CN103450524A - 一种雪地轮胎配方及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雪地轮胎配方，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶5-15%、溶聚丁苯胶20-40%、高耐磨炭黑N23415-30%、高分散白碳黑10-20%、塑解剂A-80.5-1%、化学防老剂6PPD0.5-1.5%、物理防老剂微晶蜡0.5-1.5%、活性剂ZNO1-3%、活性剂SA1-3%、聚乙二醇PEG0.5-1.5%、硫化剂S-3251-3%、促进剂CZ0.5-1.5%、特殊促进剂CTP0.1-0.5%和偶联剂SI694-8%。采用本技术方案的有益效果是：胎面胶硬度低、弹性好，橡胶玻璃化温度低，耐磨性高，冰雪路面抓地性好，有效避免在冰雪路面的打滑现象，提高行车安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎胎面配方及其制备方法，具体涉及一种雪地轮胎配方及其制备方法。
背景技术
普通轮胎到了冬天，尤其是在北方常年冰雪天气的使用条件下，随着温度降低，胎面胶硬度增大，弹性降低，当温度降到橡胶固有玻璃化温度时，橡胶呈现塑料特性，耐磨性大幅降低，抓地力降到最低，在冰雪路面会打滑，导致车祸。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种雪地轮胎配方及其制备方法，胎面胶硬度低、弹性好，橡胶玻璃化温度低，在较低的环境温度下仍能保持柔软，耐磨性高，冰雪路面抓地性好，有效避免在冰雪路面的打滑现象，从而避免车祸，提高行车安全性；同时，各项物理机械性能与普通轮胎基本一致，保留了轮胎在湿地及干地抓地力方面的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种雪地轮胎配方，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶5-15%、溶聚丁苯胶20-40%、高耐磨炭黑N234 15-30%、高分散白碳黑10-20%、塑解剂A-8 0.5-1%、化学防老剂6PPD 0.5-1.5%、物理防老剂微晶蜡0.5-1.5%、活性剂ZNO 1-3%、活性剂SA 1-3%、聚乙二醇PEG 0.5-1.5%、硫化剂S-325 1-3%、促进剂CZ 0.5-1.5%、特殊促进剂CTP 0.1-0.5%和偶联剂SI69 4-8%。
优选的，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶7-13%、溶聚丁苯胶22-38%、高耐磨炭黑N234 17-28%、高分散白碳黑12-18%、塑解剂A-8 0.6-0.9%、化学防老剂6PPD 0.6-1.4%、物理防老剂微晶蜡0.6-1.4%、活性剂ZNO 1.1-2.9%、活性剂SA 1.1-2.9%、聚乙二醇PEG 0.6-1.4%、硫化剂S-325 1.1-2.9%、促进剂CZ 0.6-1.4%、特殊促进剂CTP 0.15-0.45%和偶联剂SI69 4.5-7.5%。
优选的，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶9-11%、溶聚丁苯胶24-36%、高耐磨炭黑N234 20-25%、高分散白碳黑14-16%、塑解剂A-8 0.7-0.8%、化学防老剂6PPD 0.7-1.3%、物理防老剂微晶蜡0.7-1.3%、活性剂ZNO 1.2-2.8%、活性剂SA 1.2-2.8%、聚乙二醇PEG 0.7-1.3%、硫化剂S-325 1.2-2.8%、促进剂CZ 0.7-1.3%、特殊促进剂CTP 0.2-0.4%和偶联剂SI69 5-7%。
优选的，所述高耐磨炭黑N234份数与所述天然胶份数之比大于等于2：1。
优选的，所述溶聚丁苯胶份数与所述天然胶份数之比大于等于3：1。
优选的，所述溶聚丁苯胶份数与所述高分散白炭黑份数之比大于等于2：1。
优选的，所述偶联剂SI69与所述高分散白炭黑份数之比大于等于1：10。
优选的，所述聚乙二醇PEG份数与所述高分散白炭黑份数之比大于等于1：15。
优选的，所述特殊促进剂CTP份数与所述促进剂CZ份数之比大于等于1：10。
一种雪地轮胎配方的制备方法，所述雪地轮胎配方如上述一种雪地轮胎配方，其合成步骤如下：
（1）.投入天然胶、溶聚丁苯胶、塑解剂A-8、化学防老剂6PPD、物理防老剂微晶蜡、活性剂ZNO、活性剂SA、聚乙二醇PEG、，混炼30-40秒，混炼温度80-100℃，压力0.56-0.64Mpa;
（2）.投入2/3高分散白炭黑和偶联剂SI69混炼30-40秒，混炼温度90-110℃，压力0.56-0.64Mpa;
（3）.投入另外1/3高分散白炭黑和高耐磨炭黑N234混炼40-50秒，混炼温度100-125℃，压力0.51-0.59Mpa;
（4）.投入操作油调整混炼条件，混炼150-200秒，混炼温度120-145℃，压力0.51-0.59Mpa;
（5）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，空调冷却2H;
（6）.投入冷却好胶片、硫化剂S-325、促进剂CZ、特殊促进剂CTP混炼80-100秒，混炼温度95-115℃，压力0.51-0.59Mpa;
（7）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，和空调冷却2H;
（8）.将冷却好胶片经过挤出机制成胎面。
采用本技术方案的有益效果是：胎面胶硬度低、弹性好，橡胶玻璃化温度低，在较低的环境温度下仍能保持柔软，耐磨性高，冰雪路面抓地性好，有效避免在冰雪路面的打滑现象，从而避免车祸，提高行车安全性；同时，各项物理机械性能与普通轮胎基本一致，保留了轮胎在湿地及干地抓地力方面的优点。
溶聚丁苯胶、高分散白炭黑、偶联剂三者反应结合可以产生特殊的粘弹性体橡胶，大大降低Tg，提高抓地力，大大减少滞后损失，降低滚动阻力。天然胶可以提升制品力学性能，在无力机械性能方面进行改善。本发明的配方也可以专用于轮胎胎面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种雪地轮胎配方，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶5-15%、溶聚丁苯胶20-40%、高耐磨炭黑N234 15-30%、高分散白碳黑10-20%、塑解剂A-8 0.5-1%、化学防老剂6PPD 0.5-1.5%、物理防老剂微晶蜡0.5-1.5%、活性剂ZNO 1-3%、活性剂SA 1-3%、聚乙二醇PEG 0.5-1.5%、硫化剂S-325 1-3%、促进剂CZ 0.5-1.5%、特殊促进剂CTP 0.1-0.5%和偶联剂SI69 4-8%。本发明的配方也可以专用于轮胎胎面。
高耐磨炭黑N234份数与天然胶份数之比大于等于2：1，确保轮胎耐磨性，胶料磨耗体积可达到0.238 cm3/1.61km提升抗刺穿性。
溶聚丁苯胶份数与天然胶份数之比大于等于3：1，可提升胶料弹性，弹性模量为3-5MPa，回弹率可达85%以上，拉伸强度可以提高到20-30MPa。
溶聚丁苯胶份数与高分散白炭黑份数之比大于等于2：1，可降低胶料滚动阻力，RRC可达到B级，提高胎面雪地抓地力20%。
偶联剂SI69与高分散白炭黑份数之比大于等于1：10，可降低胶料木尼粘度5-10个单位，表面改性提高白炭黑补强效果，硬度提高2-3个单位，拉伸强度提高10-20%，300%定伸应力提高5-10%。
聚乙二醇PEG份数与高分散白炭黑份数之比大于等于1：15，可改善胶料物理性能，减少白炭黑对促进剂的吸附，防止迟缓硫化，在雪地轮胎配方的基础上，为了达到更优的效果需添加活性剂PEG，中文名称聚乙二醇，可显著改善白炭黑胶料分散性，加速硫化，提升胶料拉伸强度10-20%，300%定伸应力提高5-10%，撕裂强度提高10-15%。
特殊促进剂CTP份数与促进剂CZ份数之比大于等于1：10，可改善胶料加工安全性，防止早期硫化，减少报废成本。在雪地轮胎配方的基础上，为了达到更优的效果需添加特殊促进剂CTP，中文名称防焦剂，可显著提升硫化延迟性，延长焦烧时间10-20%。
在雪地轮胎配方的基础上，为了达到更优的效果需添加塑解剂A-8，可显著改善加工性能，降低混炼温度5-10℃，减少一次返炼，木尼粘度可下降10-15单位。
一种雪地轮胎配方的制备方法，所述雪地轮胎配方如上述一种雪地轮胎配方，其合成步骤如下：
（1）.投入天然胶、溶聚丁苯胶、塑解剂A-8、化学防老剂6PPD、物理防老剂微晶蜡、活性剂ZNO、活性剂SA、聚乙二醇PEG、，混炼30-40秒，混炼温度80-100℃，压力0.56-0.64Mpa;
（2）.投入2/3高分散白炭黑和偶联剂SI69混炼30-40秒，混炼温度90-110℃，压力0.56-0.64Mpa;
（3）.投入另外1/3高分散白炭黑和高耐磨炭黑N234混炼40-50秒，混炼温度100-125℃，压力0.51-0.59Mpa;
（4）.投入操作油调整混炼条件，混炼150-200秒，混炼温度120-145℃，压力0.51-0.59Mpa;
（5）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，空调冷却2H;
（6）.投入冷却好胶片、硫化剂S-325、促进剂CZ、特殊促进剂CTP混炼80-100秒，混炼温度95-115℃，压力0.51-0.59Mpa;
（7）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，和空调冷却2H;
（8）.将冷却好胶片经过挤出机制成胎面。
主要技术指标：表一
| 项目 | 实施例1 | 普通轮胎配方 |
| Tanδ 50℃(滚动阻力) | 0.2100 | 0.295609 |
| Tanδ 0℃(湿抓地力) | 0.3088 | 0.530979 |
| Tanδ 25℃(干抓地力) | 0.2468 | 0.362452 |
| Tanδ -25℃（雪地抓地力） | 0.6627 | 0.5569 |
| Tg ℃ | -41.6 | -25 |
| 硬度 | 44 | 66 |
实施例1
原材料组分：20份天然胶、80份溶聚丁苯胶、40份高耐磨炭黑、30份高分散白炭黑、8份偶联剂SI69、1份塑解剂A-8、3份防老剂(2份6PPD、1份微晶蜡)、8份活性剂（3份ZNO、2份SA、3份PEG）、3份硫化剂S-325、2份促进剂(1.5份CZ、0.5份CTP)和10份操作油。
制备过程在密炼机中进行：
（1）.投入天然胶、溶聚丁苯胶、塑解剂A-8、化学防老剂6PPD、物理防老剂微晶蜡、活性剂ZNO、活性剂SA、聚乙二醇PEG、，混炼30-40秒，混炼温度80-100℃，压力0.56-0.64Mpa;
（2）.投入2/3高分散白炭黑和偶联剂SI69混炼30-40秒，混炼温度90-110℃，压力0.56-0.64Mpa;
（3）.投入另外1/3高分散白炭黑和高耐磨炭黑N234混炼40-50秒，混炼温度100-125℃，压力0.51-0.59Mpa;
（4）.投入操作油调整混炼条件，混炼150-200秒，混炼温度120-145℃，压力0.51-0.59Mpa;
（5）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，空调冷却2H;
（6）.投入冷却好胶片、硫化剂S-325、促进剂CZ、特殊促进剂CTP混炼80-100秒，混炼温度95-115℃，压力0.51-0.59Mpa;
（7）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，和空调冷却2H;
（8）.将冷却好胶片经过挤出机制成胎面。
由此获得雪地胎胎面胶料，它的相关参数见表一，最终轮胎制品Tg达到-41.6℃。
实施例2
雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶10%、溶聚丁苯胶30%、高耐磨炭黑N234 20%、高分散白碳黑16%、塑解剂A-8 0.5%、化学防老剂6PPD 1.5%、物理防老剂微晶蜡1.5%、活性剂ZNO 3%、活性剂SA 3%、聚乙二醇PEG 1.5%、硫化剂S-325 3%、促进剂CZ 1.5%、特殊促进剂CTP 0.5%和偶联剂SI69 8%。
实施例3
雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶15%、溶聚丁苯胶40%、高耐磨炭黑N234 15%、高分散白碳黑20%、塑解剂A-8 0.5%、化学防老剂6PPD 0.5%、物理防老剂微晶蜡0.5%、活性剂ZNO 1%、活性剂SA 1%、聚乙二醇PEG 0.5%、硫化剂S-325 1%、促进剂CZ 0.5%、特殊促进剂CTP 0.5%和偶联剂SI69 4%。
实施例4
雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶6%、溶聚丁苯胶20%、高耐磨炭黑N234 30%、高分散白碳黑20%、塑解剂A-8 0.5%、化学防老剂6PPD 1.5%、物理防老剂微晶蜡1.5%、活性剂ZNO 3%、活性剂SA 3%、聚乙二醇PEG 1.5%、硫化剂S-325 3%、促进剂CZ 1.5%、特殊促进剂CTP 0.5%和偶联剂SI69 8%。
实施例5
雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶5%、溶聚丁苯胶30%、高耐磨炭黑N234 30%、高分散白碳黑20%、塑解剂A-8 1%、化学防老剂6PPD 1.5%、物理防老剂微晶蜡1.5%、活性剂ZNO 1%、活性剂SA 1%、聚乙二醇PEG 1.5%、硫化剂S-325 1%、促进剂CZ 1.5%、特殊促进剂CTP 0.5%和偶联剂SI69 4.5%。
采用本技术方案的有益效果是：胎面胶硬度低、弹性好，橡胶玻璃化温度低，在较低的环境温度下仍能保持柔软，耐磨性高，冰雪路面抓地性好，有效避免在冰雪路面的打滑现象，从而避免车祸，提高行车安全性；同时，各项物理机械性能与普通轮胎基本一致，保留了轮胎在湿地及干地抓地力方面的优点。
溶聚丁苯胶、高分散白炭黑、偶联剂三者反应结合可以产生特殊的粘弹性体橡胶，大大降低Tg，提高抓地力，大大减少滞后损失，降低滚动阻力。天然胶可以提升制品力学性能，在无力机械性能方面进行改善。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶5-15%、溶聚丁苯胶20-40%、高耐磨炭黑N234 15-30%、高分散白碳黑10-20%、塑解剂A-8 0.5-1%、化学防老剂6PPD 0.5-1.5%、物理防老剂微晶蜡0.5-1.5%、活性剂ZNO 1-3%、活性剂SA 1-3%、聚乙二醇PEG 0.5-1.5%、硫化剂S-325 1-3%、促进剂CZ 0.5-1.5%、特殊促进剂CTP 0.1-0.5%和偶联剂SI69 4-8%。
2.根据权利要求1所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶7-13%、溶聚丁苯胶22-38%、高耐磨炭黑N234 17-28%、高分散白碳黑12-18%、塑解剂A-8 0.6-0.9%、化学防老剂6PPD 0.6-1.4%、物理防老剂微晶蜡0.6-1.4%、活性剂ZNO 1.1-2.9%、活性剂SA 1.1-2.9%、聚乙二醇PEG 0.6-1.4%、硫化剂S-325 1.1-2.9%、促进剂CZ 0.6-1.4%、特殊促进剂CTP 0.15-0.45%和偶联剂SI69 4.5-7.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述雪地轮胎配方包括如下组分，天然胶9-11%、溶聚丁苯胶24-36%、高耐磨炭黑N234 20-25%、高分散白碳黑14-16%、塑解剂A-8 0.7-0.8%、化学防老剂6PPD 0.7-1.3%、物理防老剂微晶蜡0.7-1.3%、活性剂ZNO 1.2-2.8%、活性剂SA 1.2-2.8%、聚乙二醇PEG 0.7-1.3%、硫化剂S-325 1.2-2.8%、促进剂CZ 0.7-1.3%、特殊促进剂CTP 0.2-0.4%和偶联剂SI69 5-7%。
4.根据权利要求3所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述高耐磨炭黑N234份数与所述天然胶份数之比大于等于2：1。
5.根据权利要求4所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述溶聚丁苯胶份数与所述天然胶份数之比大于等于3：1。
6.根据权利要求5所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述溶聚丁苯胶份数与所述高分散白炭黑份数之比大于等于2：1。
7.根据权利要求6所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述偶联剂SI69与所述高分散白炭黑份数之比大于等于1：10。
8.根据权利要求7所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述聚乙二醇PEG份数与所述高分散白炭黑份数之比大于等于1：15。
9.根据权利要求8所述的一种雪地轮胎配方，其特征在于，所述特殊促进剂CTP份数与所述促进剂CZ份数之比大于等于1：10。
10.一种雪地轮胎配方的制备方法，其特征在于，所述雪地轮胎配方如权利要求1所述的一种雪地轮胎配方，其合成步骤如下：
（1）.投入天然胶、溶聚丁苯胶、塑解剂A-8、化学防老剂6PPD、物理防老剂微晶蜡、活性剂ZNO、活性剂SA、聚乙二醇PEG、，混炼30-40秒，混炼温度80-100℃，压力0.56-0.64Mpa;
（2）.投入2/3高分散白炭黑和偶联剂SI69混炼30-40秒，混炼温度90-110℃，压力0.56-0.64Mpa;
（3）.投入另外1/3高分散白炭黑和高耐磨炭黑N234混炼40-50秒，混炼温度100-125℃，压力0.51-0.59Mpa;
（4）.投入操作油调整混炼条件，混炼150-200秒，混炼温度120-145℃，压力0.51-0.59Mpa;
（5）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，空调冷却2H;
（6）.投入冷却好胶片、硫化剂S-325、促进剂CZ、特殊促进剂CTP混炼80-100秒，混炼温度95-115℃，压力0.51-0.59Mpa;
（7）.出片经过冷却水槽冷却方式：风扇冷却8H，自然冷却16H，和空调冷却2H;
（8）.将冷却好胶片经过挤出机制成胎面。
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