白炭黑因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性,在輪胎工業(yè)中應(yīng)用也很廣泛。其范圍包括載重輪胎、轎車輪胎、農(nóng)業(yè)輪胎等,按簾布材料分為全鋼、半鋼和纖維簾布輪胎,使用部位包括胎面、帶束層、胎側(cè)和鋼絲粘合膠等。
在傳統(tǒng)的斜交輪胎中,白炭黑可提高胎面的抗撕裂性能及橡膠與簾線的粘合性能,如常用的間甲白粘合體系。隨著輪胎子午化、環(huán)保節(jié)能和舒適性的要求越來越高, 白炭黑在輪胎中的應(yīng)用也越來越重要。目前在要求降低滾動阻力、提高抓著性方面,白炭黑與炭黑并用表現(xiàn)出優(yōu)異性能,而且在配方中已全部用白炭黑替代傳統(tǒng)炭黑生產(chǎn)“綠色輪胎”。這在米其林、普利司通等輪胎公司已成現(xiàn)實(shí),諸多大輪胎公司都致力于該方面的開發(fā)工作。近期在雪地輪胎、防滑輪胎和“綠色輪胎”方面白炭黑得到大量的應(yīng)用。我國輪胎行業(yè)也應(yīng)積極開展這方面的研究。
載重子午線輪胎
白炭黑在載重子午線輪胎中主要用于胎面和鋼絲帶束層膠料中,與炭黑并用,可提高胎面的性能,是提高鋼絲與橡膠的粘合性能不可缺少的材料。經(jīng)配方優(yōu)化后（如加入硬脂酸、促進(jìn)劑和偶聯(lián)劑）可獲得與炭黑膠料基本相同的硫化特性和相同的加工性能,其扯斷伸長率、撕裂強(qiáng)度、抗崩塊性、壓縮生熱和回彈性均有所改善;隨白炭黑用量的增大動態(tài)性能明顯改善。但使用白炭黑的膠料耐磨性能會有所降低,需要加入偶聯(lián)劑（Si69,A189等）來提高。
典型的載重輪胎胎面膠配方為:生膠 100;炭黑N234 30;炭黑N110 15;白炭黑Z175 Gr 15;芳烴油 5;硬脂酸 3.3;偶聯(lián)劑 X50S 2.6;促進(jìn)劑CBS 5;氧化鋅 3.0;硫黃 1.4;防老劑6PPD 1.5;防老劑TQ 1.5;防焦劑PVI 0.15。
轎車子午線輪胎
對于轎車子午線輪胎,動態(tài)性能要求越來越高。然而改善的途徑也有多種,如使用低斷面設(shè)計(jì)、新的骨架材料及使用新型的聚合物作胎面材料,而使用白炭黑是一條重要且可行的途徑。特別是在歐洲和美國等發(fā)達(dá)國家,隨著汽車制造業(yè)原配輪胎和政府對燃油稅收的要求,低滾動阻力、降低燃油用量的環(huán)保輪胎已倍受青睞并大量生產(chǎn)。在此類輪胎中,大量（80份）使用高分散白炭黑,全部取代炭黑作補(bǔ)強(qiáng)填料。據(jù)統(tǒng)計(jì),歐洲和美國1998年僅“綠色輪胎”白炭黑的用量達(dá)6萬多噸。預(yù)計(jì)2000年“綠色輪胎”中白炭黑用量將增加40%。“綠色輪胎”中大量白炭黑的應(yīng)用是與溶聚丁苯橡膠（SSBR）的使用相配套的,在我國SSBR仍需大力發(fā)展以滿足日后環(huán)保輪胎的要求。典型的“綠色輪胎”的特征配方為:SSBR 75;BR 25;高分散白炭黑Z 1165 MP 80;偶聯(lián)劑 TESPT 6;芳烴油 30;活性氧化鋅 3.0;硬脂酸 1.0;微晶蠟 1.0;不溶性硫黃 1.7;促進(jìn)劑CBS 1.7;促進(jìn)劑 DPG 2.0;防老劑 6 PPD 2.0。混煉加工通常在大型高速密煉機(jī)中采用三段或二段混煉,嚴(yán)格控制密煉機(jī)的排膠溫度,使偶聯(lián)劑TESPT與白炭黑充分反應(yīng),在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑進(jìn)行精煉和下片。因白炭黑比表面積和表面能大,粒子互相聚集嚴(yán)重,分散性能較差,故在“綠色輪胎”中應(yīng)使用 Zeosil 1165 MP 微珠白炭黑或Zeosil 165 Gr 顆粒白炭黑等高分散性白炭黑。其它國際性的白炭黑公司,如PPG、德固薩也在不斷開發(fā)和生產(chǎn)一些新的高分散白炭黑。
鋼絲粘合膠
研究和實(shí)際應(yīng)用表明,鋼絲膠中使用白炭黑,特別是低比表面積的白炭黑來部分替代炭黑可達(dá)到優(yōu)化膠料性能的目的。典型的鋼絲粘合膠料配方為:NR 100; 塑解劑 0.12;炭黑N 326 45;白炭黑Z 125 Gr 15;偶聯(lián)劑Si 69 1.2;氧化鋅 8.0;硬脂酸 0.5;硼酰化鈷 Manobond 680C 0.67;樹脂增粘劑 2.0;芳烴油 1.5;防老劑6PPD 2.0;不溶性硫黃IS 70 5.7;促進(jìn)劑 CBS 0.7;促進(jìn)劑DPG 0.35。在配方中加入Z 125 GR 類的低比表面積白炭黑與炭黑并用,同時(shí)調(diào)整偶聯(lián)劑和促進(jìn)劑的用量,可獲得較好的物理性能,提高各種粘合性能,改善動態(tài)性能。