CN103497363A - 一种子午线轮胎胎肩胶料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于子午线轮胎胎肩的技术领域，具体为一种子午线轮胎胎肩胶料组合物。采用组成为按重量计的下述组分：天然胶50份、顺丁二烯橡胶50份、氧化锌20-40份、硬脂酸0.5-1份、导热石墨15-25份、白炭黑15-20份、黑炭黑10-15份、硫化剂2-5份，不溶性硫磺0.3-0.5份、促进剂1-3份、防老剂4-6份、防焦剂0.5-1份、硅烷偶联剂1-2份、抗硫化返原剂1-3份的技术方案，提高胶料导热性能，将热量及时散出避免温度升高，解决肩空现象。

Description

一种子午线轮胎胎肩胶料组合物
技术领域
本发明属于子午线轮胎胎肩的技术领域，具体为一种子午线轮胎胎肩胶料组合物。
背景技术
子午线轮胎是轮胎的一种结构形式，区别于斜交轮胎，拱形轮胎，调压轮胎等！俗称为“钢丝轮胎”。
1946年，法国米其林轮胎公司试制生产了全世界第一条子午线轮胎。子午线轮胎的发明是轮胎行业中的一场革命，已成为汽车轮胎发展的新方向。
子午线轮胎的国际代号是“R”，由于其胎体结构不同于斜交胎，有的国家称之为径向轮胎，X轮胎等。
子午线轮胎胎体的帘线排列不同于斜交轮胎，子午线轮胎的帘线不是相互交叉排列的，而是与外胎断面接近平行，像地球子午线排列，帘线角度小，一般为0°，胎体帘线之间没有维系交点，当轮胎在行驶过程中，冠部周围应力增大，会造成周向伸张，胎体成辐射状裂口。因此子午线轮胎的缓冲层采用接近周向排列的打交道帘线层，与胎体帘线角度成90°相交，一般为70°到78°，形成一条几乎不能伸张的刚性环形带，把整个轮胎固定，限制轮胎的周向变形，这个缓冲层承受整个轮胎60%到70%的内应力，成为子午线轮胎的主要受力部件，故称之为子午线轮胎的带束层。斜交胎的主要受力部件不在缓冲层上，其80%到90%的内应力均由胎体的帘布层承担。由此可见，子午线轮胎带束层设计很重要，必须具有良好的刚性，可采用多层大角度，高强度而且不易拉伸的纤维材料，如钢丝或者芳纶纤维等。
目前对于子午线轮胎最大的困扰是胎肩散热困难，由于胎肩部位是整个轮胎中最厚的部位，为轮胎的支撑部位，承受的作用力大，生热快，橡胶是热的不良导体所以散热慢，轮胎生热后胎肩部位热量累计温度较高容易造成肩空现象。针对该问题，现有技术做了很多的改进和研究，如从轮胎结构上进行改进：将胎肩部位倒角减小此处胶层厚度；将胎肩做成内凹型弧度设计，同样是减小胶层厚度；加大带束层宽度，减小胎肩部位变形进而降低胎肩生热。虽然有所改进，但胎肩部位胶层还是较厚生热不能避免，不能从根本上解决肩空问题。  
也有通过配方进行的改进，如专利号为2012103216441的专利申请,公开了一种胎肩胶料配方，其存在的问题为，该技术方案的胶料的散热性能不好，不能有效解决胎肩部位的胶料在运动过程中产生的热量的有效散发，没有从根本上解决胎肩散热的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，采用组成为按重量计的下述组分：天然胶 50份、顺丁二烯橡胶50份、氧化锌 20-40份、硬脂酸0.5-1份、导热石墨15-25份、白炭黑15-20份、黑炭黑10-15份、硫化剂2-5份，不溶性硫磺0.3-0.5份、促进剂1-3份、防老剂    4-6份、防焦剂0.5-1份、硅烷偶联剂1-2份、抗硫化返原剂1-3份的技术方案，提高胶料导热性能，将热量及时散出避免温度升高，解决肩空现象。
本发明的技术方案为：
一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶   50份，
顺丁二烯橡胶 50份，
氧化锌   20-40份，
硬脂酸   0.5-1份，
导热石墨   15-25份，
白炭黑   15-20份，
黑炭黑   10-15份，
硫化剂   2-5份，
不溶性硫磺  0.3-0.5份，
促进剂   1-3份，
防老剂    4-6份，
防焦剂   0.5-1份，
硅烷偶联剂  1-2份，
抗硫化返原剂  1-3份。
导热石墨为导热填料，也称石墨散热片。
作为优选，一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶   50份，
顺丁二烯橡胶 50份，
氧化锌  30份，
导热石墨  20份，
硬脂酸   0.8份，
白炭黑  15份，
黑炭黑   10份，
硫化剂   3份，
不溶性硫磺 0.5份，
促进剂  2份，
防老剂    6份，
防焦剂   1份，
硅烷偶联剂  1份，
抗硫化返原剂  2份。
作为优选，所述的炭黑为炭黑N351和炭黑N375的混合物，其中N351重量百分数为50-70%，N375为30-50%。
所述的促进剂为促进剂CBS。
所述的防老剂为防老剂6PPD。
所述的防焦剂为防焦剂CTP。
所述的硫化剂为普通硫磺粉。
所述的硅烷偶联剂为Si69和Si75的至少一种。
所述的抗硫化返原剂为AKT73。
本发明的有益效果为：在胶料配方中加入合适量的氧化锌和导热炭黑，氧化锌为金属氧化物导热性能好，在400K时导热系数为23.44w/（m*k），在450K时导热系数为22.03w/（m*k），石墨导热系数为150-1500 w/（m*k），因此加入氧化锌和导热石墨后可大大提高胎肩部位的导热性能，解决轮胎肩空问题；并通过合理的组分配比，整体提高胶料的性能，满足在使用过程中的各种性能要求，而且还可以缓解硫化返原问题，并采用顺丁二烯橡胶，因此，本发明的胶料作为胎肩胶料使用时，有效解决了困扰很久的散热问题。
总之，本发明通过合理的原料组成设计，通过加入合理的氧化锌和导热炭黑，减少炭黑的用量，提高橡胶导热性，并从跟本上解决该轮胎肩空问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶  50份，
顺丁二烯橡胶50份，
氧化锌  30份，
导热石墨  20份，
硬脂酸   0.8份，
白炭黑  15份，
炭黑N351  7份，
炭黑N375  5份，
普通硫磺粉   3份，
不溶性硫磺 0.5份，
促进剂CBS  2份，
防老剂6PPD    6份，
防焦剂CTP   1份，
硅烷偶联剂Si69  1份，
抗硫化返原剂AKT73  2份。
制备方法为本领域的常规的方法即可，步骤如下：将天然胶、顺丁二烯橡胶加入到密炼机中加压20-50秒，在加入炭黑、白炭黑、导热石墨、硅烷偶联剂等加压并加温至100-120℃，再加入氧化锌、硬脂酸、防老剂，继续加压加温至150℃排料，冷却；再将冷却的无聊加入密炼机同时加入剩余组分加压加温至120℃，最后排料冷却至室温即可。
实施例2
一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶  50份，
顺丁二烯橡胶 50份，
氧化锌   20份，
硬脂酸   0.5份，
导热石墨   15份，
白炭黑   15份，
炭黑N351  5份，
炭黑N375  5份，
普通硫磺粉   2份，
不溶性硫磺  0.3份，
促进剂CBS   1份，
防老剂6PPD    4份，
防焦剂CTP   0.5份，
硅烷偶联剂Si75  1份，
抗硫化返原剂AKT73  1份。
其制备方法同实施例1。
实施例3
一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶   50份，
顺丁二烯橡胶 50份，
氧化锌   40份，
硬脂酸    1份，
导热石墨   25份，
白炭黑   20份，
黑炭黑   15份，
普通硫磺粉   5份，
不溶性硫磺  0.5份，
促进剂CBS   3份，
防老剂6PPD    6份，
防焦剂CTP   1份，
硅烷偶联剂Si69  1份，
硅烷偶联剂Si75  1份，
抗硫化返原剂AKT73  3份。
其制备方法同实施例1。
试验例
各个实施例的性能参数如下表1所示
 表1  性能参数表
试验项目 实施例1 实施例2 实施例3 背景技术
导热系数W/mK 0.512 0.487 0.479  
拉伸强度MPa 29 26 26 23-28
300%定伸MPa 14.5 13.1 12.9 8-11
断裂伸长率% 512 520 534 500-560
撕裂强度KN/m 125 117 110 45-57
永久变形% 3.3 5.2 6.1 20-28
邵氏硬度 度 67 66 65 53-58
门尼焦烧127℃*Min 22 19 21 13-20

Claims (9)

1. 一种子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶   50份，
顺丁二烯橡胶 50份，
氧化锌   20-40份，
硬脂酸   0.5-1份，
导热石墨   15-25份，
白炭黑   15-20份，
黑炭黑   10-15份，
硫化剂   2-5份，
不溶性硫磺  0.3-0.5份，
促进剂   1-3份，
防老剂    4-6份，
防焦剂   0.5-1份，
硅烷偶联剂  1-2份，
抗硫化返原剂  1-3份。
2.根据权利要求1所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其组成为按重量计的下述组分：
天然胶   50份，
顺丁二烯橡胶  50份，
导热石墨  20份，
硬脂酸   0.8份，
白炭黑  15份，
黑炭黑   10份，
硫化剂   3份，
不溶性硫磺 0.5份，
促进剂  2份，
防老剂    6份，
防焦剂   1份，
硅烷偶联剂  1份，
抗硫化返原剂  2份。
3. 根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的炭黑为炭黑N351和炭黑N375的混合物，其中N351重量百分数为50-70%，N375为30-50%。
4.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的促进剂为促进剂CBS。
5.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的防老剂为防老剂6PPD。
6.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的防焦剂为防焦剂CTP。
7.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的硫化剂为普通硫磺粉。
8.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为Si69和Si75的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的子午线轮胎胎肩胶料组合物，其特征在于，所述的抗硫化返原剂为AKT73。
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