填充半湿法改性凹凸棒土的彩色力车胎胶料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶产品技术领域，具体涉及填充半湿法改性凹凸棒土的彩色力车胎 胶料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国力车胎行业拥有300多家企业、10多万员工，随着其工艺技术、生产设备和产 品质量的不断提高，既在我国橡胶行业中占有重要地位，又在规模上位居世界前列。力车胎 主要包括摩托车内外胎、自行车内外胎、手推车内外胎和多用途车胎。据中国橡胶工业2014 年经济运行情况统计数据显示，我国2014年摩托车胎年产量为1. 7亿条，自行车胎年产量 为3. 5亿条，电动自行车胎年产量为2. 45亿条，且电动自行车胎需求量持续增长。由此可 见，力车胎是橡胶工业中一个重要的产品，走节能、低碳、环保的绿色之路已成为该行业可 持续发展的必然要求，因此，亟需开发新型环保助剂及加工工艺，以满足市场持续发展的需 求。
[0003] 凹凸棒土（Attapulgite，AT)是一种层链状结构的含水富镁错娃酸盐粘土矿物，颜 色随杂质含量及种类的不同而呈白色、浅灰或浅绿色。提纯解离后的AT呈灰白色，最小结 构单元为直径10~30nm，长度100~2000nm的纳米单晶；从结构尺寸上来看，AT可在微 米填充和纳米增强两个水平上与橡胶类材料复合，是橡胶类材料较为理想的填充补强剂； 此外，相对于炭黑、白炭黑这些传统填料，AT储量丰富，价格低廉，因而可考虑将其替代或部 分替代白炭黑，作为彩色力车胎的新型填料。但由于AT比表面积大、表面含有大量的硅羟 基，因而表面活性高、易聚集；当用作橡胶类材料的补强剂时，很难以纳米单晶的形态存在 于橡胶基体中。因此，当将AT作为橡胶填料使用时，通常需要对AT进行表面改性。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了填充半湿法改性凹凸棒土的彩色力 车胎胶料，它包括基体橡胶及各种助剂，其各组分及其质量份数为：天然橡胶70份，丁苯橡 胶30份，半湿法改性凹凸棒土 20~60份，沉淀法白炭黑0~25份，硫化剂1. 4~1. 6份， 促进剂体系1. 4~1. 9份，氧化锌5~8份，硬脂酸2~4份，白炭黑改性剂0~0. 75份， 防老剂体系3. 5份，固体古马隆4~6份，着色剂0. 4~0. 6份。
[0005] 半湿法改性凹凸棒土的制备： 步骤1)将KH590和Si-69进行复配，质量配比为KH590 :Si-69=3. 4 :6. 6,制备复配偶 联剂。
[0006] 步骤2)将经步骤1)制得的复配偶联剂，添加到凹凸棒土中，复配偶联剂的添加量 为凹凸棒土质量的1. 5wt. % ;再放入加热式捏合机，进行混合搅拌，搅拌速度为42转/分 钟，搅拌的同时慢速升温，物料温度升至85°C时，恒温搅拌2. 5小时，制得偶联剂改性凹凸 棒土。
[0007] 步骤3)向经步骤2)制得的偶联剂改性凹凸棒土中加入活化分散剂，活化分散剂 聚乙烯蜡的添加量为凹凸棒土质量的0. 7wt. % ;利用加热式捏合机继续搅拌升温至96°C时，进行排料。
[0008] 步骤4)将经步骤3)所制得的物料，通过输送带输送至含多层干燥盘的振动盘式 干燥机，控制烘干温度在53±2°C，待物料烘干至含水率小于0. 5%时，将物料输送至盘式 磨粉机。
[0009] 步骤5)待步骤4)物料输送至磨粉机时，在干燥机和磨粉机之间的计量接口掺入 操作改性剂沉淀法白炭黑，其添加量为凹凸棒土质量的4.Owt. % ;待磨粉完成，得到60-80 目的工业半湿法改性凹凸棒土。
[0010] 所述的天然橡胶为3#标准胶；所述的丁苯橡胶为SBR-1502。
[0011] 所述的硫化剂为不溶性硫磺。
[0012] 所述的促进剂体系为促进剂TMTD主要成分为：二硫化四甲基秋兰姆、促进剂NOBS 主要成分为：N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、促进剂DM主要成分为：二硫化苯并噻 唑中的两种或三种并用体系。
[0013] 所述的白炭黑改性剂为固体聚乙二醇，其相对分子量为2000。
[0014] 所述的防老剂体系为防老剂SP-C主要成分为：苯乙烯化苯酚与防老剂MB主要成 分为：硫醇基苯并咪挫的并用防护体系，其质量配比为防老剂SP-C:防老剂MB=4:3。
[0015] 所述的着色剂为酞青绿、酞青蓝、橡胶大红、联苯胺黄中的一种或两种及以上。
[0016] 所述的填充半湿法改性凹凸棒土的彩色力车胎胶料的制备方法，它包括以下步 骤： 步骤1)混炼胶制备：先调节双辊开炼机辊距至0. 1_，加入天然橡胶薄通塑炼8~10 次；调整辊距至〇. 5mm，加入丁苯橡胶至混炼均匀；调整辊距至2. 0mm，当胶料包辊并有少量 堆积胶时，依次加入固体古马隆，着色剂，防老剂体系，氧化锌，硬脂酸至混合均匀；再依次 加入沉淀法白炭黑和白炭黑改性剂、半湿法改性凹凸棒土、促进剂体系，至吃料完全时调整 车昆距至0. 5mm，薄通打包2~4次；再调整辑距至2. 2~2. 8mm，加入硫化剂，至吃料完全时 调整辊距至0. 2mm，薄通打包6~8次；混炼温度控制在50~60°C，混炼时控制前辊温度比 后辊温度高5~10°C，调整辊距至5. 0_放厚下片，制得混炼胶。
[0017] 步骤2)胶料硫化：将步骤1)制得的混炼胶，在15~35°C条件下置于平整台面上 冷却停放12h后，根据所测得的工艺正硫化时间在橡胶硫化机上进行硫化，即可得到彩色 力车胎硫化胶。
[0018] 本发明的有益效果： 本发明采用传统的橡胶加工材料及工艺，将工业级的半湿法改性纳米凹凸棒土应用于 彩色力车胎中，是对凹凸棒土新应用领域的开发，有利于半湿法改性凹凸棒土在力车胎企 业中的推广应用。本发明所制备的半湿法改性凹凸棒土补强的力车胎胶料与单纯填充炭 黑或白炭黑的胶料相比，具有硫化效率高、加工流动性好、力学强度高、价格低、污染小的特 点，符合节能、低碳、环保的绿色可持续发展要求。
[0019]
【具体实施方式】： 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例 范围之中。
[0020] 实施例1 一4使用的半湿法改性凹凸棒土均通过该方法制备，半湿法改性凹凸棒 土的制备步骤如下： 本发明进行半湿法改性的凹凸棒土，是由江苏玖川纳米材料科技有限公司提供。具体 为该公司的凹凸棒土压滤浆液，该浆液的黏度值在1200~1500mPa*S，浆液中的固含量在 44wt. %~46wt.%，在所述固含量中凹凸棒土的质量份数在95wt. %以上；衆液中所含的 凹凸棒土是长度为0. 5~5ym，宽度为0. 05~0. 15ym的棒状棒晶。
[0021] 步骤1)将KH590和Si-69进行复配，质量配比为KH590 :Si-69=3. 4 :6. 6,制备复 配偶联剂。
[0022] 步骤2)将经步骤1)制得的复配偶联剂，添加到凹凸棒土中，复配偶联剂的添加量 为凹凸棒土质量的1. 5wt. % ;再放入加热式捏合机，进行混合搅拌，搅拌速度为42转/分 钟，搅拌的同时慢速升温，物料温度升至85°C时，恒温搅拌2. 5小时，制得偶联剂改性凹凸 棒土。
[0023] 步骤3)向经步骤2)制得的偶联剂改性凹凸棒土中加入活化分散剂，活化分散剂 聚乙烯蜡添加量为凹凸棒土质量的0. 7wt. % ;利用加热式捏合机继续搅拌升温至96°C时， 进行排料。
[0024] 步骤4)将经步骤3)所制得的物料，通过输送带输送至含多层干燥盘的振动盘式 干燥机，控制烘干温度在53±2°C，待物料烘干至含水率小于0. 5%时，将物料输送至盘式 磨粉机。
[0025] 步骤5)待步骤4)物料输送至磨粉机时，在干燥机和磨粉机之间的计量接口掺入 操作改性剂沉淀法白炭黑，其添加量为凹凸棒土质量的4.Owt. % ;待磨粉完成，得到60目 左右的工业半湿法改性凹凸棒土。
[0026] 实施例1 先调节双辊开炼机辊距至0. 1mm，加入70g天然橡胶薄通塑炼8次；调整辊距至0. 5mm， 加入30g丁苯橡胶薄通至混炼均匀；调整辊距至2.Omm，当胶料包辊并有少量堆积胶时，依 次加入6. 0g增塑剂固体古马隆，0. 4g酞青绿，2. 0g防老剂SP-C，1. 5g防老剂MB，8. 0g氧化 锌，4. 0g硬脂酸至混合均勾；再依次加入60g半湿法改性凹凸棒土，1. 2g促进剂N0BS，0. 5g 促进剂DM;至吃料完全时调整辊距至0. 5mm，薄通打包4次；再调整辊距至2. 5mm，依次加入 〇. 2g促进剂TMTD，1. 4g不溶性硫磺，至吃料完全时调整辊距至0. 2mm，薄通打包6次；混炼 温度控制在55°C左右，调整辊距至5. 0mm放厚下片，制得混炼胶。
[0027] 实施例2 先调节双辊开炼机辊距至0. 1mm，加入70g天然橡胶薄通塑炼9次；调整辊距至0. 5mm， 加入30g丁苯橡胶薄通至混炼均匀；调整辊距至2. 0mm，当胶料包辊并有少量堆积胶时，依 次加入5. 0g增塑剂固体古马隆，0. 4g联苯胺黄，2. 0g防老剂SP-C，1. 5g防老剂MB，7. 0g氧 化锌，3. 5g硬脂酸至混合均勾；再依次加入20g沉淀法白炭黑，0. 6g固体聚乙二醇，40g半 湿法改性凹凸棒土，1. 2g促进剂N0BS，0. 5g促进剂DM;至吃料完全时调整辊距至0. 5mm，薄 通打包3次；再调整辊距至2. 5mm，依次加入0. 2g促进剂TMTD，1. 4g不溶性硫磺，至吃料完 全时调整辊距至0. 2mm，薄通打包7次；混炼温度控制在55°C左右，调整辊距至5. 0mm放厚 下片，制得混炼胶。
[0028] 实施例3 先调节双辊开炼机辊距至0. 1mm，加入70g天然橡胶薄通塑炼10次；调整辊距至 0. 5mm，加入30g丁苯橡胶薄通至混炼均匀；调整辊距至2.Omm，当胶料包辊并有少量堆积胶 时，依次加入4. 0g增塑剂固体古马隆，0. 5g酞青蓝，2. 0g防老剂SP-C，1.