CN103589014B - 工程胎的全合成橡胶胎面胶料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工程胎的全合成橡胶胎面胶料，该胶料由以下成分组成：合成橡胶100phr、炭黑N220占65phr、聚合物树脂0-5phr、混合聚合物树脂0-5phr、芳烃油6.0phr、酚醛树脂3.0phr、硬脂酸0-5.0phr、氧化锌2-3.5phr、硫磺1.5phr、促进剂1占1.0phr、促进剂2占2.0phr，其中，合成橡胶由苯乙烯基团和丁二烯基团结合而成。本发明采用苯乙烯基团与丁二烯基团结合而成橡胶作为工程胎胎面胶料，并添加聚合物树脂和混合聚合物树脂，增进了轮胎胎面的磨耗性能、抗撕裂性能及胶料的粘合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮胎胎面胶料，尤其涉及一种工程胎的全合成橡胶胎面胶料。
背景技术
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶，由于合成橡胶具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温的特性，因而广泛利用在轮胎制造，尤其是胎面制造中。当合成橡胶用于胎面中时，一般是为了改善磨耗性能和抗撕裂性能，但是胶料中合成橡胶使用比例较在时会带来负面效果，即粘合性能变差。例如当在轮胎胎面胶中使用时，胎面接头稍有困难；用在胎体中时，胎体胶料压延时帘布容易出现“露白”现象；另外由于合成橡胶的分子间作用力小，使得生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动，因此生胶的包装、贮存及半成品存放都存在问题。为克服因合成橡胶比例大造成的粘合性能变差的缺陷，现有技术中采用在胶料中添加增粘树脂的方式，但是如此改变的胶料虽然可以改善粘合性能，却又降低了磨耗性能和抗撕裂性能。因此有必要设计一种新的胎面胶料配方，即可以提高胎面胶料的粘合性能，又能改善胎面的磨耗性能和抗撕裂性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种胶料粘合性能高且制成的胎面磨耗性能和抗撕裂性能好的工程胎的全合成橡胶胎面胶料。
为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：本发明工程胎的全合成橡胶胎面胶料由以下的成份组成：合成橡胶100phr、炭黑N220占65phr、聚合物树脂0-5phr、混合聚合物树脂0-5phr、芳烃油6.0phr、酚醛树脂3.0phr、硬脂酸0-5.0phr、氧化锌2-3.5phr、硫磺1.5phr、促进剂1占1.0phr、促进剂2占2.0phr，其中，合成橡胶由苯乙烯基团和丁二烯基团结合而成。
优选地，本发明胶料的100phr合成橡胶中，苯乙烯基团占0-100wt%、丁二烯基团占0-100wt%。
优选地，本发明胶料的100phr的合成橡胶中，苯乙烯基团占0-40wt%、丁二烯基团占60-100wt%。
优选地，本发明胶料的由以下的成份组成：合成橡胶100phr、炭黑N220占65phr、聚合物树脂5phr、混合聚合物树脂0phr、芳烃油6.0phr、酚醛树脂3.0phr、硬脂酸0-phr、氧化锌3.5phr、硫磺1.5phr、促进剂1占1.0phr、促进剂2占2.0phr，其中，100phr的合成橡胶由40phr苯乙烯基团和600phr丁二烯基团结合而成。
优选地，本发明胶料中混合聚合物树脂材料为石油和天然树脂的混合物。
优选地，本发明胶料中混合聚合物树脂在300℃以前裂解失重的小分子物质占30-40%，在400℃以上裂解失重高聚物比例为60-70%。
优选地，本发明胶料中聚合物树脂材料包含脱氢松香酸单元、二氢松香酸单元、及四氢松香酸单元。
优选地，本发明胶料中聚合物树脂在300℃以前裂解失重的小分子物质占85-95%，在400℃以上裂解失重高聚物比例为5-15%。
与现有技术相比，本发明具有如下技术优点：本发明采用苯乙烯基团与丁二烯基团结合而成橡胶作为工程胎胎面胶料，并且添加聚合物树脂和混合聚合物树脂，从而不仅能够增进轮胎胎面的磨耗性能与抗撕裂性能，还能够增强胶料的粘合性能。
具体实施方式：
本发明的工程胎全合成橡胶胎面胶料，包含100phr合成橡胶、1-5phr聚合物树脂、1-5phr混合聚合物树脂、65phr炭黑N220及其他添加剂的工程胎，其中合成橡胶由如下成分组成：0-100wt%苯乙烯基团、0-100wt%的丁二烯基团。优选地，合成橡胶中苯乙烯基团占0-40wt%、丁二烯基团占60-100wt%。本发明采用的混合聚合物树脂材料为石油和天然树脂的混合物，而聚合物树脂材料包含脱氢松香酸单元、二氢松香酸单元、及四氢松香酸单元。上述聚合物树脂在300℃以前裂解失重的小分子物质占85-95%，在400℃以上裂解失重高聚物比例为5-15%，而由低聚物和高聚物树脂构成的混合聚合物在300℃以前裂解失重的小分子物质占30-40%，在400℃以上裂解失重高聚物比例为60-70%。
本发明工程胎全合成橡胶胎面胶料的混炼采用橡胶混炼领域技术人员已知的方法完成。例如在通常情况下，将各组分在至少两个阶段中进行混炼，即至少一个非生产性混炼阶段，随后一个生产性混炼阶段。橡胶与聚合物树脂在一个或多个非生产性混炼阶段进行混炼。
具体实施例
在BRBanbury密炼机中制备如表1中所规定成分的工程胎全合成橡胶胎面胶料，制备过程采取三个非开的加料混炼阶段，即，两个非生产性混炼阶段和一个生产性混炼阶段。两个非生产性阶段分别进行约2-3min的混炼，直至橡胶温度达到160℃，即完成。生产性阶段的混炼时间是使橡胶温度达到115℃的时间。
本发明工程胎全合成橡胶胎面胶料由以下的成份组成：
合成橡胶100phr炭黑N22065phr
聚合物树脂0-5phr混合聚合物树脂0-5phr
芳烃油6.0phr酚醛树脂3.0phr
硬脂酸0-5.0phr氧化锌2-3.5phr
硫磺1.5phr促进剂11.0phr
促进剂22.0phr
其中，合成橡胶由苯乙烯基团和丁二烯基团结合而成。
在本发明实施例1中，胶料成分是：100phr合成橡胶、聚合物树脂5phr、混合聚合物树脂5phr、硬脂酸5phr、氧化锌2phr，其他成分如上面所述，其中，在100phr合成橡胶中，苯乙烯基团0phr、丁二烯基团100phr。
在本发明实施例2中，胶料成分是：100phr合成橡胶、聚合物树脂5phr、混合聚合物树脂0phr、硬脂酸0phr、氧化锌3.5phr，其他成分如上面所述，其中，在100phr合成橡胶中，苯乙烯基团40phr、丁二烯基团60phr。
在本发明实施例3中，胶料成分是：100phr合成橡胶、聚合物树脂5phr、混合聚合物树脂0phr、硬脂酸0phr、氧化锌3.5phr，其他成分如上面所述，其中，在100phr合成橡胶中，苯乙烯基团100phr、丁二烯基团0phr。
在本发明实施例4中，胶料成分是：100phr合成橡胶、聚合物树脂0phr、混合聚合物树脂5phr、硬脂酸0phr、氧化锌3.5phr，其他成分如上面所述，其中，在100phr合成橡胶中，苯乙烯基团100phr、丁二烯基团0phr。
表1为本发明实施例1-4与对比样的各组成成分的对比表格，其中对比样是现有技术的胶料，在对比样中，胶料中未使用全合成橡胶、也未加入聚合物树脂。本发明所有实施例在约151℃温度下硫化约40min。
表1
表2给出了硫化实施例1-4的表观和物理性能。即本发明胎面胶料的磨耗性能、抗撕裂性能和粘合性见表2所示。这些结果表明，在胎面橡胶中使用了全苯乙烯-丁二烯合成橡胶和两种聚合物树脂后，能够使胎面的磨耗性能、抗撕裂性能和粘合性能得到明显改善。
表2
| 151℃*30min硫化 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| AKRON磨耗/cm3 | 0.25 | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.05 |
| 撕裂强度（直角）/KN*m-1 | 60 | 30 | 80 | 100 | 28 |
| 剥离强度/KN*m-1 | 30 | 20 | 35 | 20 | 18 |
对表2的说明：磨耗性能是通过阿克隆磨耗试验机，行程为1.61公里，报道值越小，意味着耐磨性能越高；撕裂强度可根据轮胎工业可接受的撕裂强度测试方法进行，报道值越高，意味着抗撕裂性能越高；剥离强度可根据轮胎工业可接受的剥离强度测试方法进行，报道值越高，意味着粘合性能越高。
以上描述的是本发明的具体实施方式和较佳实施例1-4，但是本领域技术员清楚，本领域具体实施方式并不限于实施例1-4所描述的配方比例，在不脱离本领域的要求保护的范围可以对本发明做出改变，并且实施例并不能限定本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种工程胎的全合成橡胶胎面胶料，其特征在于：由以下的成份组成：
合成橡胶100phr炭黑N22065phr
聚合物树脂5phr芳烃油6.0phr
酚醛树脂3.0phr氧化锌3.5phr
硫磺1.5phr促进剂11.0phr
促进剂22.0phr
其中，100phr的合成橡胶由40phr苯乙烯基团和60phr丁二烯基团结合而成；
所述聚合物树脂材料包含脱氢松香酸单元、二氢松香酸单元、及四氢松香酸单元；
所述聚合物树脂在300℃以前裂解失重的小分子物质占85-95%，在400℃以上裂解失重高聚物比例为5-15%。
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