CN102977419A - 用于冬季轮胎胎面橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于冰雪路面覆盖的道路使用的冬季轮胎胎面橡胶组合物，该组合物包含至少一种二烯类弹性体、介于40至100份增强填料、2-15份发泡剂、5-30份抗湿滑助剂。本发明制备工艺简便，制得的组合物可以改善轮胎胎面在湿滑路面的抓地性能和冬季使用性能而无需借助防滑钉，同时保持轮胎胎面较好的滚动阻力性能、优良的干路面性能和磨耗性能。

Description

用于冬季轮胎胎面橡胶组合物

技术领域

本发明涉及一种特别适用于冬季轮胎胎面的橡胶组合物，该冬季轮胎能够在冰雪覆盖的路面上行驶而无需借助防滑钉。本发明属于轮胎制造和橡胶制品技术领域。 

背景技术

冬季轮胎是专门针对冬天的冰雪路面状况设计的，冬季轮胎除了要满足在正常环境条件下的使用, 更要注重满足寒冷条件下轮胎在冰雪路面具有优异的抓着性能和耐低温性能。 

为了提高在轮胎在冰雪路面的安全使用性能，有的轮胎制造商在轮胎上设置防滑钉,但这种方法有很大的缺点，它易于造成胎面表面损坏，大大缩短轮胎的使用寿命，同时用该方法生产的轮胎在路面上行驶时会对道路造成很大的破坏，并致使环境污染。 

美国专利US3878147公开了在胎面配方中加入高硬度的固体粒子提高胎面抓着性能的方法。但这种添加了高硬度的固体粒子的胎面在冰雪路面行驶时抓地力并不理想，且这种胎面也存在防滑钉轮胎相同的缺陷，胎面易磨损且会污染环境。 

美国专利US5616639，US5066721，US5227425，US5616639等公开了使用二氧化硅增强填料即白炭黑用于冬季轮胎胎面，但是过多的使用白炭黑带来了胶料的过度刚性，损害了轮胎在冰雪路面的使用性能。 

本发明通过自主研发的一种新型的冬季轮胎胎面橡胶组合物，可以改善轮胎在湿滑路面的抓地性能和冬季使用性能，同时保持胶料较好的滚动阻力性能、优良的干路面性能和磨耗性能。 

发明内容

1、发明目的： 

本发明的目的在于提供一种适合用于冬季轮胎胎面的橡胶组合物，使用该橡胶组合物制作胎面的冬季轮胎能够在冰雪覆盖的路面上行驶而无需借助防滑钉。

2、技术方案： 

一种适合用于冬季轮胎胎面的橡胶组合物，至少包含二烯烃弹性体、增强填料、发泡剂、抗湿滑助剂，其组分做如下详细描述。

二烯烃弹性体选自天然橡胶、合成聚异戊二烯、顺1-4键含量为90%以上的聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯共聚物、异戊二烯共聚物或这些弹性体的混合物,优选天然橡胶和顺1-4键含量为90%以上的聚丁二烯含量之和在70份以上。 

发泡剂包括无机发泡剂和有机发泡剂或它们的混合物。无机发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠或亚硝酸钠；有机发泡剂包括偶氮类化合物、酰磺肼化合物或亚硝基化合物。 

抗湿滑助剂是指碳、氧、硼、氮等接枝共聚物经有机高分子表面改性后相嵌形成笼状类富勒烯的一种复合材料。抗湿滑助剂能较好的提高胎面的抗湿滑性能和冰雪路面的使用性能，且不损害胎面的其它性能。 

增强填料包括炭黑和沉淀法白炭黑，且沉淀法白炭黑的含量优选20-50份范围之内。 

本发明的胎面橡胶组合物还包括用于轮胎制造过程中的其它各种添加剂，如液体增塑剂、防老剂、交联剂、硫化促进剂、硫化活性剂等。 

3、有益效果： 

在该橡胶组合物中加入发泡剂后，胎面表明会形成微小气泡，这就增加了轮胎与地面接触的表面积，同时该气泡可以排出在轮胎与地面间产生的液膜；在该条件下，胎面表明与冰雪之间的接触不再是润滑的，从而提高了胎面与冰雪路面之间的摩擦系数。

同时在该橡胶组合物中加入的抗湿滑助剂，它是碳、氧、硼、氮等接枝共聚物，是有机高分子表面改性类物质，相嵌形成类似类富勒烯的一种复合材料。抗湿滑助剂中的胺基-NH₂、羟基-OH、羧基-COOH等官能团能提高生胶与增强填料间的相互结合作用，从而较好的改善胎面的抗湿滑性能和冰雪路面使用性能。 

具体实施方案

为清楚的理解本发明，以下是非限制性实例。 

制备三种对照组组合物（A、C、E）和根据本技术发明制造的三种橡胶组合物(B、D、F)，并且测试各种橡胶组合物，以测定湿滑路面抓地力和在冰雪路面上的性能，具体配方见表1。 

使用以下混炼工艺制备实例中描述的橡胶组合物：将除了硫化体系和发泡剂外的二烯烃类弹性体、增强填料、抗湿滑助剂和各种其它成分连续加入到初始温度大约为60℃的密闭式混炼机中混炼，填充因子为65-75%。橡胶组合物混炼温度达到145-165℃时卸载排胶。回收并冷却由此获得的胶料，然后将硫磺、促进剂、发泡剂、第一阶段获得的胶料加入到30℃的密闭式混炼机中混炼，橡胶组合物温度达到100-110℃时卸载排胶。 

  

表1

              

（1）  天然橡胶,马来西亚标准胶SMR20；

（2）  德国Lanxess公司产品；

（3）  燕山石化公司产品；

（4）  青岛四维化工有限公司产品；

（5）  深圳宏信佳公司产品；

（6）  美国Flexsys公司产品；

（7）  美国Flexsys公司产品；

（8）  美国Flexsys公司产品。

按照上述混炼工艺制备橡胶组合物，并测试组合物在湿滑路面和冬季低温条件下的使用性能，测试结果见表2。 

表2

             

业界众所周知，在0℃下的损耗因子tanδ、60℃下的损耗因子tanδ、-20℃下的复合模量E、 30℃下的复合模量E、胶料的玻璃化转变温度Tg分别表征橡胶组合物在湿滑路面的抓地性、滚动阻力、冰雪路面的性能、干路面的操纵性与转向性、橡胶组合物的耐磨性。

从表2中测试结果来看，与对照组组合物相比，根据本发明的橡胶组合物B、D、F能够明显的改善湿滑路面的抓地性能和冰雪路面的性能，同时根据本发明的橡胶组合物仍然保持较好的滚动阻力性能、优良的干路面性能和磨耗性能。 

本领域技术人员可以理解，本发明可用于冬季轮胎的制作中。 

Claims (5)

1.一种用于轮胎，尤其是适用于冰雪覆盖道路使用的冬季轮胎胎面的橡胶组合物，其特征在于其中至少包含一种二烯烃类弹性体、介于40至100份增强填料，介于2-15份发泡剂，介于5-30份抗湿滑助剂。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于其所述的二烯烃弹性体选自天然橡胶、合成聚异戊二烯、顺1-4键含量为90%以上的聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯共聚物、异戊二烯共聚物或这些弹性体的混合物,优选天然橡胶和顺1-4键含量为90%以上的聚丁二烯含量之和在70份以上。

3.根据权利1所述的橡胶组合物，其特征在于其所述的发泡剂包括无机发泡剂和有机发泡剂或它们的混合物，无机发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠或亚硝酸钠；有机发泡剂包括偶氮类化合物、酰磺肼化合物或亚硝基化合物。

4.根据权利1所述的橡胶组合物，其特征在于所述抗湿滑助剂是指碳、氧、硼、氮等接枝共聚物经有机高分子表面改性后相嵌形成笼状类富勒烯的一种复合材料。

5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于所述的增强填料包括炭黑和沉淀法白炭黑，且沉淀法白炭黑的含量优选20-50份范围之内。