一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法，该复合材料按照重量份计，包括以下组分：溶聚丁苯橡胶55～80份、顺丁橡胶20～45份、硅烷偶联剂3～12份、环保芳烃油20～35份、炭黑N3303份、硬脂酸0.5～2.5份、氧化锌2～7份、防老剂0.5～2.5份、硫磺1～3份、促进剂0.5～4份和稻谷壳白炭黑70～110份。本发明专利技术解决了原传统生产工艺生产的普通白炭黑材料均以化工手段获得，无法从源头上解决化工工艺过程所带来的环保问题。艺过程所带来的环保问题。艺过程所带来的环保问题。

【技术实现步骤摘要】
一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于溶聚丁苯橡胶制备
，具体涉及一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]水稻是一种全世界广泛种植的粮食作物，其生产后大量的水稻壳被丢弃或被露天焚烧，产生垃圾或污染空气，这显然不是最有效的利用方式。国内外实验表明，水稻壳中含有16～20％的无定形二氧化硅，而白炭黑为颗粒极细的二氧化硅，因此具有提取白炭黑的前提，目前国内外已有多种用稻壳制取白炭黑的方法。
[0003]发展绿色轮胎是保证轮胎产业实现任务战略调整和产业升级的关键，而绿色轮胎发展到今天，已不再是局限于一个环保概念，而是深层次要求轮胎整个生命周期都是绿色的，即溯源绿色，包括绿色材料、绿色产品、绿色工艺，也包括产品终端的绿色服务以及资源综合利用等。绿色新材料是绿色轮胎的基础，大自然中寻找可再生的替代绿色原材料，从源头上解决原材料化工生产过程的污染问题，已成为全球轮胎行业的发展趋势。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法，本专利技术解决了传统无法从源头上解决化工工艺过程所带来的环保问题以及溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料制备中能耗较高、效率较低的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料及其制备方法，本专利技术采用以下技术方案：一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，按照重量份计，包括以下组分：溶聚丁苯橡胶55～80份、顺丁橡胶20～45份、硅烷偶联剂3～12份、环保芳烃油20～35份、炭黑N330 3份、硬脂酸0.5～2.5份、氧化锌2～7份、防老剂0.5～2.5份、硫磺1～3份、促进剂0.5～4份和稻谷壳白炭黑70～110份。
[0006]进一步地，促进剂采用促进剂CBS和促进剂TBG。
[0007]进一步地，防老剂采用防老剂6PPD。
[0008]进一步地，溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，按照重量份计，包括以下组分：溶聚丁苯橡胶70份、顺丁橡胶30份、硅烷偶联剂6.4份、环保芳烃油26.25份、炭黑N3303份、硬脂酸1份、氧化锌2.5份、防老剂1份、硫磺1.8份、促进剂CBS1.8份、促进剂TBG2份和稻谷壳白炭黑80份。
[0009]进一步地，硅烷偶联剂为偶联剂TESPT。
[0010]本专利技术还提供了另一技术方案：一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]密炼机转速调至57转/分钟，预先升温至80℃，先将溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶加入压上顶栓塑炼30s，升上顶栓加入环保芳烃油、部分炭黑N330和一半的稻谷壳白炭黑、压上顶栓混炼90s，升上顶栓加入剩余稻壳白炭黑压上顶栓混炼90s，升上顶栓清扫后压上顶栓
继续混炼30s，排胶至开炼机，先经过第一台开炼机冷却，再通过分配到若干个开炼机上进行连续混炼，混炼初始温度为室温，混炼最高50℃，在3.0mm辊距下加入硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂混炼90s，最后加入硫磺和促进剂混炼60s，出片后在0.5mm辊距下薄通、打三角包若干次，开炼机下片制得终炼胶。
[0012]本专利技术的有益效果是：
[0013]1、针对原传统生产工艺生产的普通白炭黑材料均以化工手段获得，无法从源头上解决化工工艺过程所带来的环保问题，本专利技术将稻壳白炭黑材料取代原传统生产工艺生产的普通白炭黑。
[0014]2、针对传统的橡胶混炼技术普遍采用密炼机分段混炼工艺，用于溶聚丁苯橡胶/生物质硅材料复合材料的制备，不但能耗高、周期长、工位占地面积大，能源浪费严重，生产效率低下，而且混炼胶制备过程中生物质硅材料难以分散的技术难题，本专利技术混炼一阶段是在密炼机上，在较高温度下混炼，相比于原工艺温度较低，时间短；二阶段是开炼机冷却、低温混炼，混炼初始温度为室温，混炼最高50℃，温度低，实现生物质硅材料在溶聚丁苯橡胶中有效分散，为制造满足欧盟轮胎的高性能轮胎提供基础和保障，并实现轮胎制造技术的节能环保性。
[0015]3.本专利技术溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料制备工艺及低温混炼工艺控制技术，有效推动全国新旧动能转换，社会效益显著，具有较广阔的产业化应用前景。
附图说明
[0016]图1为本专利技术不同配方复合材料的门尼粘度；
[0017]图2为本专利技术不同配方复合材料的工艺正硫化时间；
[0018]图3为本专利技术不同配方复合材料的硬度；
[0019]图4为本专利技术不同配方复合材料的300％定伸应力；
[0020]图5为本专利技术不同配方复合材料的DIN磨耗。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实验例1:本专利技术溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料不同配方及其制备方法
[0023]溶聚丁苯橡胶与不同型号(M1,M2,W1,W2,K160)的稻谷壳白炭黑进行复合材料制备，配方如表1所示：
[0024]表1
[0025][0026][0027]其中，M1、M2、W1和W2型号分别为K110、K140、K175、K2000，其购于益海粮油工业有限公司，K110、K140、K175、K2000的BET比表面积不同。BET比表面积数值K110：100
‑
130，K140：130
‑
160，K160：140
‑
180，K175：150
‑
190，K2000：190
‑
220(单位m2·
g
‑1)。
[0028]环保芳烃油型号REPSOLTDAE1996，购于西班牙REPSOL公司。
[0029]制备方法：
[0030]密炼机转速调至57转/分钟，预先升温至80℃，先将溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶加入压上顶栓塑炼30s，升上顶栓加入环保芳烃油、部分炭黑N330和一半的稻谷壳白炭黑、压上顶栓混炼90s，升上顶栓加入剩余的稻壳白炭黑压上顶栓混炼90s，升上顶栓清扫后压上顶栓继续混炼30s，排胶至开炼机，先经过第一台开炼机冷却，再通过分配到若干个开炼机上进行连续混炼，混炼初始温度为室温，混炼最高50℃，在3.0mm辊距下加入硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂混炼90s，最后加入硫磺和促进剂混炼60s，出片后在0.5mm辊距下薄通、打三角包若干次，开炼机下片制得终炼胶。
[0031]对终炼胶硫化后进行性能测试。针对上述配方采用以下方法进行性能测试：
[0032](1)门尼粘度：采用圆盘剪切粘度计按照GB/T1232.1—2000测试门尼粘度。如图1所示，门尼粘度纵坐标为ML(1+4)100℃，无单位。
[0033](2)硫化特性：采用无转子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，其特征在于，按照重量份计，包括以下组分：溶聚丁苯橡胶55～80份、顺丁橡胶20～45份、硅烷偶联剂3～12份、环保芳烃油20～35份、炭黑N3303份、硬脂酸0.5～2.5份、氧化锌2～7份、防老剂0.5～2.5份、硫磺1～3份、促进剂0.5～4份和稻谷壳白炭黑70～110份。2.如权利要求1所述的溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，其特征在于，所述促进剂采用促进剂CBS和促进剂TBG。3.如权利要求1所述的溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，其特征在于，所述防老剂采用防老剂6PPD。4.如权利要求1所述的溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，其特征在于，所述溶聚丁苯橡胶/生物质硅复合材料，按照重量份计，包括以下组分：溶聚丁苯橡胶70份、顺丁橡胶30份、硅烷偶联剂6.4份、环保芳烃油26.25份、炭黑N3303份、硬脂酸1份、氧化锌2.5份、防老剂1份、硫磺1.8份、促进剂CBS1.8份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁乃秀，张寒珠，王丽丽，邵光谱，刘光烨，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：