專利名稱：：一種偶聯(lián)劑改性白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及偶聯(lián)劑改性白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠性能的方法，屬于納米材料改性橡膠工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：輪胎在汽車各部件中占有十分重要的地位，對汽車的各項(xiàng)行駛性能具有極大的影響。橡膠輪胎在使用過程中暴露出使用壽命短、耐磨性和抗撕裂強(qiáng)度較差等缺點(diǎn)，尤其是載重汽車的輪胎，因負(fù)重能力有限，而經(jīng)常爆胎。因此要求載重輪胎胎面膠料耐切割、耐疲勞、耐磨、硬度高、變形小、生熱低等。隨著對載重輪胎胎面膠產(chǎn)品性能要求的不斷提高，如何進(jìn)一步提高載重輪胎胎面膠的性能是擺在當(dāng)前
技術(shù)領(lǐng)域：
的一個重大課題。新型納米材料的技術(shù)發(fā)展為開發(fā)高性能載重輪胎胎面材料提供了新途徑。利用高分散性納米粉體材料與橡膠混合，在普通混煉機(jī)上進(jìn)行混煉，補(bǔ)強(qiáng)橡膠。目前常用的新型無機(jī)納米粉體材料包括氧化鋁納米粉體、碳酸鈣納米粉體、硫酸鋇納米粉體等。中國專利CN1168392A報(bào)道了氧化鋁作為增強(qiáng)填料的二烯烴橡膠組合物在輪胎制造中的應(yīng)用；專利CN1598155報(bào)道了添加納米碳酸鈣可改進(jìn)橡膠的耐老化性能；專利CN1896130A報(bào)道了一種摻加納米天然重晶石粉體改進(jìn)橡膠耐磨性的方法。但是一般納米粉體和橡膠分子間相容性差，在有機(jī)相中難以分散，粒子傾向于凝聚，使橡膠加工性能變差。因此，為了提高納米粉體與橡膠之間的相容性，增大界面間的相互作用，通常采用表面改性劑對納米粉體進(jìn)行改性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種混合納米白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠的方法，特別是經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理后的納米白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠的方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種偶聯(lián)劑改性白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠性能的方法，其特征在于該方法具有以下的工藝過程和步驟-a.首先選用平均粒徑為20nm納米白炭黑，經(jīng)過120'C真空干燥4h，盡可能除去其所含水分;b.將上述納米白炭黑粉體進(jìn)行有機(jī)表面處理，表面處理劑為偶聯(lián)劑包括Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅垸(KH570)、？(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、雙(三乙氧基硅丙基)四硫化物(Si69)、含有雙官能團(tuán)(羧基和雙建)聚合物型偶聯(lián)劑(C800)中的一種；偶聯(lián)劑的用量為納米白炭黑粉體重量1%10%;采用干法表面處理，將偶聯(lián)劑用乙醇稀釋后，噴淋于白炭黑粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合，得到改性表面處理的納米白炭黑復(fù)合粉體；c.在橡膠混煉過程中，加入經(jīng)偶聯(lián)劑改性后納米白炭黑復(fù)合粉體，加入量為生膠(天然橡膠)重量的20%30%，經(jīng)充分混煉后得到生膠，再經(jīng)硫化成型，制得載重輪胎胎面膠。由于納米粒子具有小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，當(dāng)其分散到橡膠基體中后與橡膠聚合物間形成較強(qiáng)的結(jié)合，牢牢地與聚合物結(jié)合在一起，增強(qiáng)橡膠。另外，通過對納米粒子進(jìn)行有機(jī)表面處理，提高納米粒子與聚合物之間的相容性，增大界面間的相互作用，改進(jìn)橡膠聚合物的力學(xué)性能。因此，經(jīng)偶聯(lián)劑改性的納米白炭黑粉體，添加到橡膠中去，使橡膠具有很高的致密性，提高了載重輪胎胎面膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能，具有低滾動阻力、高耐磨性、抗?jié)窕阅芎玫葍?yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例l用偶聯(lián)劑KH570表面處理的納米白炭黑添加至天然橡膠中。將平均粒徑為20mn納米白炭黑粉體，經(jīng)過120'C真空干燥4h;然后進(jìn)行有機(jī)表面處理，用納米粉體重量2%~8%的KH570經(jīng)乙醇稀釋后噴淋于納米粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合。得到改性量為2%、4%、8%的納米白炭黑復(fù)合粉體。在保持天然橡膠生產(chǎn)配方不變及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，在天然橡膠中加入經(jīng)KH570改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體(膠料配方見表l);經(jīng)充分混煉后得到生膠，然后硫化成型，按照國家標(biāo)準(zhǔn)制成試樣。表l膠料配方組分(重量份)原材料名稱重量份原材料類別NR100大然膠改性后納米白炭黑25補(bǔ)強(qiáng)劑氧化鋅5活化劑硬脂酸3活化劑防老劑4020.5防老劑防老劑RD1.5防老劑硫磺2硫化劑促進(jìn)劑NOBS1.8促進(jìn)劑4上述試樣通過儀器檢測其各項(xiàng)力學(xué)性能，其測試結(jié)果如下表2所示:表2KH570改性納米白炭黑增強(qiáng)NR性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2用偶聯(lián)劑KH560表面處理的納米白炭黑添加至天然橡膠中。將平均粒徑為20nm納米白炭黑粉體，經(jīng)過120'C真空干燥4h;然后進(jìn)行有機(jī)表面處理，用納米粉體重量2%~8%的KH560經(jīng)乙醇稀釋后噴淋于納米粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合。得到改性量為2%、4%、8%的納米白炭黑復(fù)合粉體。在保持天然橡膠生產(chǎn)配方不變及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，在天然橡膠中加入經(jīng)KH560改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體(膠料配方同表l);經(jīng)充分混煉后得到生膠，然后硫化成型，按照國家標(biāo)準(zhǔn)制成試樣。上述試樣通過儀器檢測其各項(xiàng)力學(xué)性能，其測試結(jié)果如下表3所示表3KH560改性納米白炭黑增強(qiáng)NR性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3用偶聯(lián)劑Si69表面處理的納米白炭黑添加至天然橡膠中。將平均粒徑為20nm納米白炭黑粉體，經(jīng)過120'C真空干燥4h;然后進(jìn)行有機(jī)表面處理，用納米粉體重量2%~8%的Si69經(jīng)乙醇稀釋后噴淋于納米粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合。得到改性量為2%、4%、8%的納米白炭黑復(fù)合粉體。在保持天然橡膠生產(chǎn)配方不變及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，在天然橡膠中加入經(jīng)Si69改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體(膠料配方同表l);經(jīng)充分混煉后得到生膠，然后硫化成型，按照國家標(biāo)準(zhǔn)制成試樣。上述試樣通過儀器檢測其各項(xiàng)力學(xué)性能，其測試結(jié)果如下表4所示:表4Si69改性納米白炭黑增強(qiáng)NR性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例4用偶聯(lián)劑C800表面處理的納米白炭黑添加至天然橡膠中。將平均粒徑為20nm納米白炭黑粉體，經(jīng)過120'C真空干燥4h;然后進(jìn)行有機(jī)表面處理，用納米粉體重量2%~8%的C800經(jīng)乙醇稀釋后噴淋于納米粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合。得到改性量為2%、4%、8%的納米白炭黑復(fù)合粉體。在保持天然橡膠生產(chǎn)配方不變及工藝流程不變的基礎(chǔ)上，在天然橡膠中加入經(jīng)C800改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體(膠料配方同表l);經(jīng)充分混煉后得到生膠，然后硫化成型，按照國家標(biāo)準(zhǔn)制成試樣。上述試樣通過儀器檢測其各項(xiàng)力學(xué)性能，其測試結(jié)果如下表5所示表5C800改性納米白炭黑增強(qiáng)NR性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上述實(shí)例中得知經(jīng)表面改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體的加入，載重輪胎胎面膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度等大幅度提高。權(quán)利要求1.一種偶聯(lián)劑改性白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠性能的方法，其特征在于該方法具有以下的工藝過程和步驟a.首先選用平均粒徑為20nm納米白炭黑，經(jīng)過120℃真空干燥4h；b.將上述納米白炭黑粉體進(jìn)行有機(jī)表面處理，表面處理劑為偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、雙(三乙氧基硅丙基)四硫化物(Si69)、含有雙官能團(tuán)(羧基和雙建)聚合物型偶聯(lián)劑(C800)中的一種；偶聯(lián)劑的用量為納米白炭黑粉體重量1％～10％；采用干法表面處理，將偶聯(lián)劑用乙醇稀釋后，噴淋于白炭黑粉體上，然后在低速捏合機(jī)中攪拌混合，得到改性表面處理的納米白炭黑復(fù)合粉體；c.在橡膠混煉過程中，加入經(jīng)偶聯(lián)劑改性后納米白炭黑復(fù)合粉體，加入量為生膠重量的20％～30％，經(jīng)充分混煉后得到生膠，再經(jīng)硫化成型，制得載重輪胎胎面膠。全文摘要本發(fā)明涉及一種偶聯(lián)劑改性納米白炭黑增強(qiáng)載重輪胎胎面膠的方法，屬于納米材料改性橡膠工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
。該方法是納米白炭黑經(jīng)過120℃真空干燥除去水分，進(jìn)行偶聯(lián)劑表面處理，偶聯(lián)劑的用量為納米白炭黑粉體重量1％～10％；在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎(chǔ)上，在橡膠混煉過程中添加生膠重量的20％～30％偶聯(lián)劑改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體，測試結(jié)果表明，添加復(fù)合納米白炭黑粉體后載重輪胎胎面膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度等大幅度提高。文檔編號C08K9/06GK101555363SQ20091005033公開日2009年10月14日申請日期2009年4月30日優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日發(fā)明者吳榮懿,施利毅,蘆火根,趙國璋申請人:上海大學(xué)