一种胎面胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种胎面胶及其制备方法，属于轮胎胶料制备技术领域。本发明专利技术将天然橡胶、丁苯橡胶等密炼后冷却，得到一段母炼胶，经升温密炼，得到二段母炼胶，再将硝酸镧、对羟基肉桂酸和无水乙醇混合后与三乙胺、1,10‑菲罗啉搅拌反应，经过滤后将滤渣洗涤，得到有机稀土配合物，随后利用有机稀土配合物对纳米白炭黑改性制得改性白炭黑，并将改性白炭黑与二段母炼胶、硅烷偶联剂等混炼，再加入硫磺、抗硫化返原剂和硫化促进剂M混炼出料，得到终炼胶，最后将终炼胶利用挤出机挤出，再自然冷却，即可得胎面胶，本发明专利技术所得胎面胶具有较好的耐紫外老化性能，优异的力学性能，以及良好的耐磨性能，能有效延长汽车轮胎使用寿命，提高车辆行驶的安全系数。

A kind of tread gum and its preparation method

The invention discloses a tread gum and a preparation method, and belongs to the technical field of the preparation of tire rubber. In the invention, natural rubber, styrene butadiene rubber mixer after cooling, a masterbatch, the heating mixer, two segment masterbatch, the lanthanum nitrate, p-hydroxycinnamic acid and ethanol mixed with three triethylamine, 1,10 phenanthroline reaction, filtering and washing filter residue, organic rare earth complexes, followed by organic rare earth complexes of nano silica modified prepared modified silica and silica modified with two silane coupling agent masterbatch, mixing, adding sulfur, anti reversion agent and accelerator M mixing material, get final mixing, the final mixing by extrusion, natural cooling, to tread, the tread rubber has good resistance to UV aging properties, excellent mechanical properties, and good abrasion resistance, can effectively extend the car The service life of the tire is used to improve the safety factor of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种胎面胶及其制备方法
本专利技术公开了一种胎面胶及其制备方法，属于轮胎胶料制备

技术介绍
轮胎是一种高分子复合材料，由橡胶及骨架材料组成。轮胎生产过程分为密炼、挤出、压延、胎圈、成型及硫化，在最后一步硫化时，需将成型完的胎胚放入硫化机中，在一定的温度、时间和压力下进行硫化，当胎胚变成弹性体，即为轮胎。随着汽车工业和交通运输业的高速发展、公路建设特别是高速公路的迅猛发展，行驶速度也越来越快，因此，迫切需要各种高性能轮胎。轮胎的质量水平与整体配方设计有着密切关系。其中，胎面胶的性能不仅与轮胎的耐磨性有直接关系，对轮胎的整体性能也起着关键作用。传统胎面胶材料主要有顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶等，如专利申请号CN201510742920.5公开了“一种全钢子午线轮胎胎面胶及其制备方法”，该胎面胶的制备方法是：（1）准备原材料；（2）开炼机生胶塑炼；（3）密炼机混炼；（4）装载径向挤出机头的挤出机，对混炼胶挤出成型；（5）胎面胶径向硫化，得到短纤维增强橡胶胎面胶。该胎面胶生产方法简单，环保节能，制得的胎面胶性能优良。又如专利申请号CN201510035741.8公开了“一种含环氧化丁苯橡胶胎面胶的制备方法”，该胎面胶的具体制备步骤为：（1）环氧化乳液聚合丁苯橡胶的制备：在搅拌条件下，在丁苯胶乳中加入盐溶液，然后升温，加入有机酸，再滴加过氧化氢，搅拌，回收固体产品，洗涤、干燥得到环氧化乳聚丁苯橡胶产品；（2）橡胶混炼：将环氧化乳聚丁苯橡胶与其它橡胶、橡胶助剂一起进行混炼，然后硫化成型，得到胎面胶产品。采用该方法制备的环氧化丁苯橡胶，能够提高与填料的结合力，增加胎面胶抓地力，降低滚动阻力。尽管上述专利中制得的胎面胶具有许多优良性能，但胎面作为与路面直接接触的工作部件，其耐磨性能无法满足高速行驶需求，且现有胎面胶耐紫外老化性能不佳，缩短了轮胎使用寿命，影响车辆行驶安全性。随着高速公路网络的不断扩大，对轮胎性能要求的不断提高，如何克服现有胎面胶的性能不足，研发一种具有优异耐磨、耐紫外老化性能的胎面胶，成为轮胎制造
亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对现有的胎面胶耐磨性较差，耐紫外老化性能不佳，影响轮胎使用性能的缺陷，提供了一种胎面胶及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种胎面胶，包括以下重量份数的原料：40～50份二段母炼胶、1～3份硬脂酸、10～15份改性白炭黑、1～3份硫磺、1～3份硅烷偶联剂、0.3～0.5份抗硫化返原剂、0.1～0.3份硫化促进剂M、3～5份硼化锆和8～10份二甲基二氯硅烷；所述的二段母炼胶是由300～400g天然橡胶、600～800g丁苯橡胶、100～200g2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和0.3～0.5g引发剂分段密炼后得到的。所述的改性白炭黑是由以下步骤得到的：（1）将8～12g硝酸镧、15～20g对羟基肉桂酸和100～200mL无水乙醇混合后，再加入1～3mL三乙胺，搅拌反应25～30min后，再加入25～30g1,10-菲罗啉，继续搅拌反应40～50min，再过滤、水洗，得到有机稀土配合物；（2）将15～20g纳米白炭黑、100～200mL水和3～5g2,4-甲苯二异氰酸酯在60～70℃下反应40～50min后，再加入10～15g有机稀土配合物，继续反应1～2h后过滤，得到滤饼，即改性白炭黑。所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570的一种或两种。所述的抗硫化返原剂为抗硫化返原剂PK900、抗硫化返原剂HTS、抗硫化返原剂SR534中的一种或几种。所述的引发剂为过硫酸钾、过氧化月桂酰中的一种或两种。一种胎面胶的制备方法，具体制备步骤为：（1）按重量份数配比，进行取原料；（2）将二段母炼胶、硬脂酸、改性白炭黑、硅烷偶联剂、硼化锆和二甲基二氯硅烷加入到混炼机中，在70～80℃下混炼1～3min后，加入硫磺、抗硫化反原剂和硫化促进剂M，并降温至50～60℃，混炼8～10min后，出料，得到终炼胶，将终炼胶置于挤出机中，在110～120℃下挤出，再自然冷却至室温，得到胎面胶。本专利技术的有益效果是：本专利技术以天然橡胶和丁苯橡胶为原料，通过2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮对橡胶进行接枝改性，提高橡胶的耐紫外老化性能，2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮上的羟基和酮基能够生成内在氢键，构成一个螯合环，在吸收紫外线能量后，发生分子的热振动，内在氢键破坏，螯合环打开，把紫外光的能量变成热能释放出去，使紫外光无法对橡胶产生伤害，再以对羟基肉桂酸、1,10-菲罗啉为原料对稀土离子配位，得到稀土配合物，随后利用纳米白炭黑表面的硅羟基与2,4-甲苯二异氰酸酯中的异氰酸基反应从而向白炭黑表面引入异氰酸基，再将异氰酸基与稀土配合物中的羟基反应，使稀土配合物包覆在白炭黑表面，改性白炭黑和硼化锆可提高胎面胶的耐磨性，同时改性白炭黑表面的有机稀土配合物可增强胎面胶的热稳定性和耐候性，本专利技术中的二甲基二氯硅烷在动态生热时可逐步炭化得到碳化硅，碳化硅的生成可进一步提高胎面胶的耐磨性。具体实施方式权利要求书相应修改取300～400g天然橡胶、600～800g丁苯橡胶、100～200g2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和0.3～0.5g引发剂加入到密炼机中，在40～50℃下密炼10～15min，再自然冷却至室温，得到一段母炼胶，随后升温至60～70℃，继续密炼1～3min，得到二段母炼胶，再取8～12g硝酸镧、15～20g对羟基肉桂酸和100～200mL无水乙醇加入到烧杯中，搅拌混合5～10min后，向烧杯中加入1～3mL三乙胺，搅拌反应25～30min，再向烧杯中加入25～30g1,10-菲罗啉，继续搅拌反应40～50min后过滤，得到滤渣，将滤渣用水洗涤3～5次后，得到有机稀土配合物，将15～20g纳米白炭黑、100～200mL水和3～5g2,4-甲苯二异氰酸酯加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将三口烧瓶移入水浴锅中，控制水浴温度为60～70℃，搅拌反应40～50min后，向三口烧瓶中加入10～15g有机稀土配合物，继续搅拌反应1～2h后过滤，得到滤饼，即改性白炭黑，再按重量份数计，取40～50份二段母炼胶、1～3份硬脂酸、10～15份改性白炭黑、1～3份硫磺、1～3份硅烷偶联剂、0.3～0.5份抗硫化返原剂、0.1～0.3份硫化促进剂M、3～5份硼化锆和8～10份二甲基二氯硅烷，先将二段母炼胶、硬脂酸、改性白炭黑、硅烷偶联剂、硼化锆和二甲基二氯硅烷加入到混炼机中，在70～80℃下混炼1～3min后，再加入硫磺、抗硫化返原剂和硫化促进剂M，并降温至50～60℃混炼8～10min后，出料，得到终炼胶，将终炼胶置于挤出机中，在110～120℃下挤出，再自然冷却至室温，得到胎面胶。所述的引发剂为过硫酸钾、过氧化月桂酰中的一种或两种。所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570的一种或两种。所述的抗硫化返原剂为抗硫化返原剂PK900、抗硫化返原剂HTS、抗硫化返原剂SR534中的一种或几种。实例1取300g天然橡胶、600g丁苯橡胶、100g2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和0.3g引发剂加入到密炼机中，在40℃下密炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胎面胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料： 40～50份二段母炼胶、1～3份硬脂酸、10～15份改性白炭黑、1～3份硫磺、1～3份硅烷偶联剂、0.3～0.5份抗硫化返原剂、0.1～0.3份硫化促进剂M、3～5份硼化锆和8～10份二甲基二氯硅烷； 所述的二段母炼胶是由300～400g天然橡胶、600～800g丁苯橡胶、100～200g 2‑羟基‑4‑丙烯酰氧基二苯甲酮和0.3～0.5g引发剂分段密炼后得到的。

【技术特征摘要】
1.一种胎面胶，其特征在于，包括以下重量份数的原料：40～50份二段母炼胶、1～3份硬脂酸、10～15份改性白炭黑、1～3份硫磺、1～3份硅烷偶联剂、0.3～0.5份抗硫化返原剂、0.1～0.3份硫化促进剂M、3～5份硼化锆和8～10份二甲基二氯硅烷；所述的二段母炼胶是由300～400g天然橡胶、600～800g丁苯橡胶、100～200g2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮和0.3～0.5g引发剂分段密炼后得到的。2.根据权利要求1中所述的一种胎面胶，其特征在于，所述的改性白炭黑是由以下步骤得到的：（1）将8～12g硝酸镧、15～20g对羟基肉桂酸和100～200mL无水乙醇混合后，再加入1～3mL三乙胺，搅拌反应25～30min后，再加入25～30g1,10-菲罗啉，继续搅拌反应40～50min，再过滤、水洗，得到有机稀土配合物；（2）将15～20g纳米白炭黑、100～200mL水和3～5g2,4-甲苯二异氰酸酯在60～70℃下反应40～50min后，再加入10～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：恽玉新，宋玲，潘宏梅，
申请(专利权)人：常州西夏墅东方工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32