本发明专利技术涉及包含根据ASTM D‑1510‑17测量的碘吸附值在9g/kg和160g/kg之间，优选在115g/kg和140g/kg之间的回收炭黑的填料。本发明专利技术还涉及包含橡胶和根据本发明专利技术的填料的复合材料。另外，本发明专利技术涉及包含所述复合材料的制品，其中该制品为例如，如客车轮胎、卡车轮胎、农业用轮胎、OTR(工程机械)轮胎、飞机轮胎、实心轮胎、自行车轮胎或矿山轮胎等轮胎。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收炭黑和包含所述回收炭黑的复合材料
本专利技术涉及包含回收炭黑的填料，涉及包含橡胶和所述填料的复合材料并且涉及包含该复合材料的制品。
技术介绍
橡胶组合物通常为复合材料，包含橡胶基质和分散的颗粒。这些通常已知为填料的分散的颗粒促进橡胶组合物的物理性质的增强。用作填料的常规材料为炭黑和例如、如沉淀二氧化硅等二氧化硅，，包括炭黑和二氧化硅的组合。橡胶，作为最重要的材料之一，广泛用于例如汽车、民用和电气等许多工程应用中。已经确认，没有填充材料的橡胶的物理强度非常低并且没有实际用途。填料是为了使化合物增强或廉价化的目的而添加至橡胶配合物中的配合成分。另外，填料也可以用于使未硫化橡胶和硫化橡胶二者的物理性质改性。典型的填充材料包括炭黑、硅酸钙、碳酸钙、二氧化硅(silicondioxide)(二氧化硅(silica))和粘土。填料可以分类为黑色或白色(非黑色)填料。黑色填料比白色填料更广泛地用于橡胶工业中。黑色填料用在轮胎、软管和电缆工业中。同时，白色填料用于鞋类、通用橡胶制品和汽车工业中。在轮胎中，使用例如炭黑等黑色填料、和例如二氧化硅等白色(非黑色)填料二者。炭黑是添加至橡胶配合物中的最普遍的填料，因为与其中未添加填料的胶硫化产品相比，炭黑具有增强橡胶硫化产品的强度性质的能力。通常，存在在橡胶工业中使用的各种炭黑等级，例如N-220ISAF(中超耐磨炉黑)、N-330HAF(高耐磨炉黑)、N-550FEF(快压出炉黑)和N-660GPF(通用炉黑)系列。这些炭黑等级或分类是本领域技术人员已知的，并且参见ASTMD1765-14。然而，对于任意给定的橡胶配方的炭黑等级的选择必须考虑期望的最终产品的物理性质、加工方法和成本。欧洲专利申请EP2457945涉及两种橡胶组合物，即富含二氧化硅的橡胶配合物和富含炭黑的橡胶配合物，而不包含二氧化硅偶联剂(coupler)并且不包含硫固化剂(curative)。富含二氧化硅的橡胶配合物包含用于最终橡胶组合物的所有二氧化硅增强剂。富含炭黑的橡胶配合物包含用于最终橡胶组合物的所有橡胶增强炭黑，其中两种单独的橡胶配合物不是含二氧化硅偶联剂的反应性橡胶配合物。各橡胶配合物通过将各橡胶配合物在内部橡胶混合器中或在开放式圆筒研磨机上混合、其后将两种橡胶配合物以期望的比例混合在一起来制备。于是，填料影响橡胶的机械和动态性质。机械性质的实例为在一定温度范围(例如-40℃至120℃)内的拉伸强度、极限伸长率和模量、补强指数M300/M100、耐磨性和撕裂强度。动态性质的实例为在一定温度范围(例如-40℃至120℃)内的挠曲疲劳、裂纹扩展、滞后、滚动阻力、回弹性、动态模量、损耗角正切(tangentdelta)、生热性和佩恩效应(Payneeffect)(低应变下的非线性)。重要的是，橡胶可以在负载和卸载期间吸收大量能量并且将其转换为热量。由于此类能量的吸收/转换，橡胶在负载期间遵循的路径与卸载相比不同。该性质称为滞后，并且其表示由于材料内部摩擦而耗散为热量的能量。炭黑对橡胶配合物的滞后是强影响因素。在轮胎工业中，炭黑的选择对于平衡/优化滞后以及不利于耐磨耗性和湿抓地力的滚动阻力至关重要。受炭黑影响的轮胎设计的其它重要但经常相互矛盾的目标是方向稳定性、转向精度、乘坐舒适性、打滑、轮胎重量、纵向牵引力、冬季路面抓地力、松软地面抓地力、加速能力、噪声产生和电阻率。另外，炭黑对橡胶配合物的未硫化/未固化/生胶性质是强影响因素。此类性质包括门尼粘度、流动性、挤出行为(例如模头溶胀、表面外观)和粘性(未固化的橡胶自身粘附的能力)。此外，橡胶复合材料经历老化(在有氧-、无氧-、油-、户外-老化和臭氧条件下)导致材料的机械和动态性质的变化。在轮胎的情况下，这在使用寿命期间经历反复的应力循环，引起挠曲疲劳，发热，温度升高和能够引发、传播和加速老化过程的自由基的产生。老化机制可以看作有氧的或无氧的，或者看作二者的准组合。由术语“无氧”定义的完全没有氧实际上不总是精确符合零氧气的定义，因此，老化实际上可以在可能不适当地假定绝对没有氧气存在，然而氧气可能确实存在，只是浓度非常低的非常低的氧气浓度下发生。橡胶的氧化老化可以通过某些重金属的存在而极大地加速。不同的金属，特别是过渡金属的特征在于对于橡胶有毒害。具有可变氧化态的不同的金属源是存在于在轮胎工业中使用的不同原材料中的杂质，以及用于制造不同聚合物的聚合过程中使用的催化剂。天然橡胶还包含从自然界本身产生的金属杂质。这些金属是氢过氧化物分解剂。过渡金属Cu和Co作为很好的实例。氢过氧化物分解的催化机理是众所周知的。存在在不损害橡胶配合物的耐老化性的情况下改善橡胶配合物的机械和动态性质的回收炭黑填料的需求。还存在具有降低的滚动阻力和提高的耐老化性的包含橡胶和填料的复合材料的需求。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的一个目的是提供当存在于包含橡胶和填料的复合材料中时，复合材料的机械和动态性质得到改善，同时提供其良好的抗老化能力的填料。本专利技术的另一目的是提供具有降低的滚动阻力和改善的老化保持性质的包含橡胶和填料的复合材料。本专利技术的另一目的是提供具有降低的滚动阻力和改善的老化保持性质的包含橡胶和填料的制品。用于解决问题的方案本专利技术涉及一种填料，其包含根据ASTMD-1510-17测量的碘吸附值在95g/kg和160g/kg之间，优选在115g/kg和140g/kg之间的回收炭黑。该填料可以进一步包含根据ASTMD1765-14分类的，选自N110、N115、N121、N134、N20、N220、N234、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N375、N539、N550、N650、N660和N762的组的至少一种炭黑。另外，该填料可以进一步包含根据ASTMD-1510-17测量的碘吸附值在30～160g/kg之间的无定形沉淀二氧化硅。在一个实施方案中，回收炭黑的聚集粒径重量分布为，其D99百分位数小于2μm、优选小于1μm，并且其D50百分位数小于200nm、优选小于150nm。在一个实施方案中，回收炭黑的ZnS的含量基于回收炭黑的重量小于3重量％和/或SiO2的含量基于回收炭黑的重量小于2％。回收炭黑的除锌以外的重金属的含量基于回收炭黑的重量可以小于300ppm，优选小于250ppm，更优选小于200。另外，任意单独重金属的含量基于回收炭黑的重量可以小于20ppm，优选小于15ppm，更优选小于10ppm。在一个实施方案中，回收炭黑的除ZnS形式的硫以外的硫的含量小于2重量％，其中所述硫以以下形式中的一种以上存在：硫化碳、硫化氢、二硫化碳、二甲基硫醚、二甲基二硫醚、二氧化硫、甲基硫化物、甲硫醇、乙硫醇、异丙硫醇、叔丁硫醇、仲丁硫醇、戊硫醇和更高级的硫醇(Pentylandheaviermercaptans)、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩、噻吩、苯并噻吩、其它噻吩。在另一个实施方案中，回收炭黑的除SiO2和金属氧化物中的氧以外的氧的含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种填料，其包含根据ASTM D-1510-17测量的碘吸附值在95g/kg和160g/kg之间，优选在115g/kg和140g/kg之间的回收炭黑。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180727 EP 18186088.31.一种填料，其包含根据ASTMD-1510-17测量的碘吸附值在95g/kg和160g/kg之间，优选在115g/kg和140g/kg之间的回收炭黑。
2.根据权利要求1所述的填料，其中所述填料进一步包含根据ASTMD1765-14分类的，选自N110、N115、N121、N134、N20、N220、N234、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N375、N539、N550、N650、N660和N762的组中的至少一种炭黑。
3.根据权利要求1或2所述的填料，其进一步包含根据ASTMD-1510-17测量的碘吸附值在30～160g/kg之间的无定形沉淀二氧化硅。
4.根据前述权利要求中任一项所述的填料，其中所述回收炭黑的聚集粒径重量分布为，其D99百分位数小于2μm、优选小于1μm，并且其D50百分位数小于200nm、优选小于150nm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的填料，其中所述回收炭黑的ZnS的含量基于所述回收炭黑的重量小于3重量％和/或SiO2的含量基于所述回收炭黑的重量小于2重量％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的填料，其中所述回收炭黑的除锌以外的重金属的含量基于所述回收炭黑的重量小于300ppm，优选小于250ppm，更优选小于200。
7.根据权利要求6所述的填料，其中任意单独重金属的含量基于所述回收炭黑的重量小于20ppm，优选小于15ppm，更优选小于10ppm。
8.根据前述权利要求中任一项所述的填料，其中所述回收炭黑的除ZnS形式的硫以外的硫的含量基于所述回收炭黑的重量小于2重量％，其中所述硫以以下形式中的一种以上存在：硫化碳、硫化氢、二硫化碳、二甲基硫醚、二甲基二硫醚、二氧化硫、甲基硫化物、甲硫醇、乙硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·洛佩斯·卡多佐，P·C·T·特尔·库伊勒，A·H·A·维尔贝恩，J·A·约恩克曼，C·M·特威格，C·赞佐特拉，A·H·J·J·范·奥尔肖特，J·雷蒙德，
申请(专利权)人：黑熊碳有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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