CN103435873B - 一种用于子午线轿车轮胎胎面的橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于子午线轮胎胎面的橡胶组合物，该橡胶组合物含有如下物质：（i）二烯烃弹性体；（ii）大于30phr的无机补强填料；（iii）2-15phr的偶联剂；（iv）0-20phr的增塑剂；（v）2-20phr的树脂；其中，phr为占一百份二烯烃弹性体的重量份数。在包含本发明橡胶组合物的轮胎胎面进行使用时，胎面具有优良的抗湿滑性和滚动阻力，赋予轮胎湿地抓着力、滚动阻力和耐磨性的平衡。

Description

一种用于子午线轿车轮胎胎面的橡胶组合物

技术领域

本发明涉及橡胶组合物，具体的说是用于子午线轮胎胎面的橡胶组合物。

背景技术

轮胎的抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性是最为用户关注的使用性能。抗湿滑性即湿地的抓地力，在雨天的刹车距离直接关系到车辆的行驶安全性。滚动阻力即燃油经济性，是温室气体二氧化碳排放环保节能的一个重要指标。耐磨性即轮胎的使用里程数，直接关系到轮胎的使用寿命。但是这三个性能相互牵制、此消彼长，被称为轮胎性能的魔法三角。例如，如果提高了湿地的抓地力必然会降低耐磨性；降低了滚动阻力也同时会降低湿地的抓地力。上世纪九十年代，由米其林公司发明并推出的绿色轮胎，使用了二氧化硅的无机填料（俗称白碳黑），能够很好地平衡抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性。经过了十多年的研发，第二代和第三代绿色轮胎技术也应运而生。使用了高分散白碳黑和改性的溶聚丁苯橡胶的胎面能够进一步提高抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性的整体性能平衡。

另外，也出现了树脂在轮胎胎面中的应用。树脂从来源来分可分为天然树脂和合成树脂：来源于石油、萜或煤焦油的树脂；从功能上分类的话，有增粘树脂、粘合树脂、补强树脂等。由于树脂的结构和其分子量的关系，一般来说，添加了树脂以后，胶料的能量损失会增大、即滞后效应变大。如果在胎面中添加树脂的话，会使轮胎的滚动阻力增大。同时由于树脂本身的化学结构与橡胶及其补强体系相容性的差异，会影响轮胎的耐磨性能。本发明描述了在轮胎胎面中使用一种新型的树脂后，对轮胎的滚动阻力无任何影响，同时能够提高轮胎的抗湿滑性，它对轮胎的耐磨性能的影响也很小。

随着欧洲轮胎标签法的实施，给轮胎的经销商和消费者对轮胎的性能有了明确的认识和选择方向。尤其是在行驶安全性和环保节能方面，即轮胎的滚动阻力和抗湿滑性方面,全球各个市场和用户对轮胎性能的要求越来越高。本发明描述的新型树脂作为一种能够改善轮胎的抗湿滑性、滚动阻力和耐磨性等综合性能的添加剂有着十分广阔的应用前景。

发明内容

为了改善轮胎的滚动阻力、湿地抓着力、耐磨性等性能的相互平衡，本发明公开了一种橡胶组合物，配合比例以重量份数计，该组合物选自以下物质：

(ⅰ) 二烯烃弹性体；

(ⅱ) 大于30phr的无机补强填料；

(ⅲ) 2至15phr之间的硅烷偶联剂；

(ⅳ) 0至20phr的增塑剂；

(ⅴ) 2至20phr的树脂。

其中，phr指占一百份二烯烃弹性体的重量份数；

进一步的，所述二烯烃弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、聚异戊二烯、丁二烯共聚物或其混合物。

进一步的，所述二烯烃弹性体为丁二烯/苯乙烯共聚物，即SBR。

进一步的，所述二烯烃弹性体为在乳液中制备的乳聚丁二烯/苯乙烯共聚物。

进一步的，所述SBR中，苯乙烯含量为20~45%，玻璃化转变温度为-60~-30℃。

进一步的，所述二烯烃弹性体为SBR与聚丁二烯混合使用时，选用顺式-1,4键含量大于90%的聚丁二烯。

进一步的，所述无机补强填料用量大于30phr，

进一步的，所述无机补强填料用量为40-100phr。

进一步的，所述无机补强填料为含硅的填料。

进一步的，所述含硅无机补强填料所含硅为二氧化硅。

进一步的，所述无机补强填料为与二氧化硅混合使用的碳黑无机补强填料时，用量小于70phr，

进一步的，所述无机补强填料为与二氧化硅混合使用的碳黑无机补强填料时，用量为5~60phr。

进一步的，所述树脂为石油树脂、植物提取树脂、合成树脂中一种或几种的混合物，用量为2~20phr，玻璃化转变温度为-20~90℃，

进一步的，所述树脂为石油树脂、植物提取树脂、合成树脂中一种或几种的混合物，用量为4~15phr。

本发明还涉及一种子午线轮胎，其胎面是由上述橡胶组合物制备的。

本发明的优点是：所述橡胶组合物所制备的轮胎胎面由于加入无机补强填料，在进行使用时，具有优良的抗湿滑性、滚动阻力和高湿地抓着力，赋予轮胎湿地抓着力/滚动阻力/耐磨性的性能平衡。这种胎面特别适合用于装配在如下的机动车辆上的轮胎：如轿车、客车或货车。

具体实施方式

本发明涉及一种含有新型树脂的用于子午线轿车胎胎面的橡胶组合物，其特征在于其成分由以下组分组成：

原材料	份数（phr）
		乳聚丁苯橡胶SBR	110
聚丁二烯橡胶或天然橡胶	20
		二氧化硅（白碳黑）	40-90
碳黑	5-60
		偶联剂	2-15
增塑剂	0-20
		树脂	2-20
防老剂	1-6
		活化剂	1-6
促进剂	1-5
		硫化剂	1-5

其中，所述的乳聚SBR橡胶为以下弹性体物质中的一种或几种混合而成：通过乳液聚合的充油或不充油的丁苯橡胶，例如：SBR1723、SBR1783、SBR1739、SBR1789、SBR1721、SBR1712、SBR1500、SBR1502等；

所述的聚丁二烯橡胶为以下弹性体物质中的一种或几种混合而成：通过镍系、锂系或钕系催化剂合成的聚丁二烯橡胶，例如BR9000、BR0150L、BR160等；

所述的增塑剂为以下物质中的一种或几种混合而成：芳烃油、环保芳烃油TDAE、RAE、MES、环烷油、石蜡油、植物油等；

所述的树脂为以下物质中的一种或几种混合而成：石油树脂、植物提取树脂、合成树脂，例如：C5树脂、C9树脂、萜烯树脂、固马隆茚树脂、柠檬烯树脂、增粘树脂等；

所述防老剂为以下物质中的一种或几种混合而成：N-苯基-N’-环己基对苯二胺、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺、N,N’-双（1，4-二甲基戊基）-对苯二胺、N-1，4-二甲基戊基-N’-苯基对苯二胺、N,N’-二甲苯基对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、丙酮与二苯胺缩合物、辛基化二苯胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,2’-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）或防护蜡；

所述偶联剂为液体或固态的硅烷偶联剂，例如：Si69、X50S、Si75、Si363、Si747等；

所述活化剂为以下物质中的一种或几种混合而成：氧化锌、硬脂酸或硬脂酸锌；

所述促进剂为以下物质中的一种或几种混合而成：秋兰姆、噻唑、次磺酰胺、胍、硫脲、醛胺与醛氨、二硫代氨基甲酸盐或黄原酸；

所述硫化剂为以下物质中的一种或几种混合而成：硫磺、不溶性硫磺、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、二甲苯甲酰对醌二肟、对叔丁基苯酚甲醛树脂、对叔辛基苯酚甲醛树脂、苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、密胺甲醛树脂；所述固化剂为六亚甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺或间苯二酚-六亚甲基四胺络合物；

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围并不受此限制。

实施例：

本发明设置了3组实施例：T-1,T-2,T-3，1组参比例R-1。

子午线轮胎胎面由以下组分的橡胶组合物组成：

其中，优选实施例为：

为了验证本发明的效果，对于本发明所应用轮胎进行性能测试：

1)滚动阻力

试验轮胎规格：205/55R16；试验机构：山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心。试验设备：MTS RW860；试验气压：210kPa；试验速度：80km/h；试验负荷：4824.9N；试验温度：20-30C；试验方法按照ISO 28580的标准执行。

2)抗湿滑性

试验轮胎规格：205/55R16；试验设备：VBOX；试验气压：230kPa；试验速度：80km/h；试验方法按照ECE R117的规定执行，测量在湿路面上从80km/h到静止的刹车距离。抗湿滑性指数以参比轮胎为100，试验轮胎的抗湿滑性指数=（参比轮胎的刹车距离）/（试验轮胎的刹车距离）X100。

3)耐磨里程

试验轮胎规格：195/65R15；试验车辆：帕萨特出租车；试验气压：230kPa；试验城市：青岛市；试验方法：每辆出租车的左侧和右侧分别安装2条不同胎面配方的轮胎，每行驶5000公里后检测轮胎的花纹沟深度来计算轮胎的使用里程数，同时左侧和右侧的轮胎进行互换。耐磨里程指数以参比轮胎为100，试验轮胎的耐磨里程指数=（试验轮胎的耐磨里程）/（参比轮胎的耐磨里程）X100。

所得性能测试结果为：

通过轮胎的性能测试可以发现，在胎面中用普通的C5石油树脂取代油类增塑剂可以提高轮胎的抗湿滑性，但同时会增大轮胎的滚动阻力，并且影响轮胎的耐磨性能。在使用高性能树脂G-100取代油类增塑剂时，滚动阻力几乎没有受到影响，同时提高了轮胎的抗湿滑性，并且对轮胎的耐磨性的影响也是在可接受的范围。在使用高性能树脂HJ-100取代油类增塑剂时，它对滚动阻力的影响等同与G-500石油树脂，也提高了轮胎的抗湿滑性，最重要的是其对轮胎的耐磨性没有任何的不良影响。

因此，采用本发明橡胶组合物所得胎面的子午线轮胎具有以下优点：

1）高性能树脂G-100取代油类增塑剂或石油树脂在胎面中使用时，其综合性能有明显的优势。尤其在抗湿滑性和滚动阻力方面，能够很好地满足欧洲标签法对抗湿滑性和滚动阻力的严格要求；

2）高性能树脂HJ-100取代油类增塑剂或石油树脂在胎面中使用时，其综合性能有明显的优势。尤其在抗湿滑性和耐磨性能方面，能够很好地满足对抗湿滑性和耐磨性能的严格要求。

Claims (2)

1.一种用于子午线轿车轮胎胎面的橡胶组合物，其特征在于，包括以下组分：

乳聚丁苯橡胶SBR1739  110份、聚丁烯橡胶BR9000  20份、高分散白炭黑1165MP  60份、炭黑N234  30份、硅烷偶联剂X50S  10份、环保芳烃油TDAE  5份、高性能树脂G-100或高性能树脂H-100  10份、防老剂4020  2份、微晶蜡 1.5份、氧化锌 3份、硬脂酸2份、促进剂NS 2份、促进剂D 0.8份、硫磺 1.5份。

2.一种子午线轮胎，其特征在于，包括权利要求1所述的橡胶组合物制备的胎面。