CN102604169A

CN102604169A - 一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物

Info

Publication number: CN102604169A
Application number: CN2012100300882A
Authority: CN
Inventors: 姜杰; 黄义钢; 高绪风; 吴洪全; 张建勋
Original assignee: Qingdao Doublestar Tire Industry Co Ltd
Current assignee: Qingdao Doublestar Tire Industry Co Ltd
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: CN102604169B

Abstract

本发明公开了一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，配合比例以重量计，其组分包括基体橡胶100份、活性剂5～8份、白炭黑60～100份、硅烷偶联剂5～8份、浅色橡胶油4～8份、促进剂1.5～3.5份、防老剂3～7份、硫化剂1～2份、抗静电剂5～8份、着色剂3～6份，其中基体橡胶由天然橡胶和低顺式聚丁二烯橡胶组成，活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，白炭黑为沉淀法白炭黑，促进剂为促进剂TBBS和促进剂DPG并用，防老剂为非污染型浅色防老剂及防老剂RD并用，抗静电剂为聚醚类抗静电剂。上述橡胶组合物制备的轮胎子口增强胶条具拉伸强度高、扯断伸长率大的特点；主要用于彩色载重子午线轮胎的子口增强胶条。

Description

一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物，尤其是涉及一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物。

背景技术

随着近年来汽车性能的提升，对于轮胎也要求较高的操纵稳定性能，载重子午线轮胎更是如此。为了得到较高的操纵稳定性，必须提高胎圈刚性。另外，子口增强胶条的刚性、硬度以及机械强度等物理性能也极大地影响行驶时的操纵稳定性能，因此也要求将这些性能设定在适当的范围内。为此常常在子口增强胶条中大量地使用顺丁橡胶。上述胶料的加工性能较差，甚至会在压出工序中发生边裂的现象。

另外，近年来为了适应汽车轮胎安全、环保、绿色的发展趋势，天然橡胶、白炭黑、碳酸钙等白色填充剂这样的非石油资源越来越受到重视。期望开发出与使用石油资源原料同样或更优异特性要求的使用了来自非石油资源原料的轮胎用橡胶组合物。

此外，传统技术并没有得到可降低来自石油资源的原料使用量、耐裂缝性优异、低生热性、加工性能优异的子口增强胶条用橡胶组合物。

发明内容

本发明的任务在于提供一种材料力学性能较优的橡胶组合物，该橡胶组合物用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条。

其技术解决方案是：

一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，配合比例以重量计，其组分包括基体橡胶100份、活性剂5～8份、白炭黑60～100份、硅烷偶联剂5～8份、浅色橡胶油4～8份、促进剂1.5～3.5份、防老剂3～7份、硫化剂1～2份、抗静电剂5～8份、着色剂3～6份，其中基体橡胶由天然橡胶和低顺式聚丁二烯橡胶组成，活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，白炭黑为沉淀法白炭黑，硅烷偶联剂为液体硅烷偶联剂Si-69，浅色橡胶油为白矿油，促进剂为促进剂TBBS和促进剂DPG并用，防老剂为非污染型浅色防老剂及防老剂RD并用，硫化剂为硫黄，抗静电剂为聚醚类抗静电剂。

上述基体橡胶中，天然橡胶为50～80份，其余为低顺式聚丁二烯橡胶；其中低顺式聚丁二烯橡胶的顺式含量为35％～40％。

上述低顺式聚丁二烯橡胶选用在100℃未硫化状态下的门尼粘度(ML₁₊₄100℃)为30～55的低顺式聚丁二烯橡胶胶料。

上述活性剂中，纳米氧化锌为2～5份，其余为硬脂酸。

上述纳米氧化锌，包括粒径为100nm以下的一次粒子和粒径为100nm以上的一次粒子，其中粒径为100nm以下的一次粒子占80％，粒径为100nm以上的一次粒子占20％。

上述白炭黑的用氮气测定的BET表面积为120～200m²/g，对苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00～3.50cm³/g，并且当该白炭黑分散在水中形成5％的水溶液时其pH值为5.0～8.0。

一种彩色载重子午线轮胎，包括由上述橡胶组合物制备的子口增强胶条。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其优点在于，使用低顺式聚丁二烯橡胶和全部使用白炭黑作为补强材料，以及结合使用着色剂，由该橡胶组合物制备的子口增强胶条具有鲜艳的色彩、耐裂缝性优异、低生热性、加工性能优异等优点。主要用于彩色载重子午线轮胎的子口增强胶条。

具体实施方式

本发明的彩色载重子午线轮胎子口增强胶条用橡胶组合物的基体橡胶中天然橡胶只要是一般的天然橡胶即可，并没有原产地等的限制，也可将1种或2种以上天然橡胶组合使用。作为天然橡胶，适合使用例如RSS#3、TSR等级别的天然橡胶。采用重量(质量)配比，以100份基体橡胶计，基体橡胶中的天然橡胶的含量优选50份以上。因为天然橡胶的含量不足50份时，橡胶的强度下降。此外，基体橡胶中的天然橡胶的含量优选低于90份，超过90份时，子口增强胶条用橡胶组合物的断裂强度出现下降趋势。天然橡胶的含量更优选80份以下。

本发明的轮胎子口增强胶条用橡胶组合物所用顺丁橡胶(BR)，优选使用低顺式含量的BR(顺式含量35％～40％)，可以提高胶料的门尼粘度，保持半成品形状，同时也能提高胶料的耐磨性。但为了降低滚动阻力，优选高粘度的BR。若混合低粘度的BR，则低粘度BR由于分子量小，存在分子末端多，通过其进行热运动，而使滚动阻力增大，因此不理想。

BR在100℃未硫化状态下的门尼粘度(ML₁₊₄100℃)在30以上，理想的是在40以上。ML₁₊₄100℃不足30的话，则混合橡胶的粘度过低，不能保持良好的未硫化形状。ML₁₊₄100℃在55以下，理想的是在50以下，超过55的话，混合橡胶的粘度过高，加工性能恶化。

由于BR在100℃未硫化状态下的门尼粘度(ML₁₊₄100℃)为30～55，可以使用所得到的橡胶组合物保持适当的粘度，所以可以得到一种子口增强胶条用橡胶组合物，其不容易发生轮辋偏移，可以抑制子口增强胶条与轮辋之间的擦伤的产生。

以100份基体橡胶计，基体橡胶中BR的质量份数可为20～90份。BR的含量不足20份的话，不能确保作为子口增强胶条用橡胶组合物与轮辋的耐擦伤性能。BR含量超过90份的话，橡胶胶料加工性能较差。更为优选BR的质量份数可为30～50份。

本发明的橡胶组合物应含有足量的白炭黑以提供足够的硬度和耐磨性。白炭黑选用沉淀法白炭黑，其特征在于包括60～100质量份的填充补强材料白炭黑，该白炭黑用氮气测定的BET表面积为100～250m²/g，优选为120～200m²/g，对苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00～3.50cm³/g，并且当该白炭黑分散在水中形成5％的水溶液时其pH值为5.0～8.0。

本发明的子口增强胶条用橡胶组合物中，对于100质量份的橡胶成分，优选60～100份范围的浅色补强材料。对于100份的基体橡胶成分，无机补强材料的含量不足60份的话，无法得到期望的耐裂缝性，超过100份的话，加工困难。无机补强材料的该混合量更优选65份以上、优选90份以下。

适量白炭黑的使用，可良好维持子口增强胶条用橡胶组合物的机械强度。此外，由于白炭黑来自非石油资源，较之于例如将炭黑等来自石油资源的补强剂作为主要的补强剂混合的情况，可降低橡胶组合物中来自石油资源的原料使用量。

本发明的子口增强胶条用橡胶组合物中含有上述的白炭黑，优选含有该白炭黑的同时添加硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂，可使用传统已知的硅烷偶联剂，基于良好的加工性能考虑，优选使用Si-69(二-[3-乙氧基硅基丙基]聚硫)，一方面通过乙氧基与白炭黑表面硅烷醇基团缩合，另一方面通过硫化物断链与橡胶产生交联，对白炭黑的分散和补强起到关键的作用。优选使用5～8份。

另外，为了进一步提高白炭黑的分散性能，可以添加白炭黑分散助剂，基体橡胶中白炭黑分散剂的含量典型用量为1～5份，优选为1～3份。

由于富含白炭黑的橡胶组合物的导电性不好，导致胎面和胎圈之间的电阻变得很高，也就是说，轮胎整体成为绝缘体，因此，静电容易积累在汽车车体上。通过使用聚醚类抗静电剂，使橡胶制品表面电荷定向排列很快导出。基体橡胶中抗静电剂的含量典型用量为1～8份，优选为5～8份。

本发明中促进剂优选使用次磺酰胺类促进剂TBBS(N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)和胍类促进剂DPG(二苯胍)并用，以提高和活化硫化胶的性能，这两种促进剂的结合使用对最终性能会产生协同作用，并且稍好于任何一种促进剂的单独使用。

加工助剂的典型用量为大约1～50份，上述加工助剂可以是包括例如芳烃、环烷烃和/或链烷烃浅色橡胶油，也可以是增粘性树脂，所述的增粘树脂的典型用量(如果使用的话)大约为0.5～10份，通常大约为1～5份。防老剂为非污染型浅色防老剂和防老剂RD(2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉)并用，抗氧化剂的典型用量为大约1～5份，抗臭氧剂的典型用量为大约1～5份。纳米氧化锌的典型用量大约为2～5份，硬脂酸的典型用量大约为0.5～3份。石蜡的典型用量大约为1～5份，常常使用微晶蜡。硫黄硫化剂大约为0.5～4份，优选大约1.5～2.5份，有时优选大约2～2.5份。

基体橡胶中着色剂可为无机颜料或有机颜料。无机颜料可选择单偶氮、重氮、酞菁、多环或金属络合物。有机颜料可选择碳酸盐、氧化物、硫化物、硫酸盐、硫硒化物、硅酸盐、亚铁氰化物、铬酸盐、钼酸盐、金属或合成混合氧化物。着色剂可以为红色、黄色或蓝色，也可以根据本领域已知的方法将多种颜料混合以提供多种非黑颜色。胶料中颜料的量可以不同，取决于颜料的类型，但是通常可以为本领域已知的有效量，以便为胶料提供色彩亮丽的外观。橡胶组合物中全部颜料的量可以为1～8份，优选为3～6份。

参考实施例可以更清楚的理解本发明。

实施例的组合物各组分均按质量份计，具体组分见表1。橡胶组合物的混炼可以通过橡胶混炼的技术人员已知的方法进行。例如，一般将各组分用至少两个阶段进行混炼，其橡胶组合物的混炼过程是在小型实验室密炼机、开炼机上分两段混炼。

在小型实验密闭炼胶机加入天然橡胶、合成胶、高分散性白炭黑以及除硫化体系外的所有配合剂，混炼3～4分钟在115～125℃范围内排胶，然后在开炼机上下片，完成一段混炼胶的制备。停放4小时后，在开炼机中加入一段混炼胶、所有硫化体系的配合剂，混炼工艺为：调整辊距(为1.0mm)→加一段母炼胶(包辊后左右3/4各割刀2次)→包辊后加硫黄(吃完后，左右3/4各割刀2次)→调整辊距至0.5mm，薄通打三角包6次→下片(辊距为2.0mm)。停放过夜。用蒸汽平板硫化机在151℃温度下分别硫化25min、35min试样。按有关国家标准测试性能，如表2所示。

表1

原材料	实施例
		NR	70
低顺式BR	30
		活性剂	7
高分散性白炭黑	80
		硅烷偶联剂Si-69	5.7
浅色橡胶油	5
		加工助剂	4
防老剂	4.5
		硫化剂	1.5
促进剂	3
		防焦剂	0.5
其它	10

表2

Claims

1.一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，配合比例以重量计，其组分包括基体橡胶100份、活性剂5～8份、白炭黑60～100份、硅烷偶联剂5～8份、浅色橡胶油4～8份、促进剂1.5～3.5份、防老剂3～7份、硫化剂1～2份、抗静电剂5～8份、着色剂3～6份，其中基体橡胶由天然橡胶和低顺式聚丁二烯橡胶组成，活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，白炭黑为沉淀法白炭黑，硅烷偶联剂为液体硅烷偶联剂Si-69，浅色橡胶油为白矿油，促进剂为促进剂TBBS和促进剂DPG并用，防老剂为非污染型浅色防老剂及防老剂RD并用，硫化剂为硫黄，抗静电剂为聚醚类抗静电剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述基体橡胶中，天然橡胶为50～80份，其余为低顺式聚丁二烯橡胶。

3.根据权利要求2所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述低顺式聚丁二烯橡胶的顺式含量为35％～40％。

4.根据权利要求1所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述低顺式聚丁二烯橡胶选用在100℃未硫化状态下的门尼粘度(ML₁₊₄100℃)为30～55的胶料。

5.根据权利要求1所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述活性剂中，纳米氧化锌为2～5份，其余为硬脂酸。

6.根据权利要求5所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述纳米氧化锌，包括粒径为100nm以下的一次粒子和粒径为100nm以上的一次粒子，其中粒径为100nm以下的一次粒子占80％，粒径为100nm以上的一次粒子占20％。

7.根据权利要求1所述的一种用于彩色载重子午线轮胎子口增强胶条的橡胶组合物，其特征在于：所述白炭黑的用氮气测定的BET表面积为120～200m²/g，对苯二甲酸二丁酯吸收值为2.00～3.50cm³/g，并且当该白炭黑分散在水中形成5％的水溶液时其pH值为5.0～8.0。

8.一种彩色载重子午线轮胎，其特征在于包括由权利要求1至6任意一项权利要求所述的橡胶组合物制备的子口增强胶条。