CN104448417A - 冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法 - Google Patents

冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法，其要点在于：由多种原料配制而成，配方中原料包括天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000、溶聚丁苯橡胶RC2564S、炭黑N234、白炭黑VN3GR、间接法氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂X50-S、莱茵塑分PP、芳烃油、防老剂4020、防老剂TMQ、莱茵蜡111、促进剂CZ、硫磺S、防焦剂CTP。在本发明中，胶料制备分三段混炼，其中一段、二段为母炼，三段为终炼。本发明用于冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料生产。使用本发明制成的冬季轮胎胎面柔韧性好，无变硬发脆现象，抗湿滑性及抗冰滑性能优异，操控性好，大大减少了路面打滑现象，提高了车辆行驶安全性。

Description

冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种冰雪路面专用的全钢载重子午线轮胎胎面胶料及制备方法，该胶料用于冬季冰雪路面专用全钢子午线轮胎的生产。
背景技术
随着汽车工业及轮胎工业的迅猛发展，轮胎的使用也越来越细化。在冰天雪地的冬季，汽车使用冬季轮胎已成为一种趋势。冬季轮胎主要在冰雪路面使用，具有优异的抗湿滑和抗冰滑性能，可有效提升轮胎的操控性，避免打滑现象，提高行车安全性，因此，在寒冷的冬季，不只是轿车使用冬季轮胎，越来越多的载重车也在使用冬季轮胎。
在轮胎的所有部件中，胎面胶料抗湿滑性能和抗冰滑性能的影响最大。胎面胶料的抗湿滑性和抗冰滑性主要通过损耗因子tanδ来表征，0℃时的tanδ越大，表明胶料的抗湿滑性和抗冰滑性越好。本发明专利提供一种冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及其制备方法。该胶料生胶体系采用天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000和溶聚丁苯橡胶RC2564S并用，BR9000玻璃化温度Tg为﹣100℃，是耐寒性最好的合成橡胶；溶聚丁苯橡胶RC2564S耐磨性、耐寒性能优异，抗湿滑性能好；用炭黑N234和白炭黑并用作为补强体系，以提升抗湿滑性和胶料在低温下的柔韧性，同时加入硅烷偶联剂X50-S对白炭黑进行改性，改善白炭黑的加工性能，加入分散剂莱茵塑分PP，提高白炭黑的分散性。通过配方设计，胶料0℃时的tanδ提高，抗湿滑性及抗冰滑性能提高，胶料在低温下柔韧性好，无变硬发脆缺陷，达到冰雪路面专用轮胎的性能要求，且胶料工艺性能可行，加工安全性好，压出半成品尺寸稳定。
发明内容
为了满足冬季轮胎对胎面胶的性能要求，本发明的目的是提供一种冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料，其特征在于：由下述原料按重量比配制而成：
天然橡胶SMR20# 42.0－56.0
顺丁橡胶BR9000 16.0－25.0
溶聚丁苯橡胶RC2564S 34.0－48.0
炭黑N234 30.0-45.0
白炭黑VN3GR 12.0-22.0
硬脂酸 1.6-2.5
间接法氧化锌 2.6-4.0
硅烷偶联剂X50-S 2.8-4.2
莱茵塑分PP 1.6－2.8
芳烃油 7.5-10.4
防老剂4020 1.4－2.5
防老剂TMQ 0.5－1.4
莱茵蜡111 1.2－2.6
促进剂CZ 1.2－2.2
硫磺S 0.8－1.8
防焦剂CTP 0.1－0.3。
本发明的技术原理是通过并入部分耐寒性好的顺丁橡胶BR9000和抗湿滑性能好的溶聚丁苯橡胶RC2564S，同时适当提高白炭黑VN3GR的用量，使胶料0℃时的tanδ提高，从而提高轮胎胎面抗湿滑性和抗冰滑性能。
本发明的有益效果是，使用本实施胶料制成的轮胎胎面能够满足冰雪路面专用全钢子午胎对胎面胶的性能要求。
具体实施方式：
冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料由下述原料按重量比配制而成：
天然橡胶SMR20# 50.0
顺丁橡胶BR9000 20.0
溶聚丁苯橡胶RC2564S 41.25
炭黑N234 37.0
白炭黑VN3GR 17.0
硬脂酸 2.0
间接法氧化锌 3.5
硅烷偶联剂X50-S 3.4
莱茵塑分PP 2.0
芳烃油 8.5
防老剂4020 2.2
防老剂TMQ 1.0
莱茵蜡111 1.8
促进剂CZ 1.7
硫磺S 1.2
防焦剂CTP 0.2
在本实施例中，胶料制备方法分母炼和终炼过程：
母炼分两段混炼生产，均在F370型密炼机中进行，执行自动混炼工艺。一段混炼加入天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000、溶聚丁苯橡胶RC2564S、2/3炭黑N234、白炭黑VN3GR、间接法氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂X50-S、莱茵塑分PP、芳烃油，排胶温度控制在160±5℃；二段混炼时在一段混炼胶中加入1/3炭黑N234、防老剂4020、防老剂TMQ、莱茵蜡111，排胶温度控制在155±5℃。
终炼混炼在GK255型密炼机中进行，执行自动混炼工艺。在二段混炼胶中加入硫磺S、促进剂CZ、防焦剂CTP，排胶温度控制在100±5℃。
各段胶料须在室温下停放至少8h后方可进入下一步骤。
使用本实施例配方制成的冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料性能测试数据如下：
门尼粘度[ML(1+4)100℃]          66.0
碳黑分散度/级                   8.4
300%定伸强度/MPa                13.8
扯断强度/MPa                    24.2
邵尔A型硬度/度                 63
阿克隆磨耗/cm3/1.61km            0.156
压缩疲劳温升/℃                 26.7
撕裂强度/kN.m-1                  152.1
tanδ（0℃）                     0.389
注：压缩疲劳温升测试条件：负荷 1.0 Mpa,冲程 4.45mm，温度 55℃，压缩频率 30Hz。
tanδ测试条件：应力10N，位移15μm，频率 11Hz，起始温度 -20℃，终点温度80℃，升温速率3℃/min。
使用本实施例的胶料在生产过程中加工工艺性能良好，加工安全性高，挤出半成品几何尺寸稳定，无返料现象，完全具备批量性工业化生产条件。使用本实施例胶料生产的冬季轮胎在冰雪路面使用时，胎面柔韧性好，无变硬发脆现象，抗湿滑性及抗冰滑性能优异，抓地力好，操控性好，大大减少了路面打滑现象，提高了车辆行驶安全性，具有良好的经济效益和社会效益。

Claims (3)

1.冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法，其特征在于：由下述原料按重量比配制而成：
天然橡胶SMR20#                              42.0-56.0
顺丁橡胶BR9000                         16.0-25.0
溶聚丁苯橡胶RC2564S                    34.0-48.0
炭黑N234                               30.0-45.0
白炭黑VN3GR                            12.0-22.0
硬脂酸                                  1.6-2.5
间接法氧化锌                            2.6-4.0
硅烷偶联剂X50-S                         2.8-4.2
莱茵塑分PP                              1.6-2.8
芳烃油                                  7.5-10.4
防老剂4020                              1.4-2.5
防老剂TMQ                               0.5-1.4
莱茵蜡111                               1.2-2.6
促进剂CZ                                1.2-2.2
硫磺S                                   0.8-1.8
防焦剂CTP                               0.1-0.3。
2.根据权利要求1所述的冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法，其特征在于：由下述原料按重量比配制而成：
天然橡胶SMR20#                              50.0
顺丁橡胶BR9000                         20.0
溶聚丁苯橡胶RC2564S                    41.25
炭黑N234                               37.0
白炭黑VN3GR                            17.0
硬脂酸                                  2.0
间接法氧化锌                            3.5
硅烷偶联剂X50-S                         3.4
莱茵塑分PP                              2.0
芳烃油                                   8.5
防老剂4020                              2.2
防老剂TMQ                               1.0
莱茵蜡111                               1.8
促进剂CZ                                1.7
硫磺S                                   1.2
防焦剂CTP                               0.2。
3. 根据权利要求1和2所述的冰雪路面专用全钢子午胎胎面胶料及制备方法，制备方法分为母炼和终炼过程：
母炼分两段混炼生产，均在F370型密炼机中进行，执行自动混炼工艺，一段混炼加入天然橡胶SMR20#、顺丁橡胶BR9000、溶聚丁苯橡胶RC2564S、2/3炭黑N234、白炭黑VN3GR、间接法氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂X50-S、莱茵塑分PP、芳烃油，排胶温度控制在160±5℃；二段混炼时在一段混炼胶中加入1/3炭黑N234、防老剂4020、防老剂TMQ、莱茵蜡111，排胶温度控制在155±5℃；终炼混炼在GK255型密炼机中进行，执行自动混炼工艺；在二段混炼胶中加入硫磺S、促进剂CZ、防焦剂CTP，排胶温度控制在100±5℃；各段胶料须在室温下停放至少8h后方可进入下一步骤。
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