭黑的种类,以降低生热性能,但是其会存在机械性能差的问题;
另一方面,申请号为2008100027653的专利公开了带束层丝帘线粘合胶,具体公开了在配方中加入硫代羧酸酯类偶联剂和白炭黑,其可以提高白炭黑的分散度,还可以降低胶料的滞后损失;但是仍然存在机械性能差的缺陷
并且,目前的带束层橡胶组合物,经过长时间的紫外辐照,机械性能大幅度下降,严重影响使用性能,进而缩短使用寿命。
[0004] 因此,提供一种轮胎带束层橡胶组合物及其制备方法,降低胶料滞后损失的同时,提高机械性能,并且增强耐紫外辐照性是现有技术亟待解决的技术难题。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术的技术问题,本发明提供了一种轮胎带束层橡胶组合物及其制备方法,降低胶料滞后损失的同时,提高机械性能,并且增强耐紫外辐照性。
[0006] 针对上述技术问题,本发明采取以下技术方案:一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,包括制备分散性白炭黑、制备粉体橡胶混合物、混炼步骤,具体如下:
1.制备分散性白炭黑
将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为6‑10min,静置压力为2.0‑2.2MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为5‑7min,静置压力为2.6‑
2.8MPa静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;
所述白炭黑,粒径为130‑150nm;
所述白炭黑和浸渍液的质量比为1:3.5‑3.9;
所述浸渍液,由去离子、脂肪醇聚乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成,所述去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为76‑80:2.3‑2.5:2.8‑3.2。
[0007] 2.制备粉体橡胶混合物(1)制备功能粉体
将氮化粉置于246‑254℃下煅烧1.0‑1.4h,将长石粉置于315‑325℃下煅烧
0.8‑1.2h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得初混料;向初混料中加入聚乙二醇400,进行球磨处理,处理时间为42‑48min,球磨转速为204‑213rpm,球磨结束后,制得功能粉体;
所述氮化铝粉的粒径为95‑105nm;
所述钙长石粉,粒径为115‑140nm,二氧化硅的质量含量为65.4‑66.0%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.4‑1.6:1.1‑1.3;
所述初混料、聚乙二醇400的质量比为93‑97:1.7‑1.9;
(2)制备混合浆料
将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570和椰油酰胺丙基甜菜进行搅拌,控制搅拌温度为74‑80℃,搅拌时间为2.2‑2.4h,搅拌结束后,降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳与甘油单油酸酯,进行均质处理,均质压力为6.0‑6.4MPa,均质时间为4‑6min,均质处理结束后制得混合浆料;
所述功能粉体、去离子水、KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱的质量比为12‑14:122‑
128:1.0‑1.2:0.44‑0.50;
所述天然胶乳、甘油单油酸酯和悬浮液的质量比为258‑262:2.1‑2.3:320‑325;
(3)凝固
向混合浆料中加入质量浓度为2%的CaCl2凝固剂进行凝固,然后经洗涤、干燥制得粉体橡胶混合物;
所述混合浆料与凝固剂的质量比为100:0.21‑0.25。
[0008] 3.混炼将粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂和防老剂RD加入至密炼机进行混炼,控制温度为
79‑81℃,压力为13‑15MPa,转子转速为52‑56rpm,混炼时间为29‑31s,制得一段混炼胶;将一段混炼胶、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂加入至密炼机进行混炼,控制温度为158‑162℃,压力为12‑14MPa,转子转速为48‑52rpm,混炼时间为44‑46s,制得二段混炼胶;将二段混炼胶、硫磺、促进剂DZ加入到密炼机,在转子转速为22‑24rpm下混炼91‑93s,排胶制得轮胎带束层橡胶组合物;
所述粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为156‑160:2.4‑2.6:1.4‑1.6:2.8‑3.2:7.1‑7.7:12‑14:2.8‑3.0:
1.8‑2.2:2.1‑2.5;
所述粘合剂为间苯二酚;
所述助剂的制备方法为,将硬脂酸、羧甲基纤维素混合,升高温度至40‑44℃,在
130‑134rpm下搅拌12‑14min,然后加入矿物油,继续搅拌6‑8min,制得助剂;
所述硬脂酸、羧甲基纤维素和矿物油的质量比为3.6‑3.8:1.8‑2.2:1.0‑1.2。
[0009] 一种轮胎带束层橡胶组合物,由上述制备方法制得。
[0010] 与现有技术相比,本发明取得以下有益效果:1.本发明轮胎带束层橡胶组合物的制备方法,采用特定的方法制得的分散性白炭黑,分散性能好,表面活性高;采用特定的方法制备功能粉体,避免了团聚现象,经过硅烷偶联剂的处理,然后与橡胶湿法混合,提高了功能粉体在橡胶中的相容性和分散性,并且避免了橡胶分子受到的破坏作用,其与特定的助剂等技术手段结合,提高了与其他成分的混合均匀性,增强了橡胶组合物内部的结构稳定性,实现了既可以提高导热性,减少滞后损失,降低生热,又增强了机械性能和机械稳定性能的发明目的;
2.本发明制得的轮胎带束层橡胶组合物,采用动态力学分析对试样进行测试,测试模式是拉伸模式,动态应变为0.25%,静态应变为1%,在60℃下测试tanδ为0.035‑0.038;
按照GB/T 11205‑2009进行测试,导热系数为0.391‑0.395W/mK;
按照GB/T 528‑2009进行测试,拉伸强度为32.9‑33.8MPa,断裂伸长率为538‑
547%,100%定伸为8.5‑8.9MPa,300%定伸为20.7‑21.6%;
按照GB/T 529‑2008进行测试,撕裂强度为133.6‑135.7kN/m;
3.本发明制得的轮胎带束层橡胶组合物,采用1600W高压汞灯照射192h,紫外光波长为390nm,拉伸强度为31.7‑32.9MPa,断裂伸长率为513‑527%,100%定伸为8.2‑8.7MPa,
300%定伸为20.0‑21.2%,撕裂强度为130.5‑133.8kN/m。

具体实施方式

[0011] 为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式。
[0012] 实施例1 一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法1.制备分散性白炭黑
将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为8min,静置压力为2.1MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为6min,静置压力为2.7MPa,静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;
所述白炭黑,粒径为140nm;
所述白炭黑和浸渍液的质量比为1:3.7;
所述浸渍液,由去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成,所述去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为78:2.4:3.0。
[0013] 2.制备粉体橡胶混合物(1)制备功能粉体
将氮化铝粉置于250℃下煅烧1.2h,将钙长石粉置于320℃下煅烧1.0h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得初混料;向初混料中加入聚乙二醇400,进行球磨处理,处理时间为45min,球磨转速为210rpm,球磨结束后,制得功能粉体;
所述氮化铝粉的粒径为100nm;
所述钙长石粉,粒径为125nm,二氧化硅的质量含量为65.8%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.5:1.2;
所述初混料、聚乙二醇400的质量比为95:1.8;
(2)制备混合浆料
将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱进行搅拌,控制搅拌温度为76℃,搅拌时间为2.3h,搅拌结束后,降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳与甘油单油酸酯,进行均质处理,均质压力为
6.2MPa,均质时间为5min,均质处理结束后制得混合浆料;
所述功能粉体、去离子水、KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱的质量比为13:125:1.1:
0.47;
所述天然胶乳、甘油单油酸酯和悬浮液的质量比为260:2.2:323;
(3)凝固
向混合浆料中加入质量浓度为2%的CaCl2凝固剂进行凝固,然后经洗涤、干燥制得粉体橡胶混合物;
所述混合浆料与凝固剂的质量比为100:0.23。
[0014] 3.混炼将粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂和防老剂RD加入至密炼机进行混炼,控制温度为
80℃,压力为14MPa,转子转速为54rpm,混炼时间为30s,制得一段混炼胶;将一段混炼胶、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂加入至密炼机进行混炼,控制温度为160℃,压力为13MPa,转子转速为50rpm,混炼时间为45s,制得二段混炼胶;将二段混炼胶、硫磺、促进剂DZ加入到密炼机,在转子转速为23rpm下混炼92s,排胶制得轮胎带束层橡胶组合物;
所述粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为158:2.5:1.5:3.0:7.4:13:2.9:2.0:2.3;
所述粘合剂为间苯二酚;
所述助剂的制备方法为,将硬脂酸、羧甲基纤维素混合,升高温度至42℃,在
132rpm下搅拌13min,然后加入矿物油,继续搅拌7min,制得助剂;
所述硬脂酸、羧甲基纤维素和矿物油的质量比为3.7:2.0:1.1。
[0015] 实施例2 一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法1.制备分散性白炭黑
将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为6min,静置压力为2.0MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为5min,静置压力为2.6MPa,静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;
所述白炭黑,粒径为130nm;
所述白炭黑和浸渍液的质量比为1:3.5;
所述浸渍液,由去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成,所述去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为76:2.3:2.8。
[0016] 2.制备粉体橡胶混合物(1)制备功能粉体
将氮化铝粉置于246℃下煅烧1.0h,将钙长石粉置于315℃下煅烧1.2h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得初混料;向初混料中加入聚乙二醇400,进行球磨处理,处理时间为42min,球磨转速为204rpm,球磨结束后,制得功能粉体;
所述氮化铝粉的粒径为95nm;
所述钙长石粉,粒径为115nm,二氧化硅的质量含量为65.4%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.6:1.3;
所述初混料、聚乙二醇400的质量比为93:1.7;
(2)制备混合浆料
将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱进行搅拌,控制搅拌温度为74℃,搅拌时间为2.2h,搅拌结束后,降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳与甘油单油酸酯,进行均质处理,均质压力为
6.0MPa,均质时间为6min,均质处理结束后制得混合浆料;
所述功能粉体、去离子水、KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱的质量比为12:122:1.0:
0.44;
所述天然胶乳、甘油单油酸酯和悬浮液的质量比为258:2.1:320;
(3)凝固
向混合浆料中加入质量浓度为2%的CaCl2凝固剂进行凝固,然后经洗涤、干燥制得粉体橡胶混合物;
所述混合浆料与凝固剂的质量比为100:0.21。
[0017] 3.混炼将粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂和防老剂RD加入至密炼机进行混炼,控制温度为
79℃,压力为13MPa,转子转速为52rpm,混炼时间为29s,制得一段混炼胶;将一段混炼胶、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂加入至密炼机进行混炼,控制温度为158℃,压力为12MPa,转子转速为48rpm,混炼时间为44s,制得二段混炼胶;将二段混炼胶、硫磺、促进剂DZ加入到密炼机,在转子转速为22rpm下混炼91s,排胶制得轮胎带束层橡胶组合物;
所述粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为156:2.4:1.4:2.8:7.1:12:2.8:1.8:2.1;
所述粘合剂为间苯二酚;
所述助剂的制备方法为,将硬脂酸、羧甲基纤维素混合,升高温度至40℃,在
130rpm下搅拌12min,然后加入矿物油,继续搅拌6min,制得助剂;
所述硬脂酸、羧甲基纤维素和矿物油的质量比为3.6:1.8:1.0。
[0018] 实施例3 一种轮胎带束层橡胶组合物的制备方法1.制备分散性白炭黑
将白炭黑置于浸渍液中搅拌,搅拌均匀后进行一次静置,静置时间为10min,静置压力为2.2MPa,一次静置完成后进行二次静置,静置时间为7min,静置压力为2.8MPa,静置结束后干燥,制得分散性白炭黑;
所述白炭黑,粒径为150nm;
所述白炭黑和浸渍液的质量比为1:3.9;
所述浸渍液,由去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠组成,所述去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为80:2.5:3.2。
[0019] 2.制备粉体橡胶混合物(1)制备功能粉体
将氮化铝粉置于254℃下煅烧1.4h,将钙长石粉置于325℃下煅烧0.8h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得初混料;向初混料中加入聚乙二醇400,进行球磨处理,处理时间为48min,球磨转速为213rpm,球磨结束后,制得功能粉体;
所述氮化铝粉的粒径为105nm;
所述钙长石粉,粒径为140nm,二氧化硅的质量含量为66.0%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.4:1.1;
所述初混料、聚乙二醇400的质量比为97:1.9;
(2)制备混合浆料
将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱进行搅拌,控制搅拌温度为80℃,搅拌时间为2.4h,搅拌结束后,降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳与甘油单油酸酯,进行均质处理,均质压力为
6.4MPa,均质时间为4min,均质处理结束后制得混合浆料;
所述功能粉体、去离子水、KH570和椰油酰胺丙基甜菜碱的质量比为14:128:1.2:
0.50;
所述天然胶乳、甘油单油酸酯和悬浮液的质量比为262:2.3:325;
(3)凝固
向混合浆料中加入质量浓度为2%的CaCl2凝固剂进行凝固,然后经洗涤、干燥制得粉体橡胶混合物;
所述混合浆料与凝固剂的质量比为100:0.25。
[0020] 3.混炼将粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂和防老剂RD加入至密炼机进行混炼,控制温度为
81℃,压力为15MPa,转子转速为56rpm,混炼时间为31s,制得一段混炼胶;将一段混炼胶、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂加入至密炼机进行混炼,控制温度为162℃,压力为14MPa,转子转速为52rpm,混炼时间为46s,制得二段混炼胶;将二段混炼胶、硫磺、促进剂DZ加入到密炼机,在转子转速为24rpm下混炼93s,排胶制得轮胎带束层橡胶组合物;
所述粉体橡胶混合物、氧化锌、助剂、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为160:2.6:1.6:3.2:7.7:14:3.0:2.2:2.5;
所述粘合剂为间苯二酚;
所述助剂的制备方法为,将硬脂酸、羧甲基纤维素混合,升高温度至44℃,在
134rpm下搅拌14min,然后加入矿物油,继续搅拌8min,制得助剂;
所述硬脂酸、羧甲基纤维素和矿物油的质量比为3.8:2.2:1.2。
[0021] 对比例1在实施例1的基础上,改变之处为,省略粉体橡胶混合物的制备,在混炼过程中将粉体橡胶混合物替换为氮化铝粉、钙长石粉与天然橡胶的混合物,所述天然橡胶、氮化铝粉、钙长石粉的质量比为65:16.7:13.3,其余操作均相同。
[0022] 对比例2在实施例1的基础上,改变之处为,
①省略制备分散性白炭黑步骤,直接采用未经任何处理的白炭黑,所述白炭黑,粒径为140nm;
②在混炼步骤中,将助剂替换为硬脂酸;所述粉体橡胶混合物、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、分散性白炭黑、炭黑、粘合剂、硫磺、促进剂DZ的质量比为158:2.5:1.5:3.0:7.4:
13:2.9:2.0:2.3;
其余操作均相同。
[0023] 对比例3在实施例1的基础上,改变之处为,所述制备粉体橡胶混合物的具体方法为,①制备功能粉体
将氮化铝粉置于250℃下煅烧1.2h,将钙长石粉置于320℃下煅烧1.0h,煅烧结束后分别冷却至室温,混合,制得功能粉体;
所述氮化铝粉的粒径为100nm;
所述钙长石粉,粒径为125nm,二氧化硅的质量含量为65.8%;
所述氮化铝粉、钙长石粉的质量比为1.5:1.2;
②制备混合浆料
将功能粉体与去离子水混合,搅拌均匀后加入KH570进行搅拌,控制搅拌温度为76℃,搅拌时间为2.3h,搅拌结束后降低至室温,制得悬浮液;向悬浮液中加入将固含量为25%的天然胶乳,搅拌均匀制得混合浆料;
所述功能粉体、去离子水、KH570的质量比为13:125:1.1;
所述天然胶乳、悬浮液的质量比为260:323;
其余操作均相同。
[0024] 试验例将实施例1‑3与对比例1‑3制得的橡胶组合物,按照下述标准进行性能测试:
力学性能按照GB/T 528‑2009进行测试;撕裂性能按照GB/T 529‑2008进行测试;
导热性能按照GB/T 11205‑2009进行测试;DMA测试是采用动态力学分析对试样进行测试,测试模式是拉伸模式,动态应变为0.25%,静态应变为1%,在60℃下测试tanδ;
硫化条件均为160℃×20min,性能测试结果如下:
[0025] 本发明制得的分散性白炭黑,十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂,在静置过程中升高压力是为了对白炭黑浸渍的更加透彻,其结合表面活性剂避免了白炭黑的团聚,改善了白炭黑在橡胶体系中的分散性;本发明采用特定的方法制备功能粉体,其可以提高导热性能,增强强度性能,在制备过程中的聚乙二醇400作为表面活性剂,结合球磨处理对功能粉体进行表面分散,经过硅烷偶联剂的处理,然后结合均质处理与橡胶湿法混合,提高了功能粉体在橡胶中的相容性和分散性,并且避免了橡胶分子受到破坏作用;而且本发明制得的助剂,其主要是起到分散润滑和稳定作用;在混炼过程中特定的粉体橡胶混合物与特定的助剂、分散性白炭黑等就技术手段相结合,提高了与其他成分的混合均匀性,增强了橡胶组合物内部的结构稳定性,实现了既可以提高导热性,减少滞后损失,降低生热,又增强了机械性能和机械稳定性能的发明目的。
[0026] 根据对比例1的实验可知,对比例1将无机填料与天然橡胶进行简单的干法混合,在混炼过程中容易发生团聚,分散性能差,使得橡胶组合物的内部分散不均匀,出现颗粒聚集的现象,并且橡胶分子容易受到热氧化等的破坏作用,进而影响了机械性能和导热性能,并且生热高,紫外照射后的强度损失较多;根据对比例2可知,对比例2未对白炭黑进行处理,白炭黑颗粒之间呈现聚集状态,并且在混炼步骤省略了助剂,进而使得各成分之间无法分散均匀,不能充分的发挥导热性和补强性,生热高,进而影响橡胶组合物的综合性能,缩短使用寿命;
根据对比例3实验可知, 对比例3将钙长石粉和氮化铝粉进行简单的混合,并不能消除颗粒之间的团聚现象,在制备混合浆料步骤中,省略了椰油酰胺丙基甜菜碱成分、甘油单油酸酯成分和均质处理步骤,功能粉体仍然是呈现聚集状态,聚集的功能粉体会导致硅烷偶联剂不能与其进行充分的反应,在与天然胶乳混合时的混合均匀性能差,最终影响橡胶组合物的综合应用。
[0027] 除非特殊说明,本发明所述的比例均为质量比例,所述的百分数,均为质量百分数。
[0028] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。