CN103131057A - 高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物及轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有高撕裂强度性能的轮胎胎面用橡胶组合物及使用该组合物作为胎面的轮胎。该橡胶组合物由下述重量份的组分构成：橡胶100、N220炭黑46.0-53.0、白炭黑12.0-17.0、芳烃油6.0-10.0、氧化锌3.0-5.0、硬脂酸2.0-3.5、防老剂2.0-4.0、硫磺0.8-1.2、促进剂0.8-1.2，其中，橡胶由70.0-88.0重量份的天然橡胶和12.0-30.0重量份的丙烯腈含量为25-35(重量)％的丁腈橡胶组成。使用该组合物作为胎面的轮胎，具有高撕裂强度的效果，撕裂强度可明显提高50-100％，耐切割性能高。

Description

高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物及轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎用橡胶组合物，更具体的说，涉及一种具有高撕裂强度性能的轮胎胎面用橡胶组合物及使用该组合物作为胎面的轮胎。
背景技术
基础建设环境通常较差，路况复杂，坡多弯多，坑洼不平，坑中积水，也有锋利的石头、木桩等，产品所要求的轮胎胎面撕裂强度高、耐切割性能好、胶料不掉块。通常使用的工程轮胎配方一般是采用全天然胶或天然胶与丁苯胶并用，硬质碳黑与白碳黑并用，普通硫化体系或半有效硫化体系，这样的配方撕裂强度，耐割切性能一般，在苛刻环境下使用，胶料极易掉块、崩花或刺坏，扎爆，寿命不长。提高胎面胶的撕裂强度可明显提高产品的使用寿命。
公开号CN101113212A的中国专利，公开了一种重载荷轮胎胎面用橡胶组合物以及在轮胎胎面部使用了该组合物的重载荷用充气轮胎，该专利使用：100重量份的以天然橡胶和/或合成聚异戊二烯橡胶为主体的可硫化的橡胶，30-80重量份的氮吸附比表面积为70m2/g以上的炭黑和/或二氧化硅，以及以钴元素计、1.0重量份以下的有机酸钴盐。该专利改善了重载荷轮胎胎面的断裂物性、耐崩裂性，但是并没有改善轮胎胎面的抗撕裂强度。
日本特许平6-192480号公开了一种橡胶组合物，在含有20至50重量份的天然橡胶、50至70重量份的丁二烯橡胶和10至30重量份的苯乙烯-丁二烯橡胶而构成的100重量份原料橡胶中，使用氮吸附比表面积很高、且酞酸二丁酷(DBP)吸油量的范围很宽的炭黑，从而提高它的耐磨性和耐发热性。但是，当以较高含量含有像丁二烯和苯乙烯一丁二烯橡胶这样的合成橡胶的情况下，虽然提高了耐磨性，但不利于耐发热性；在使用氮吸附比表面积很大的炭黑的情况下，利于其耐磨性和耐破损性，但不利于耐发热性，从而具有耐久性降低的倾向。但是该专利仍然没有改善轮胎胎面的抗撕裂强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有高撕裂强度的轮胎胎面用橡胶组合物。该组合物可用于工程胎、工地型载重胎、翻新工程胎的胎面，也可用于制作坦克履带和球磨机提升条。
本发明还提供一种利用所述轮胎胎面用橡胶组合物作为胎面的轮胎。
根据本发明所述的高撕裂强度的轮胎胎面用橡胶组合物，该组合物含有重量份的：
橡胶100、N220炭黑46.0-53.0、白炭黑12.0-17.0、芳烃油6.0-10.0、氧化锌3.0-5.0、硬脂酸2.0-3.5、防老剂2.0-4.0、硫磺0.8-1.2、促进剂0.8-1.2，其中，橡胶由70.0-88.0重量份的天然橡胶和12.0-30.0重量份的丙烯腈含量为25-35(重量)％的丁腈橡胶组成。
上述各组分的用量优选为：
橡胶100、N220炭黑48.0-51.0、白炭黑13.0-16.0、芳烃油7.0-9.0、氧化锌4.0-5.0、硬脂酸2.0-3.0、防老剂2.5-3.5、硫磺1.0-1.2、促进剂1-1.2，其中，橡胶由75.0-85.0重量份的天然橡胶和15.0-25.0重量份的丙烯腈含量为25-35(重量％的丁腈橡胶组成。
上述组合物中所述白炭黑的DBP吸收值为2.00-3.50cm3/g。
上述组合物中所述的防老剂为N-(1，3-二甲基丁基)N/-苯基对苯二胺(防老剂4020)和N-异丙基-N-苯基对苯二胺(防老剂4010NA)中的一种与选自2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD)、N，N/-双(1，4-二甲基)对苯二胺(防老剂DPPD)和丙酮与二苯胺高温缩合物(防老剂BLE)中的一种的并用体系，并用时可任意比例组合。
上述组合物中所述促进剂为选自2-(4-吗啉基硫醇基)苯并唑(促进剂MBS)、N-环己基-2-苯并唑次磺酰胺(促进剂CBS)或N-叔丁基-2-苯并唑次磺酰胺(促进剂TBBS)中的一种或任意两种以上的组合，并用时可任意比例组合。
本发明所述胎面用橡胶组合物采用现有常规方法制备。
本发明还提供一种高撕裂强度轮胎，其胎面使用上述配方组成的橡胶组合物。关于使用上述橡胶组合物作为胎面的高撕裂强度轮胎的制造方法，只要是目前用于轮胎的制造方法，都可适用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用天然橡胶与丙烯腈含量为25-35(重量)％的丁腈橡胶以及N220炭黑的合用，带来高撕裂强度的效果，撕裂强度可明显提高50-100％，耐切割性能高，生热低，同时可明显改善全天然胶配方耐磨性欠缺、耐热能差的缺点；
2、本发明所述的丁腈橡胶，耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，耐热性、气密性、耐磨性、耐水性较好、粘结力强，市场来源广泛，其价格与天然胶基本相当，其综合性能虽不如天然橡胶，但配方中加入部分丁腈胶，却明显改善了天然胶和丁腈胶性能不足；
3、本发明具有高撕裂强度、高拉伸强度、耐热性能低、耐老化；在要求耐切割较高的场合中，具有较高的耐切割、耐撕裂和耐刺扎；耐磨性能好，耐热性能好。
具体实施方式
下面以实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
Figure BDA0000116275490000031
由上述配方按常规制备方法制得的高撕裂强度轮胎胎面胶，其性能见表1。
表1：
  性能参数
  门尼粘度/120℃   60.0
  硫化速度/t90/165℃/min   7.5
  300％定伸应力/MPa   10.7
  拉伸强度/MPa   19.3
  扯断伸长率/％   510
  撕裂强度/kN/m   118
  疲劳生热/℃   27
  磨损减量/1.61km/cm3   0.095
实施例2
Figure BDA0000116275490000032
由上述配方按常规制备方法制得的高撕裂强度轮胎胎面胶，其性能见表2。
表2：
  性能参数
  门尼粘度/120℃   43.9
  硫化速度/t90/165℃/min   7.8
  300％定伸应力/MPa   11.8
  拉伸强度/MPa   23.9
  扯断伸长率/％   520
  撕裂强度/kN/m   143.2
  疲劳生热/℃   24
  磨损减量/1.61km/cm3   0.08
实施例3
Figure BDA0000116275490000041
由上述配方按常规制备方法制得的高撕裂强度轮胎胎面胶，其性能见表3。
表3：
  性能参数
  门尼粘度/120℃   58.0
  硫化速度/t90/165℃/min   7.2
  300％定伸应力/MPa   11.4
  拉伸强度/MPa   20.4
  扯断伸长率/％   530
  撕裂强度/kN/m   132
  疲劳生热/℃   28
  磨损减量/1.61km/cm3   0.14
实施例4
Figure BDA0000116275490000042
Figure BDA0000116275490000051
由上述配方按常规制备方法制得的高撕裂强度轮胎胎面胶，其性能见表4。
表4：
  性能参数
  门尼粘度/120℃   52.8
  硫化速度/t90/165℃/min   7.8
  300％定伸应力/MPa   11.2
  拉伸强度/MPa   23.4
  扯断伸长率/％   550
  撕裂强度/kN/m   143.2
  疲劳生热/℃   24
  磨损减量/1.61km/cm3   0.20

Claims (6)

1.一种高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物，该组合物由下述重量份的组分构成：
橡胶100、N220炭黑46.0-53.0、白炭黑12.0-17.0、芳烃油6.0-10.0、氧化锌3.0-5.0、硬脂酸2.0-3.5、防老剂2.0-4.0、硫磺0.8-1.2、促进剂0.8-1.2，其中，橡胶由70.0-88.0重量份的天然橡胶和12.0-30.0重量份的丙烯腈含量为25-35(重量)％的丁腈橡胶组成。
2.根据权利要求1所述的高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物，其特征在于：上述组合物中各组分的重量份为：
橡胶100、N220炭黑48.0-51.0、白炭黑13.0-16.0、芳烃油7.0-9.0、氧化锌4.0-5.0、硬脂酸2.0-3.0、防老剂2.5-3.5、硫磺1.0-1.2、促进剂1-1.2，其中，橡胶由75.0-85.0重量份的天然橡胶和15.0-25.0重量份的丙烯腈含量为25-35(重量)％的丁腈橡胶组成。
3.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物，其特征在于：上述组合物中所述白炭黑的DBP吸收值为2.00-3.50cm3/g。
4.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物，其特征在于：上述组合物中所述的防老剂为N-(1，3-二甲基丁基)N/-苯基对苯二胺和N-异丙基-N-苯基对苯二胺中的一种与选自2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、N，N/-双(1，4-二甲基)对苯二胺和丙酮与二苯胺高温缩合物中的一种的并用体系，并用时可任意比例组合。
5.根据权利要求1或2所述的高撕裂强度轮胎胎面用橡胶组合物，其特征在于：上述组合物中所述的促进剂为选自2-(4-吗啉基硫醇基)苯并唑、N-环己基-2-苯并唑次磺酰胺或N-叔丁基-2-苯并唑次磺酰胺中的一种或任意两种以上的组合，并用时可任意比例组合。
6.一种轮胎，其特征在于：胎面使用权力要求1至5中任何一项所述的橡胶组合物。
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